מתג ביולוגי הוא רצף בסיסים שאחראי לפעולת גן או קבוצת גנים (המתג יכול להפעיל לכבות או לבקר את רמת הפעילות). "קבוצות" של מספר גנים שפעולתם מבוקרת באופן משותף ע"י מתג יחיד קרויות אופרון (operon). קבוצות אלו מכילות לרוב גנים בעלי מכנה משותף כמו למשל ייצור של חומצת אמינו או חלבון מסויים.
תהליך יצירת חלבון המקודד בגן מסוים. התמונה נלקחה מויקיפדיה
בשנת 2007 פרופסור מוטי ליסקוביץ, ד"ר מירי אייזנשטיין ותלמיד המחקר אורן ארסטר ממכון וויצמן הצליחו לפתח שיטה המאפשרת "להתקין" מתגים ביולוגיים המפעילים ומכבים חלבונים. המתג הביולוגי שלהם הוא למעשה רצף חומצות אמינו המוחדר בשיטות הנדסה גנטית לחלבון הנחקר. הרצף המוחדר הוא בעל יכולת התקשרות בררנית לחומר כימי נבחר וקשירה שלו אליו תשפיע על רמת פעילות החלבון. כאשר החומר הכימי מסולק מהמערכת החלבון חוזר לפעול כרגיל.
בצורה זו ניתן לשלוט על פעילות החלבון, להגביר או להחליש ואף לעצור את הפעילות כמעט לחלוטין.
מתגים ביולוגים מסוג זה מהווים כלי פשוט ויעיל מאוד המאפשר ללמוד על פעילות ותפקיד חלבון חדש פשוט ע"י שליטה בפעילות הגן ובדיקת האפקט בפעילות יתר/חוסר פעילות.
השימושים למתג ביולוגי שכזה הם רבים, ממחקר ביוכימי בסיסי ועד תרופות חדשות. פיתוח עתידי אפשרי נוסף הוא הנדוס צמחים ושליטה על זמן הבשלת הפרי, החלפת חלבונים פגומים בגוף.
ידועים גם מתגים ביולוגים שהם RNA.
ישנם מקטעי RNA המסוגלים לפעול ישירות על גנים ולשמש כמתגים ("ריבו-מתג"). מתגים אלו מצויים לרוב בהקשר לחישת חומרים מסויימים (ויטמינים למשל). כאשר מתג כזה מזהה (ע"י "חיישן" המהווה חלק ממנו) שרמת החומר מספיקה, חלק מהמתג משנה את צורתו ומונע את תרגום המידע שה RNA נושא לחלבון.
מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
