Почему в отдельной клетке многоклеточного организма используется только часть генов?

В многоклеточном организме каждая клетка обладает полным набором генов, но используются только те, которые необходимы для её специфической функции. Это явление объясняется процессом, который называется клеточной дифференциацией. В ходе этого процесса клетки организма становятся специализированными для выполнения определённых задач (например, нейроны, мышечные клетки, клетки кожи и т.д.).

Основной механизм заключается в том, что в различных типах клеток активируются разные группы генов, а остальные остаются «выключенными». Это достигается за счет различных факторов, таких как:

1. Экспрессия генов — для каждого типа клеток активируются только те гены, которые необходимы для её функций. Например, в клетке кожи активируются гены, отвечающие за образование кератина, а в клетке печени — гены, отвечающие за метаболизм.

2. Эпигенетические изменения — химические модификации ДНК и гистонов (например, метилирование ДНК или ацетилирование гистонов) могут менять доступность определённых участков генома. Эти изменения могут быть стабильными и передаваться при делении клетки, но не затрагивают саму последовательность ДНК.

3. Транскрипционные факторы — специальные белки, которые регулируют, какие гены будут транскрибироваться в РНК, а затем использованы для синтеза белков. Они могут быть активированы или подавлены в зависимости от типа клетки и её потребностей.

Таким образом, даже несмотря на то, что все клетки многоклеточного организма имеют одинаковую генетическую информацию, только некоторые из этих генов активируются в каждой клетке, что и определяет её специализацию и функцию в организме.