Question 1

מהי הדוגמה המרכזית של ביטוי גנים?

Accepted Answer

הדוגמה המרכזית של פרנסיס קריק (Francis Crick) מניחה את זרימות השונות של המידע הגנטי שיכולות להתרחש בתאים. היא קובעת כי מידע אינו יכול לעבור מחלבון בחזרה לחומצות גרעיניות. עיקרון זה, שנוסח בשנת 1958, מהווה את הבסיס להבנת האופן שבו מידע גנטי זורם מה-DNA, דרך ה-RNA ועד לחלבונים, ובכך קובע את האופי הכיווני של העברת המידע הגנטי.

Question 2

כיצד גורמי שעתוק מווסתים את ביטוי הגנים?

Accepted Answer

גורמי תעתוק הם חלבונים רגולטוריים הנקשרים לאתרים רגולטוריים סמוכים כדי לשלוט בביטוי של גנים מבניים. מדענים חוקרים כיצד חלבונים רגולטוריים אלו מקיימים אינטראקציה זה עם זה כדי לשלב אותות ולהסדיר את ביטוי הגנים. הבנת אתרי הקישור של גורמי תעתוק והאינטראקציות בין חלבונים מסייעת בחשיפת מנגנוני הבקרה של ביטוי גנים בכל האורגניזמים.

Question 3

מהו התפקיד של אינטרונים ואקסונים בביטוי גנים?

Accepted Answer

אינטרונים הם רצפים שאינם מקודדים המוסרים מתמלילי RNA במהלך השחור (splicing), בעוד אקסונים הם אזורים מקודדי חלבון שנותרים ב-RNA בשלביו הבוגרים. שחור חלופי (Alternative splicing) של אותו תמליל יכול להוביל ליצירת גרסאות שונות הנקראות איזופורמים (isoforms), בעלות תפקודים שונים. תהליך זה, שהתגלה בשנת 1977, מוסיף מורכבות לאופן שבו גן בודד יכול להפיק מספר מוצרי חלבון.

Question 4

כיצד PCR עם שעתוק הפוך מודד ביטוי גנים?

Accepted Answer

PCR עם תעתוק הפוך, או RT-PCR, ממירה RNA ל-DNA משלים לפני השלב של ההגברה. על ידי הוספת מולקולות פלואורסצנטיות במהלך ה-PCR, חוקרים יכולים למדוד כמותית את ביטוי הגנים ולעקוב אחר התוצאות בזמן אמת באמצעות טכניקות של זיהוי וכמימות של חומצות גרעין ב-real time pcr. שיטה זו מאפשרת למדענים להעריך את רמות הביטוי של גנים ספציפיים בדגימות.

Question 5

מהם היתרונות של ריצוף טרנסקריפטום לעומת מערכי מיקרו-מערכים (microarrays)?

Accepted Answer

ריצוף טרנסקריפטום (Transcriptome sequencing) מרצף את כל ה-RNAs המבטאים בתא על ידי העברת cDNA לריצוף בספיקה גבוהה (high-throughput sequencing). בניגוד למערכי מיקרו-מערכים (microarrays), טכניקה זו אינה דורשת מידע גנומי קודם ויכולה לזהות טרנסקריפטים לא ידועים או איזופורים גנטיים חדשים. גמישות זו הופכת את ריצוף הטרנסקריפטום לרב-ערך עבור גילוי גנים ווריאנטים חדשים.

Question 6

כיצד יכולה שיטת שיקוע חיסוני של כרומטין (chromatin immunoprecipitation) לזהות אתריים של בקרה גנטית?

Accepted Answer

שיקוע חיסוני של כרומטין, או ChIP, מבודד קומפלקסים של חלבון-DNA באמצעות נוגדנים ומזהה את ה-DNA מטרה באמצעות PCR או ריצוף. טכניקה זו חושפת אתרים גנומיים שבהם נקשרי גורמי שעתוק בעת ויסות ביטוי גנים. ChIP יושם למחקר הבדלים תפקודיים בין איזופורמות של חלבונים לבין מטרות הגנים השונות שלהן.

Question 7

כיצד RNA קטנים מווסתים את ביטוי הגנים?

Accepted Answer

מולקולות RNA קטנות, כולל משפחות בעלות חברים באורך של 20-30 נוקלאוטידים, מווסתות את ביטוי הגנים באמצעות מנגנונים מרובים. MicroRNA יכולים לעכב ביטוי גנים על ידי קישור לאזורים הבלתי מתורגמים (untranslated regions) של ה-3' ב-mRNAs. חוקרים בוחנים את המנגנונים של RNA קטן ומזהים את מטרות הוויסות שלהם כדי להבין השתקה גנטית ולבחון את הפוטנציאל שלהם כסממנים ביולוגיים (biomarkers) לאבחון מחלות.

מבט כולל על ביטוי גנים - חידון הערכה