Բոլոր բջիջներն ունեն ԴՆԹ-ի նույնական հավաքածու, սակայն ակնհայտ է, որ ուղեղի բջիջը և մաշկի բջիջը տարբեր են։ Այս տարբերությունը պայմանավորված է գեների արտահայտման տարբերակված կարգավորմամբ։ Սա նման է մի մեծ խոհարարական գրքի, որտեղ ամեն բջիջ ընտրում է միայն իրեն անհրաժեշտ բաղադրատոմսերը։ Էուկարիոտիկ բջիջներում այս կարգավորումը տեղի է ունենում բազմաթիվ մակարդակներում՝ սկսած ԴՆԹ-ի փաթեթավորումից մինչև սպիտակուցի վերջնական ակտիվացումը կամ քայքայումը։

Առաջին և ամենահիմնական մակարդակը քրոմատինի մակարդակն է։ ԴՆԹ-ն բջջի կորիզում պարզապես ազատ չի լողում, այն փաթաթված է հիստոններ կոչվող սպիտակուցների շուրջ։ Այս ԴՆԹ-սպիտակուցային համալիրը կոչվում է քրոմատին։ Երբ քրոմատինը սերտորեն փաթեթավորված է (հետերոքրոմատին), գեները անհասանելի են տրանսկրիպցիայի համար, կարծես գիրքը փակ լինի։ Գեներն ակտիվացնելու համար բջիջը պետք է «թուլացնի» քրոմատինի կառուցվածքը։

Երբ ԴՆԹ-ն հասանելի է դառնում, սկսվում է տրանսկրիպցիայի կարգավորումը։ Սա գեների «միացման» կամ «անջատման» գործընթացն է։ Այս գործընթացում առանցքային դեր ունեն տրանսկրիպցիոն գործոնները՝ սպիտակուցներ, որոնք կապվում են ԴՆԹ-ի հատուկ կարգավորիչ հաջորդականությունների հետ։ Այդ հաջորդականություններից են պրոմոտորները, որոնք գտնվում են գենի մեկնարկային կետի մոտ։ Սակայն էուկարիոտների մոտ կան նաև ավելի հեռավոր կարգավորիչներ։

Էնհանսերները (ուժեղացուցիչներ) ԴՆԹ-ի հաջորդականություններ են, որոնք կարող են գտնվել գենից շատ հեռու, նույնիսկ հազարավոր նուկլեոտիդներ հեռու։ Երբ ակտիվատոր սպիտակուցները կապվում են էնհանսերներին, ԴՆԹ-ն կարող է ծալվել, և այդ համալիրը մոտենում է պրոմոտորին՝ զգալիորեն մեծացնելով տրանսկրիպցիայի արագությունը։ Հակառակ դրան, սայլենսերները (լռեցնողներ) կապում են ռեպրեսոր սպիտակուցներին՝ ճնշելով գենի տրանսկրիպցիան։

Գեների կարգավորումը չի ավարտվում տրանսկրիպցիայով։ Երբ նախնական ի-ՌՆԹ-ն (ինֆորմացիոն ՌՆԹ) սինթեզվում է, այն պետք է անցնի պրոցեսինգի, որպեսզի դառնա հասուն ի-ՌՆԹ։ Այս գործընթացներից մեկը սփլայսինգն է, որի ընթացքում հեռացվում են ոչ կոդավորող հատվածները՝ ինտրոնները, իսկ կոդավորող հատվածները՝ էկզոնները, միանում են իրար։

Հետաքրքիր է, որ այս գործընթացը կարող է տեղի ունենալ տարբեր կերպ։ Այլընտրանքային սփլայսինգը թույլ է տալիս մեկ գենից ստանալ մի քանի տարբեր հասուն ի-ՌՆԹ մոլեկուլներ՝ էկզոնները տարբեր կոմբինացիաներով միացնելով։ Սա նշանակում է, որ մեկ գենը կարող է կոդավորել մի քանի տարբեր, բայց փոխկապակցված սպիտակուցներ։ Այս մեխանիզմը զգալիորեն մեծացնում է գենոմի կոդավորման ներուժը և հանդիսանում է սպիտակուցային բազմազանության հիմնական աղբյուրներից մեկը։

Վերջնական կարգավորումը տեղի է ունենում տրանսլյացիայից հետո։ Նոր սինթեզված սպիտակուցը հաճախ անմիջապես ֆունկցիոնալ չէ։ Այն պետք է ենթարկվի հետտրանսլյացիոն մոդիֆիկացիաների, ինչպիսիք են ֆոսֆորիլացումը կամ գլիկոզիլացումը, որոնք «ակտիվացնում» կամ փոփոխում են նրա ֆունկցիան։ Բացի այդ, բջիջը պետք է կարողանա նաև ազատվել այն սպիտակուցներից, որոնք այլևս անհրաժեշտ չեն կամ վնասված են։ Սա տեղի է ունենում սպիտակուցների դեգրադացիայի միջոցով, որտեղ սպիտակուցները նշվում են ուբիքվիտին մոլեկուլով և ուղարկվում պրոտեասոմ՝ բջջային «աղբաման»՝ քայքայման համար։

Այժմ եկեք ստուգենք, թե որքանով եք յուրացրել այս բարդ, բայց հետաքրքիր թեման։

Գեների կարգավորման այս բազմաշերտ համակարգը թույլ է տալիս բջիջներին ճշգրտորեն արձագանքել միջավայրի փոփոխություններին, տարբերակվել և կատարել իրենց մասնագիտացված գործառույթները՝ ապահովելով օրգանիզմի ներդաշնակ գործունեությունը։