Gene nuclear - Nuclear gene
Um gene nuclear é um gene localizado no núcleo da célula de um eucarioto . O termo é usado para distinguir os genes nucleares dos genes da organela endossimbiótica , ou seja, os genes da mitocôndria , e no caso de plantas e algas, o cloroplasto , que hospeda seu próprio sistema genético e pode produzir proteínas a partir do zero. Um gene nuclear é apenas um dos blocos de construção genéticos de todo o genoma de um organismo eucariótico .
Estrutura
Os genomas eucarióticos têm estruturas distintas de cromatina de ordem superior que são compactadas e organizadas em uma determinada construção que se relaciona funcionalmente com a expressão gênica. Essas estruturas funcionam para empacotar o genoma em uma forma altamente compactada no núcleo da célula , ao mesmo tempo que garantem que o gene possa ser acessado quando necessário, como durante a transcrição , replicação e reparo de DNA do gene . A função do genoma está diretamente relacionada a esse sistema organizacional, no qual há uma série de mecanismos complexos e vias bioquímicas que podem afetar a expressão de genes individuais dentro do genoma. O núcleo também contém vários focos subnucleares distintos, conhecidos como corpos nucleares, que são estruturas controladas dinamicamente que ajudam vários processos nucleares a funcionar com mais eficiência. Genes ativos, por exemplo, podem migrar de regiões cromossômicas e se concentrar em focos subnucleares conhecidos como fábricas de transcrição.
Interações de organela endossimbiótica
Embora separados um do outro dentro da célula, os genes nucleares e os das mitocôndrias e dos cloroplastos também podem afetar uns aos outros de várias maneiras. Os genes nucleares desempenham papéis importantes na expressão dos genes do cloroplasto e dos genes mitocondriais. Além disso, os produtos gênicos das mitocôndrias podem afetar a expressão de genes dentro do núcleo da célula. Isso pode ser feito por meio de metabólitos , bem como por meio de certos peptídeos translocalizados da mitocôndria para o núcleo, onde podem então afetar a expressão gênica.
Síntese proteíca
A maioria das proteínas em uma célula é o produto do RNA mensageiro transcrito de genes nucleares, incluindo a maioria das proteínas das organelas, que são produzidas no citoplasma como todos os produtos de genes nucleares e então transportadas para a organela. Os genes no núcleo são organizados de forma linear nos cromossomos , que servem como arcabouço para a replicação e a regulação da expressão gênica . Como tal, eles geralmente estão sob controle estrito do número de cópias e se replicam uma única vez por ciclo celular. As células nucleares, como as plaquetas , não possuem DNA nuclear e, portanto, devem ter fontes alternativas de RNA de que precisam para gerar proteínas.
Significado
Muitos fatores de transcrição derivados do núcleo têm desempenhado um papel na expressão da cadeia respiratória. Esses fatores também podem ter contribuído para a regulação das funções mitocondriais. O fator respiratório nuclear (NRF-1) funde-se às proteínas dos genes codificadores respiratórios, à enzima limitadora da taxa na biossíntese e aos elementos de replicação e transcrição do DNA mitocondrial, ou mtDNA . O segundo fator respiratório nuclear (NRF-2) é necessário para que a produção da subunidade IV da citocromo c oxidase (COXIV) e Vb (COXVb) seja maximizada.
O estudo de sequências de genes com o propósito de especiação e determinação de similaridade genética é apenas um dos muitos usos da genética moderna, e o papel que ambos os tipos de genes têm nesse processo são importantes. Embora os genes nucleares e aqueles dentro das organelas endossimbióticas forneçam a composição genética de um organismo, existem características distintas que podem ser melhor observadas quando se olha um em comparação com o outro. O DNA mitocondrial é útil no estudo da especiação, pois tende a ser o primeiro a evoluir no desenvolvimento de uma nova espécie, que é diferente dos cromossomos dos genes nucleares que podem ser examinados e analisados individualmente, cada um dando sua própria resposta potencial quanto a a especiação de um organismo evoluído relativamente recentemente.
Como os genes nucleares são a base genética de todos os organismos eucarióticos, qualquer coisa que possa afetar sua expressão afeta diretamente as características desse organismo em nível celular. As interações entre os genes de organelas endossimbióticas, como mitocôndrias e cloroplastos, são apenas alguns dos muitos fatores que podem atuar no genoma nuclear.