התבטאות גנים

התבטאות גנים היא התהליך בו מידע האצור בגן אחד או יותר מתורגם לתוצר גני תפקודי. על פי רוב, תוצר כזה הוא חלבון אחד או יותר, אבל במקרה של גנים המקודדים ללא-חלבונים (non-protein products), כמו גנים לרנ"א-שליח (mRNA) או לרנ"א-ריבוזומלי (rRNA) ועוד, התוצר הוא רנ"א תפקודי. תהליך זה מופיע בכל צורות החיים הידועות, החל בבסיסיות ביותר, כמו נגיפים ואורגניזמים חד-תאיים (חיידקים ואצות), וכלה באורגניזמים רב-תאיים, והוא אחראי ליצירת המנגנון הרב-מולקולרי המהווה חיים.

בגנטיקה, התבטאות גנים הינה הרמה הבסיסית ביותר בה הגנוטיפ מוביל לפנוטיפ, שכן, הקוד הגנטי מקבל מובן באמצעות תהליך זה, ותכונותיהם של תוצרי ההתבטאות יוצרות את הפנוטיפ של היצור כולו.

תהליך ההתבטאות כולל את שלב השעתוק, השחבור (רק באיקריוטים) והתרגום, כאשר כל שלב נמצא תחת בקרה (ראו בקרת גנים).

המנגנונים המעורבים בתהליך ההתבטאות

שיעתוק

שיעתוק הוא המנגנון הראשון בתהליך, והוא מייצר עותקי רנ"א של מקטעים שלמים של הדנ"א, המוגדרים כגנים, בעזרת אנזים הקרוי רנ"א פולימראז. מולקולות הרנ"א מיוצרות על-פי הגנים, המהווים עבורן תבניות מקור. בתהליך השיעתוק מתווסף נוקליאוטיד רנ"א אחד בכל פעם, לגדיל הרנ"א המתארך, בעזרת הרנ"א פולימראז. גדיל רנ"א זה הינו המשלים של גדיל הדנ"א 5' → 3', שהוא עצמו המשלים של גדיל הדנ"א הנגדי 3' → 5'. לכן, גדיל הרנ"א המתקבל, הינו זהה לגדיל הדנ"א הנגדי (3' → 5'), מלבד תימינים המוחלפים בו על ידי אוּרָצילים. לדוגמה, קטע מקודד של דנ"א בו מופיע הצירוף ATG ישועתק ל-AUG ברנ"א.

תירגום

מולקולות רנ"א מתחלקות למקודדות ולל-מקודדות. הקבוצה הראשונה מתורגמת לחלבונים, ואילו השנייה, מהווה כבר תוצר מוגמר. רנ"א-שליח (mRNA), למשל, הינה מולקולה הנושאת מידע מקודד להרכבת חלבון אחד או יותר.

קיפול חלבונים

החלבונים שזה עתה נוצרו מקבלים מבנה תלת-ממדי הדרוש להם לתפקודיהם, בתהליכים בהם מעורבים אנזימים הקרויים שָאפֶּרונים. שאפרונים אחרים, המכונים שאפרונים לרנ"א, מסייעים למולקולות רנ"א להגיע לצורתן התפקודית. תהליכי קיפול אלה מתרחשים ברשתית התוך-פלסמית, אשר אחד מתפקידיה העיקריים הוא הרכבת חלבונים בתאי יצורים איקריוטיים.

ערך זה הוא קצרמר בנושא ביולוגיה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.