בקרת גנים
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
בקרת גנים הוא כינוי למגוון מערכות ביוכימיות שונות, המצויות בכל האורגניזמים, ומפקחות על התבטאות הגנים, לפי צורך התא והאורגניזם כולו. מערכות בקרת הגנים קובעות איזה גן יבטא התא, באיזה רמה, איזה גן ביטויו יפסק ומהו התזמון המדויק בו על התא לבטא את הגן. בקרת הגנים אף מווסתת את קצב ייצור התוצרים המבטאים את הגנים, לפי הצורך. ניתן לווסת כל שלב בתהליך ההתבטאות - החל מתחילת השעתוק, עיבוד ה-RNA, ועד לעיבוד החלבונים לאחר התרגום. לעיתים קרובות, בקר של גן מסוים מווסת גם גנים ובקרים נוספים, דבר היוצר רשת גנטית.
מערכות בקרה אלו חיוניות לקיום הבסיסי של כל תא, פרוקריוטי ואיקריוטי כאחד, של האורגניזם כולו, ואף של נגיפים, מכיוון שהמערכות מאפשרות הסתגלות לתנאי הסביבה באמצעות ביטוי תוצרי גנים. בשנת 1951 ברברה מקלינטוק הראתה כי קשר בין שני אזורים בגנום התירס שולטים על צבע הגרגרים. בשנת 1961 ז'אק מונו ופרנסואה ז'קוב פענחו את מנגנון הפעולה של אופרון הלקטוז, לפיו אנזימים מסוימים המעורבים במטבוליזם של לקטוז מבוטאים באי קולי רק בנוכחות לקטוז ובהיעדר גלוקוז.
ביצורים רב תאיים, בקרת גנים מובילה להתמיינות תאים ולמורפוגנזה בעובר, וכך נוצרים סוגי תאים שונים בעלי פרופיל התבטאות גנים שונה זה מזה, מתוך אותו גנום המשותף להם.
מערכות הבקרה נחלקות לשני סוגים עיקריים, על פי אופי השפעתן: מערכות בקרה חיובית ומערכות בקרה שלילית. מערכות בקרה חיובית מגבירות את ייצור תוצרי הגנים, ומערכות בקרה שלילית מדכאות אותו. במערכות הבקרה מולקולות שונות אשר לכל אחת מהן תפקיד מוגדר. לחלבונים המווסתים (Regulatory proteins) תפקיד מפתח במערכות בקרת הגנים של התא. שני חלבונים מווסתים חשובים הם הדכאן (Repressor) והמשרן (Inducer). תפקידו של הדכאן הוא לעכב את ביטוי הגן והוא משמש מרכיב מרכזי של הבקרה השלילית, ותפקידו של המשרן הוא לזרז את ביטויו, והוא מהווה מרכיב מרכזי של מערכות הבקרה החיובית.