Гендік экспрессия

Гендік экспрессия

Gene Expression Essentials by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Жоба тақырыбы: Гендік экспрессия

Бұл виртуалды зертхана 11-сыныптарда келесі тақырыптар бойынша сабақтарда пайдалануға арналған:

  • “Транскрипция. Пре-м рибонуклеин қышқылының посттранскрипциялық модификациясы. Трансляция кезеңдері.»

Виртуалды зертханалық жұмыстың мақсаты:

  • Гендік экспрессияның негізгі кезеңдерін зерттеу: транскрипция және трансляция.
  • Негізгі молекулалармен танысу: ДНҚ, РНҚ, рибосомалар, ферменттер.
  • Транскрипция процесін белсендіруші және тежеуші факторлардың әсерін зерттеу

 Виртуалды тәжірибе

video
play-rounded-fill

Бұл PhET виртуалды симуляциясы гендік экспрессия деп аталатын күрделі үрдісті қарапайым түрде жасуша деңгейінде көруге мүмкіндік береді.

  1. Симуляцияны іске қосыңыз. Сізге үш түрлі режим таңдауы беріледі: Expression, mRNA, Multiple cells. Expression режимін таңдаңыз.

  1. Экранда ДНҚ-ның қосспиральді ұзын тізбегін және оның ортасында оқшауланған бір бөлшегі — генді көре аласыз. Ген екі түрлі аймақтан құралады: реттелуші(regulatory) және транскрипцияланушы(transcribed). Реттелуші аймақ — бұл транскрипция факторларының байланысатын орны, ал транскрипцияланушы аймақ бұл — РНҚ-полимеразамен байланысатын ДНҚ-ның негізгі оқылу аймағы.

  1. Ендігі кезекте шартты белгілермен таныс болыңыз (төмендегі терминдер сөздігіне назар аударыңыз).

  1. Гендік экспрессия екі негізгі кезеңнен тұрады: транскрипция және трансляция. Транскрипция — ДНҚ молекуласынан РНҚ-полимераза арқылы РНҚ молекуласының синтезделу үрдісі, нәтижесінде ақпараттық РНҚ(аРНҚ) түзіледі. Трансляция — аРНҚ молекуласынан рибосоманың қатысуымен ақуыздың синтезделу үрдісі.

Кесте 1.

  1. Тәжірибені бастаңыз. Транскрипцияның белсендіруші факторын тінтуірдің сол жақ батырмасын басып тұру арқылы ДНҚ-ның реттелуші аймағына әкеп орналастырыңыз.

  1. Транскрипция үрдісі басталуы үшін РНҚ-полимераза ферментін транскрипцияланушы аймақтың басына әкеп орналастырыңыз. РНҚ-полимераза бірден ДНҚ тізбегіне комплиментарлы аРНҚ тізбегін түзе бастайды. Бұл үрдісті шексіз түрде қайталауға болады. 

  1. Транскрипцияны тоқтату үшін индукторды алып тастап, орнына репрессорды әкеп қойыңыз. Сіз транскрипция жүруінің тоқтағанын байқай аласыз, яғни репрессор РНҚ-полимеразаның транскрипцияланушы аймаққа келіп отыруына кедергі жасап, үрдісті бұғаттайды.

  1. Трансляция үрдісін бастаңыз. Ол үшін түзілген аРНҚ тізбегінің ұшына рибосома комплексін әкеп орнатыңыз. Сіз ақуыз молекуласының түзілгенін байқайсыз.

  1. Түзілген ақуызды коллекцияға қосыңыз. Бір аРНҚ тізбегінен шексіз мөлшерде ақуыздар алуға болатынын ескеріңіз. 

  1. Ақуыздардың түзілуін тоқтату үшін аРНҚ тізбегімен  mRNA destroyer ферментін байланыстырыңыз. Сіз ферменттің тізбекті ұсақ бөлшектерге ыдыратқанын байқайсыз. Осымен 1-ші геннің экспрессиясы аяқталады.

  1. Келесі геннің экспрессиясын жүзеге асыру үшін Next gene батырмасын басыңыз. Бұл геннің ұзындығы алдыңғы генге қарағанда ұзынырақ екенін байқаған боларсыз. Сәйкесінше бұдан түзілетін аРНҚ тізбегі де ұзын болады. Тағы бір ерекшелік, мұнда транскрипцияны белсендіруші факторлар саны екеу екендігін ескеріңіз.

  1. Жоғарыда көрсетілген кестеге сүйене отырып, үшінші геннің экспрессиясын жүзеге асырыңыз.

Қорытынды

“Гендік экспрессия” виртуалды зертханасы күрделі гендік экспрессия үрдістерін көрнекі түрде зерттеуге, сондай-ақ оған әртүрлі факторлардың әсерін анықтауға бірегей мүмкіндік береді.

Терминдер сөздігі

Gene — Ген — Ген

Protein — Белок — Ақуыз

Positive transcription factor — Активный фактор транскрипции(Индукторы) — Транскрипцияның белсендіруші факторы (Индукторлар)

Negative transcription factor — Негативный фактор транскрипции(Репрессоры) — Транскрипцияның тежеуші факторы (Репрессорлар)

RNA-polymerase — РНК-полимераза — РНҚ-полимераза

Ribosome — Рибосома — Рибосома

mRNA destroyer — расщеплитель мРНК — аРНҚ ыдыратқыш

Regulatory region — Регуляторный участок — Реттелуші аймақ

Transcribed region — Транскрибируемый участок — Транскрипцияланушы аймақ