Stjrnsameindir


lafur Halldrsson


tt varla s greinanlegur munur ytri ger egg- og sisfrumna hinna msu dra roskast hver einstaklingur sem upphaf sitt essum srstku frumum eins og hann kyn til. Egg- og sisfrumur gulkerja renna saman og af eim roskast vinlega gulker. Sama gildir um kynfrumur manna og annarra lfvera sem fjlga sr me kynxlun. Nr einstaklingur sver sig ttir r sem a honum standa en er hver me snu snii. annig getur til dmis rauhrur maur tt svarthra foreldra. a sem liggur a baki essara furuverka lfsins er erfaefni, DKS (DNA).

DKS-sameindirnar ba yfir srstkum og einstum eiginleikum. r eru einu sameindirnar sem vita er til a geti gert nkvma eftirmynd af sjlfum sr, en a er einmitt forsenda fyrir hlutverki essara strsameinda sem erfaefnis. Einnig stjrna r innri starfsemi frumna og ar me fjlfrumunga. stuttu mli m segja a auk ess a halda um stjrnartauma lfsstarfseminnar eru r jafnframt efnafrilegur tengiliur milli kynsla.

DKS-sameindirnar sem ba kjarna frumna eru umluktar srstku prtni (histone). Saman mynda prtn essi og DKS-sameindirnar litningana. hverri mannsfrumu eru t.d. 46 litningar og hverjum eirra er grarlng og samfelld DKS-sameind. Grunneiningar DKS-sameindanna, kirnin, skipta miljrum hverjum litningi og tla hefur veri a samang lengd DKS litningum manna s um 2 metrar.

 

Eftirmyndun DKS.

Hvernig fer DKS sameindin a v a endurmynda sjlfa sig annig a dtturfrumurnar sem myndast vi skiptingu murfrumu fi nkvmlega sams konar DKS-sameindir og murfruman hafi? Aferin, sem er strkostlega einfld, byggist v a tvfldu DKS-sameindinni geta aeins kvenir nturbasar tengst saman. Prunarmguleikar nturbasanna sem mynda verbnd ("stigarep") tvfalda langbandsins eru A:T, T:A, C:G og G:C (sj Lfi, bls. 396). etta gerir a a verkum a r nturbasa hvoru langbandi um sig er settar fastar skorur af hinu langbandinu sem myndar sameindina.

egar eftirmyndun DKS hefst, vinst ofan af spralnum og vetnistengin sem halda nturbsunum saman rofna annig a tvfalda DKS sameindin opanst lkt og reinnils. annig vera parair nturbasar bum langbndum sameindarinnar. hrefnaforabri frumunnar er rval kirna, sem eru grunneiningar kjarnsra, og egar DKS-sameindin opanst raast n kirni bi langbndin eftir basaprunarreglunum. essu heldur fram uns upprunalegu langbndin tv hafa askilist a fullu og hvor um sig afla sr nrra kirna sta eirra sem voru hinu langbandinu. Srstakt ensm sr um a tengja fosft og sykrur nju kirnanna heilleg langbnd og eru komnar tvr sameindir sem eru nkvmlega eins og upprunalega sameindin var. bum sameindunum er anna langbandi ntt en hitt gamalt.

Mynd hr a ofan: lsing eftirmyndun DKS

 

DKS eftirmyndun gengur fyrir sig me undraverum hraa. egar til dmis bakteran Escherichia coli skiptir sr tvennt um 40 mntna fresti arf hn hvers sinn a tvfalda erfaefni sitt. DKS sameind essarar bakteru er ger af 3.6 milljn kirnisprum og undin upp spral me 360.000 vindingum. v arf essum fu mntum a vinda 360.000 sinnum ofan af sameindinni, opna hana, flytja n kirni rttan sta og tengja saman 7.2 miljnir kirna. Nkvmni eftirmyndunarinnar er trlega mikil rtt fyrir allan hraann og r fu villur sem myndast eru yfirleitt leirttar af srstkum vigerarensmum sem eru eins konar prfarkalesarar. Starfsemi vigerarensmanna byggist meginatrium v a kvei samhengi er milli kirnisraanna langbndum DKS sameindarinnar vegna hinna frvkjanlegu tengireglna nturbasanna. S anna langbandi skemmt er hgt a nota a sem vimiun vi leirttingu villum hinu langbandinu.

 

Prtnnmyndun

Innri starfsemi frumna er algjrlega h tilvist prtna. Eins og ur hefur komi fram eru prtn hlutar af flestum lffrum frumna og ensmin, sem eru prtn, ra ferinni llum efnaskiptum. Til a stjrna strfum frumunnar urfa DKS-sameindirnar v bersnilega a ba yfir upplsingum um ger prtna. En hvernig fara DKS sameindirnar a v a koma upplsingum framfri? nota r srstakt ml - hvernig eru orin myndu - hverjir eru bkstafirnir?

Ger og starfsemi prtna kvaraist af tegundum og run amnsranna eim. DKS verur v a hafa kvei tkn ea or yfir hverja amnsruger, og geta varveitt au og komi eim fr sr rttri r. Vi vitum egar a breytilegu hlutar DKS sameindarinnar eru nturbasarnir fjrir og lta m sem bkstafi kjarnsrumlsins. Hverjir rr samliggjandi nturbasar langbandi DKS mynda orin essu tknmli erfanna og eru v til 64 mismunandi or ea tkn sem nturbasarnir mynda. Prtn lfvera eru myndu r um 20 mismunandi gerum amnsra og reyndar eru llum tilvikum merkja tv ea fleiri or (nturbasarennur) smu ger amnsra. Auk ess eru nokkur essara ora eins konar greinarmerki sem gefa til kynna hvar tilteki upplsingamynstur (gen) hefst og hvar a endar. Tekist hefur a ra etta tknml erfanna til fulls. Til dmis merkir ACC amnsruna glycin og ATG amnsruna histidin.

Komi hefur ljs a tknml erfanna er hi sama hj svo til llum lfverum sem rannsakaar hafa veri til essa og bendir a eindregi til skyldleika og sameiginlegs uppruna allra lfvera. Tvr undantekningar eru ekktar. Annars vegar hafa fundist tiltekin frvik erfaefni hvatbera og hins vegar hefur komi ljs a orin UAA og UAG standa ekki fyrir STOP vissum einfrumungum (til dmis Paramecium) heldur amnsruna glutamin.

RKS(RNA)-kjarnsrur sj um framleislu prtnsameinda samkvmt upplsingamynstri genanna. Tekist hefur a ra merkingu "oranna" RKS-sameindunum. tflunni gr a ofan eru heiti vilomandi amnsra ( RKS sameindum kemur niturbasinn urasil (U) sta tymins (T) DKS).

 

Erfaefni frumnanna er nst undantekningarlaust kjarna frumnanna v ar eru hinar mikilvgu upplsingar best varar gegn hnjaski. Nmyndun prtna fer hins vegar fram umfryminu. v er augljslega rf fyrir tengili sem flytur upplsingarnar t umfrymi. essi tengiliur er srleg ger af RKS(RNA)-sameindum, svonefnt mRKS (mtandi RKS).

Upplsingar fr DKS eru fluttar yfir mRKS me ferli sem nefnist umritun. Hn fer annig fram a s hluti sameindarinnar, sem hefur a geyma upplsingar um ger prtns sem framleia , opnast upp (slk upplsingaeining DKS nefnist gen). San raa RKS kirni sr alla lausa nturbasa annars langbanda DKS sameindarinnar hlistan htt og lst var hr a framan, egar rtt var um eftirmyndun DKS. egar RKS kirnin hafa veri tengd saman heillega mRKS sameind, losnar hn fr DKS-sameindinni og flyst t umfrymi ar sem hn tengist netkorni. DKS sameindin fr svo aftur sitt fyrra skpulag. Komi hefur ljs a mrgum genum eru eins konar millikaflar, intron, sem ekki bera sr upplsingar um ger prtnsins. eir hlutar gensins sem innihalda forskrift a prtninu nefnast exon. slkum tilvikum er framleidd RKS sameind sem er afrit af llu geninu en san er intronbturinn fjarlgur og exonin tengd saman. Loks hefur myndast endanleg mRKS sameind sem notu er sem forskrift vi framleislu vikomandi prtnger.

Auk mRKS hafa frumur a geyma tvr megingerir af RKS sameindum. rRKS sameindir eru hlutar netkorna, og tRKS sameindir (tilfrslu RKS) eru eins konar "orabk" sem notu er egar tt er r kjarnsrumli yfir amnsruml. hverri frumu er a minnsta kosti ein ger tRKS fyrir hverja amnsrutegund. Amnsran tengist vi kveinn sta tRKS sameindinni, en rum sta henni eru rr nturbasar sem geta tengst v ori mRKS sem tknar essa amnsru. S til dmis rakinn ferill upplsinga um amnsruna fenylalanin, er ori DKS sameindinni sem tknar hana AGG. a er san umrita ori UCC mRKS sameindinni. tRKS sameind sem tengst getur fenylalanini verur v a vera ori AGG til a hn geti tengst rttan sta mRKS sameindinni. etta stig prtnnmyndunar nefnist ing. a hefst v a annar endi mRKS sameindarinnar tengist vi netkorn og kjlfari kemur tRKS sameind sem hefur a geyma nturbasarennu, sem svarar til nturbasanna riggja enda mRKS sameindarinnar og tengist eim. San kemur nnur tRKS sameind me nja amnsru og tengist nsta ori mRKS sameindinni. Fyrsta tRKA sameindin losnar fr mRKS en um lei tengist amnsran, sem hn bar me sr, amnsrunni nsta tRKS. rija tRKS sameindin tengist san rija ori mRKS sameindarinnar . Jafnframt losnar tRKS sameindin sem var s nnur rinni fr mRKS, en amnsrurnar tvr sem voru tengdar henni , tengjast amnsrunni riju tRKS sameindinni. annig gengur etta koll af kolli. Um lei og hvert or hefur veri tt frir netkorni sig um set a nstu remur nturbsum mRKS. Netkorni astoar tRKS vi a tengjast mRKS og hefur jafnframt a geyma ensm sem tengir amnsrurnar saman keju. egar amnsrukejan er fullmyndu, losnar hn fr netkorninu og tekur sig endanlega lgun sem fullmtu prtnsameind. Sama mRKS sameindin er oft notu aftur og aftur vi framleislu prtnsameinda og geta raunar fleiri en eitt netkorn starfa samtmis henni.

Ekki bera ll gen sr upplsingar um ger prtna. Sum innihalda upplsingar um samsetningu RKS sameinda sem mynda a hluta netkornin (rRKS) og nnur stjrna virkni annarra gena. a sem einna mest hefur komi vart varandi erfaefni frumum manna og missa plantna og dra a ekkert er vita um hlutverk nu tundu hluta DKS sameinda erfaefnisins! Ef til vill tengjast sum eirra srhfingu frumnanna. Einnig hefur komi ljs a sum gen eru til nokkrum ea jafnvel mrgum eintkum.

 

 

Prtnmyndun: