Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Statykaidynamika
19
Statykaidynamika
SekwencjagenomukomórkiorazjejrepertuarRNA
ibiałekwyrażająto,czymkomórkamożebyćlub
comożerobić.Aletokomórkidokonująwyboru.Zwar-
te,logiczniezintegrowanesiecimechanizmówkontroli
nadzorujądynamicznymstanemaktywnościtranskryp-
cyjnejimetabolicznejkomórki(por.rozdział10).
Dynamikabiologiimolekularnejkomórekiorga-
nizmówobejmujepoziomystrukturęiorganizacji
wyższeniżpoziommolekularny.Pytaniejestzatem
otowjakisposóbtkankistająsięwyspecjalizowane
podczasrozwojulub,bardziejogólnie,wjakisposób
środowiskosprawujekontrolęnadzdarzeniamige-
netycznymi.Wnielicznychprzypadkachnapoziomie
molekularnymuznajesię,żewzrostilościreagenta
powodujezwiększeniewytwarzaniaenzymuodpo-
wiedzialnegozakatalizowaniejegotransformacji.
OperonlacuEscherichiacolijestdobrymprzykładem:
zmianawzakresiezaopatrzeniawskładnikiodżywcze
zglukozydolaktozyskutkujeekspresjągenówmeta-
bolizującychlaktozę.
Owielebardziejzłożonesąprogramyrozwojowe,
któreodpowiadajązaprocesrozwijaniapodczasżycia
organizmu.Zdolnośćuczeniasię,któraznajdujeod-
zwierciedleniewzmianachwobrębiestrukturyidy-
namikiukładunerwowego,jestistotnymprzykładem
procesurozwojowego.Teniezwykleinteresująceprob-
lemydotyczącekontrolowanieiprzepływuinformacji
worganizmiestałysięgłównympunktemzaintereso-
wańbioinformatyki.Naprzykładwostatnimczasie
dowiedziono,żeupszczółmiodnychwzorcemetylacji
DNA(tj.sygnałyepigenetyczne)odwracalniekontro-
lująwzorcezachowań.Rakpowodujeprzeprogramo-
waniewzorcówekspresjikomórek.
Wielenowychstrumienidanychodzwierciedlaeks-
perymentynaaspektachdynamicznychbiologiimole-
kularnej.Obejmująonenowetechniki,takiejak:
•sekwencjonowaniezawartościRNAkomórekwcelu
dokonaniapomiarutranskryptomuijegoprze-
strzennychiczasowychzmian;
•określaniewzorcówmetylacjiDNA;
•identyfikacjawariantówsplicingowychmodyfikacji
posttranslacyjnejbiałek;
•identyfikacjapartneróww:
–interakcjachbiałko–białko;
–interakcjachDNA–białkaprzyregulacjitran-
skrypcji:zarównowmiejscudocelowymwDNA,
jakiwbiałkach,którąsięznimwiążą;
•integracjaposzczególnychetapówregulacyjnych
dopostacisieci.
Biologiasystemowa
Głównymhasłembiologiisystemowejjestintegracja,
któramadwaaspekty.Pierwszymjestbadaniewzor-
cówwewnątrzjednejkomórkiluborganizmu:wzor-
cówinterakcjibiałko–białkoorazbiałko–kwasnukle-
inowy,wzorcówszlakówmetabolicznychorazkaskad
kontroli,orazwzorcówekspresjibiałek.Ponadtosame
wzorceposiadajązarównoaspektstatyczny,jakidy-
namiczny.Identyfikacjaparbiałek,któresięzesobą
łączą,atakżezgromadzenieparamiinterakcjiwsieci
odpowiedzialnesązawytworzeniewzorcówstatycz-
nych.Przepływmetabolitówprzezsiećenzymówlub
przepływinformacjiprzezkaskadękontrolistanowią
przykładwzorcadynamicznego.
Innymaspektemintegracjijestporównaniewystę-
powania,aktywnościiinterakcjigenóworazbiałekna
tleróżnychgatunków.Powodem,dlaktóregopodeście
porównawczejesttakważnewbiologii,jestfakt,żesy-
stemy,którestaramysięzrozumieć,powstaływskutek
procesówewolucji.Różnegatunkiobjaśniająsięwza-
jemnie.Abymócpojąć,coznaczybyćczłowiekiem,
musimyuwzględnićzarównoto,conasłączyzinnymi
gatunkami,jakiconasróżni.
Wysokowydajnemetodygenomikiiproteomi-
kidostarczajądanychnatematsekwencji,wzorców
ekspresjiorazinterakcjifizycznychiregulacyjnych.
Napodstawiesekwencjigenomumożemywdużym
stopniuwywnioskowaćsekwencjeaminokwasówdla
dopełnieniabiałekdanegoorganizmu.Proteomika
mówinam,wjakisposóbwzorceekspresjitychbiałek
