רשת גנטית
רשת גנטית היא רשת שליטה ובקרה על תהליכי ייצור של חלבונים בתא ביולוגי.
הרשת הגנטית מאפשרת לתא להביא לידי ביטוי גנים שונים, ולכן בעזרתה יכולים שני תאים בעלי אותו מטען תורשתי להתנהג באופן שונה (לדוגמה: תא עצם ותא שריר) ותא יחיד יכול להתנהג באופן שונה בתגובה לתנאי הסביבה (יום/לילה, נוכחות סוכרים שונים ועוד).
תהליך ייצור חלבון
ערך מורחב – התבטאות גנים
חלבון מיוצר על סמך הקוד הגנטי המקודד בDNA בתהליך דו-שלבי:
- שעתוק שבו נוצרת מולקולת mRNA ממקטע ה-DNA המתאים (שהוא הגן המקודד חלבון זה).
- תרגום שבו נוצר החלבון ממולקולת ה- mRNA.
אם חלבון מסוים מיוצר ומצוי בתא, נהוג לומר שמבוטא הגן המקודד אותו.
בקרה על ייצור החלבון
- ערך מורחב – בקרת גנים
חלבון אחד יכול להשפיע על ייצור חלבון אחר בשני אופנים:
- הפעלה (activation) - חלבון א' מגביר את קצב הייצור של חלבון ב'. ייתכן גם שחלבון ב' כלל לא ייווצר ללא פעולת חלבון א'.
- דיכוי (repression) - חלבון א' מאט את קצב הייצור של חלבון ב' ויכול אף להפסיק כליל את הייצור שלו.
עבודתם החלוצית של ז'ק מונו ופרנסואה ז'קוב על אופרון הלקטוז בשנת 1961 ביססה את המחקר בתחום בקרת השעתוק. מערכי DNA, המשמשים לבחינת ביטוי של גנים שונים, רגישים לבקרת שעתוק בלבד. עם זאת, בקרה מתבצעת גם בשלבים מאוחרים יותר של ייצור החלבון, לרבות שלבי התרגום השונים ושינויים בחלבון לאחר תרגומו (זרחון, מיתול וכו').
דוגמה לדיכוי בשלב השעתוק
על מנת שתהליך השעתוק יתרחש על אנזים ה-RNA פולימראז להידבק לאזור מסוים על ה-DNA המצוי בדיוק לפני הגן המקודד את החלבון המיוצר. חלבון אחר יכול להדבק באזור זה וכך למנוע את הדבקת ה-RNA פולימראז. באופן זה תהליך השעתוק מופסק והחלבון לא יכול להיות מיוצר.
ייצוג כרשת
ברשת הגנטית הצמתים מייצגים חלבונים והקשתות המחברות ביניהם מייצגות השפעה של חלבון אחד על ייצור החלבון האחר. הקשתות הן לפיכן מכוונות. כמו כן יש צורך במספר סוגי קשתות על פי טיב יחסי הגומלין בין החלבונים.
מחקר
רשתות גנטיות נחקרות הן ניסיונית והן תאורטית תוך שימוש במגוון מודלים: בוליאניים, דטרמיניסטיים ואקראיים. גישה מבטיחה מתחום הביולוגיה מערכתית מזהה מוטיבים חוזרים ברשתות גנטיות, המופיעים בשכיחות גבוהה יותר משניתן לצפות ברשת אקראית, ומנסה לעמוד על תפקידם. הפרופסורים נעמה ברקאי ואורי אלון תורמים לקידום מגמה זו במחקר העולמי.[1]
ראו גם
הערות שוליים
- ^ אורי אלון, An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits, 2006 מסת"ב 9781584886426
21236793רשת גנטית