Βιολογία Θετικών Σπουδών Γ' Λυκείου

Βιολογία Θετικών Σπουδών – Εκδόσεις ΜΠΑΧΑΡΑΚΗ

γονιμοποιημένο ωάριο διαιρείται με μίτωση και παράγει τρισεκατομμύρια

κύτταρα, που έχουν τα ίδια γονίδια. Στα αρχικά στάδια της εμβρυογένεσης τα

κύτταρα εξειδικεύονται, για να εκτελέσουν επιμέρους λειτουργίες και η

διαδικασία αυτή ονομάζεται κυτταρική διαφοροποίηση. Τα κύτταρα ενός

πολύπλοκου πολυκύτταρου οργανισμού, όπως τα νευρικά, τα μυϊκά, τα

ηπατικά, διαφέρουν στη μορφή και στη λειτουργία τους, αλλά έχουν όλα το

ίδιο γενετικό υλικό, άρα και τα ίδια γονίδια. Τι τα κάνει τότε να διαφέρουν

τόσο πολύ; Μολονότι όλα τα κύτταρα έχουν τις ίδιες γενετικές οδηγίες, έχουν

αναπτύξει μηχανισμούς που τους επιτρέπουν να εκφράζουν τη γενετική τους

πληροφορία επιλεκτικά και να ακολουθούν μόνο τις οδηγίες που χρειάζονται

κάθε χρονική στιγμή. Κάθε κυτταρικός τύπος έχει εξειδικευμένη λειτουργία και

πρέπει να υπάρχει πλήρης συντονισμός των λειτουργιών όλων των κυττάρων.

Γι' αυτό, η τελειοποίηση των συστημάτων ελέγχου είναι αναγκαία και λόγω της

μεγαλύτερης πολυπλοκότητας των ευκαρυωτικών κυττάρων, αλλά και επειδή

πρέπει να ελεγχθεί προσεκτικά η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών.

Κατά συνέπεια, η ρύθμιση των γονιδίων στα ευκαρυωτικά κύτταρα γίνεται σε

πολλά επίπεδα.

Η μεταγραφή καταλύεται από ένα ένζυμο, την RNA πολυμεράση (στους

ευκαρυωτικούς οργανισμούς υπάρχουν τρία είδη RNA πολυμερασών).

Η RNA πολυμεράση προσδένεται σε ειδικές περιοχές του DNA, που

ονομάζονται υποκινητές, με τη βοήθεια πρωτεϊνών που ονομάζονται

μεταγραφικοί παράγοντες. Οι υποκινητές και οι μεταγραφικοί παράγοντες

αποτελούν τα ρυθμιστικά στοιχεία της μεταγραφής του DNA και επιτρέπουν

στην RNA πολυμεράση να αρχίσει σωστά τη μεταγραφή. Οι υποκινητές

βρίσκονται πάντοτε πριν από την αρχή κάθε γονιδίου.

Στα ευκαρυωτικά κύτταρα η γονιδιακή έκφραση ρυθμίζεται σε τέσσερα

επίπεδα. Στο επίπεδο της μεταγραφής, ένας αριθμός μηχανισμών ελέγχουν

ποια γονίδια θα μεταγραφούν ή/και με ποια ταχύτητα θα γίνει η μεταγραφή.

Tο DNA των ευκαρυωτικών κυττάρων δεν οργανώνεται σε οπερόνια αλλά κάθε

γονίδιο έχει το δικό του υποκινητή και μεταγράφεται αυτόνομα. Η RNA

πολυμεράση λειτουργεί (όπως και στους προκαρυωτικούς οργανισμούς) με τη

βοήθεια πρωτεϊνών, που ονομάζονται μεταγραφικοί παράγοντες. Μόνο που

στους

ευκαρυωτικούς

οργανισμούς

οι

μεταγραφικοί

παράγοντες

παρουσιάζουν τεράστια ποικιλία. Κάθε κυτταρικός τύπος περιέχει διαφορετικά

είδη μεταγραφικών παραγόντων. Διαφορετικός συνδυασμός μεταγραφικών

παραγόντων ρυθμίζει τη μεταγραφή κάθε γονιδίου. Μόνο όταν ο σωστός

συνδυασμός των μεταγραφικών παραγόντων προσδεθεί στον υποκινητή ενός

γονιδίου, αρχίζει η RNA πολυμεράση τη μεταγραφή ενός γονιδίου.