Почему в белках больше вариаций, чем в генах?

Геном клетки или организма такой же, как и у всего организма. Однако протеом организма намного больше, чем у каждой клетки (если только организм не одноклеточный). Как вы объясняете наличие большего количества вариаций среди белков, чем в генах?

Простым ответом было бы «белков больше, чем генов», но меня больше интересует, почему. Достаточно ли сказать, что во время экспрессии гена один ген кодирует множество белков (альтернативный сплайсинг) и рибосом, транслирующих мРНК в полипептидные цепи (посттрансляционная модификация)? Может ли кто-нибудь рассказать об этом подробнее?

Ответы (2)

Есть несколько концепций для понимания:

  1. Альтернативный сплайсинг
    • Из одного гена можно сконструировать несколько белков в зависимости от того, какие интроны сплайсированы.
  2. Тканеспецифическая генетическая экспрессия
    • Гены по-разному экспрессируются (и по-разному сплайсируются) в зависимости от ткани.
  3. Посттранскрипционные модификации
    • Это модификации, которые вносятся непосредственно в белки (в отличие от альтернативного сплайсинга, который представляет собой модификации, вносимые в РНК).
  4. Структура белков
    • Белки могут складываться (в то, что мы называем первичными, вторичными, третичными и четвертичными структурами) по-разному в разных условиях.

Следовательно, между клетками существуют различия в протеоме, хотя между клетками нет различий в геноме (за исключением мутаций и эритроцитов). Более того, одна последовательность гена может давать множество различных белков за счет процессов альтернативного сплайсинга и ФМТ.

На аналогичную заметку: что подразумевается под «сложностью» протеома? Почему описывается, что «протеом имеет как минимум два уровня сложности, которых нет в геноме»?
Слово «сложность» используется во многих различных значениях. Вот еще один пост, который может вас заинтересовать. Или статья в Вики . Я не совсем понимаю, что можно подразумевать под этой фразой: «в протеоме есть как минимум два [...]». Я предполагаю, что это действительно тесно связано с вашим вопросом. Я бы предложил вам опубликовать это как еще один вопрос и дать ссылку на вашу статью и, возможно, небольшое краткое изложение контекста, из которого взято это предложение.
Это согласно странице Wiki относительно протеома. Возможно, помогут следующие предложения: «Протеом имеет по крайней мере два уровня сложности, отсутствующие в геноме. В то время как геном определяется последовательностью нуклеотидов, протеом не может быть ограничен суммой последовательностей присутствующих белков. Знание протеома требует знания (1) структуры белков в протеоме и (2) функционального взаимодействия между белками».
Ага. Вот ссылка на вики-страницу для других. Итак, я пропустил этот момент в своем ответе. Протеом действительно больше генома из-за альтернативного сплайсинга и ПТМ. Позвольте мне попытаться улучшить свой ответ (но я постепенно боюсь вдаваться в подробности, которые я, возможно, не очень хорошо знаю..)
@Cloud Я думаю, говоря о двух уровнях сложности, это означает, что белки - это не просто цепочки аминокислот, они также должны иметь определенную структуру и взаимодействие с другими молекулами.

Чтобы прокомментировать вопрос «почему»: я бы сказал, что это относительно простой способ получить большое количество белков с более или менее слабой дифференциацией. Сюда могут входить экзоны, которые присутствуют только в особых средах или типах клеток и так далее. Это экономит много энергии для хранения всей информации о каждом отдельном транскрипте (ген BNC2, например, может производить до 90 000 различных транскриптов мРНК, кодирующих до 2000 различных белков с неизвестной функцией, см. здесь ) и делает геном намного меньше. сложный, несмотря на то, что нам сейчас нужно еще и сложное регулирование.

90 или 90 000 транскриптов мРНК?
@TalhaIrfan Если вы посмотрите на связанный документ, вы увидите, что число 90 000 верно. Я думаю, что это теоретическое число и расшифровок делается меньше, но оно показывает возможности.
Почему в белках больше вариаций, чем в генах?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 11v