Գեների էքսպրեսիա

Գեների էքսպրեսիա, գործընթաց, որի ընթացքում գենի տեղեկատվությունը (ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդների հաջորդականությունը) վերածվում է որևէ ֆունկցիա կատարող նյութի՝ ՌՆԹ-ի կամ սպիտակուցի։ Գեների էքսպրեսիայի որոշ փուլեր կարող են կարգավորվել։ Այդ փուլերն են՝ տրանսկրիպցիան, տրանսլյացիան, ՌՆԹ-ի սպլայսինգը, սպիտակուցների հետտրանսլյացիոն ձևափոխությունը։

Գեների էքսպրեսիայի կարգավորումը հնարավորություն է տալիս բջջին վերահսկել սեփական կառուցվածքը, գործառույթները և համարվում է բջջի տարբերակման, ձևավորման, հարմարվողականության հիմքը։

Գեների էքսպրեսիան հիմք է հանդիսանում էվոլյուցիոն փոփոխությունների համար, քանի որ մեկ գենային էքսպրեսիայի ժամանակի, տեղի և քանակական բնութագրի վերահսկողությունը կարող է ազդել ամբողջ օրգանիզմի այլ գեների գործառույթների վրա։

Տրանսկրիպցիա և տրանսլյացիա 
Նախակորիզավորների և կորիզավորների գեները իրենցից ներկայացնում են ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդների որոշակի հաջորդականություն։ ԴՆԹ-ի մատրիցայի (կաղապարի) վրա լրացչության սկզբունքով տեղի է ունենում ի-ՌՆԹ-ի սինթեզ, այնուհետ ի-ՌՆԹ-ի վրա տեղի է ունենում տրանսլյացիա՝ սպիտակուցի սինթեզ։ Գոյություն ունեն գեներ, որոնք կոդավորում են ոչ մատրիցային ՌՆԹ-ներ (ռ-ՌՆԹ, փ-ՌՆԹ, կարճ ՌՆԹ), որոնք էքսպրեսացվում են (տրանսկրիպտացվում են), բայց չեն տրանսլյացյացվում։

Կարգավորումը տրանսկրիպցիայից հետո 

Միկրո-ՌՆԹ-կարճ (18-25 նուկլեոտիդանոց) ՌՆԹ-ի նուկլեոտիդների հաջորդականություններ են, որոնք ճնշում են գեների էքսպրեսիան։ Միկրո-ՌՆԹ-ները միանում են իրենց թիրախի՝ ի-ՌՆԹ-ի հետ՝ կոմպլեմենտարության (լրացչության) սկզբունքով։ Դա հանգեցնում է սպիտակուցի սինթեզի ճնշման կամ ի-ՌՆԹ-ի դեգրադացիայի (քայքայման)։

Միկրո-ՌՆԹ-ները կարող են ունենալ ավելի կամ պակաս համապատասխանություն կոնկրետ ի-ՌՆԹ-ի հետ, որը կախված է թիրախ ՌՆԹ-ի հետ լրացուցիչ ազոտական հիմքերի քանակից։ Քիչ համապատասխանություններ ունենալը թույլ է տալիս մեկ միկրո-ՌՆԹ-ի կողմից ճնշել հարյուրավոր տարբեր գեների էքսպրեսիան։

Գեների էքսպրեսիայի որոշում 
Այժմ գեների էքսպրեսիայի որոշման միջոցներից է այն ՌՆԹ-ի սեքվենավորումը (ՌՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքի որոշումը), որոնք պարունակում են պոլի-A (միկրո-ՌՆԹ) ինչպես նաև էքսպրեսիոն ԴՆԹ միկրոչիպերի կիրառումը։ ՌՆԹ-ի սեքվենավորումը նոր սերնդի մեթոդների կատարելագործման հետ կապված՝ ՌՆԹ-ի սեքվենավորումը ոչ միայն թույլ է տալիս որոշել գենոմում եղած ամեն առանձին սպիտակուց սինթեզող գենի էքսպրեսիայի մակարդակը, այլև տարբերել այլընտրանքային սպլայսինգի արդյունքում ստացվող միկրո-ՌՆԹ-ների տարբերակները։

Գեների բարդ էքսպրեսիա 
Օնտոգենեզի ընթացքում, որպես գեների բարդ էքսպրեսիայի օրինակ կարող է ծառայել մարդու հեմոգլոբինի սինթեզի գենային վերահսկողությունը։ Հեմոգլոբինի մոլեկուլը կազմված է 4 մասից՝ 2 նույնական ալֆա շղթաներից և 2 նույնական բետա շղթաներից։ Չափահաս մարդու բնականոն հեմոգլոբինը տարբերվում է մարդու սաղմի հեմոգլոբինից։ Դրանց տարբերությունները վերաբերվում են բետա շղթային։ Սաղմի հեմոգլոբինում այն փոխարինված է գամմա շղթայով, իսկ չափահաս մարդու արյան մեջ հանդիպում է հեմոգլոբին, որի բետա շղթան փոխարինված է սիգմա շղթայով։ Բնականոն հեմոգլոբինի բոլոր տիպերը վերահսկվում են առանձին լոկուսներով։ Լոկուսը, որը որոշում է ալֆա շղթաների ձևավորումը, ակտիվ է ամբողջ կյանքում՝ ապահովելով ալֆա շղթաների առկայությունը գոյություն ունեցող բոլոր հեմոգլոբիններում։

Գեների մոնոալելային էքսպրեսիա 
Էուկարիոտների մոնոգենային էքսպրեսիան բնորոշ է կանանց բջիջների x քրոմոսոմում գտնվող գեներին՝ չափաբաժնի փոխհատուցման պատճառով։
Մոնոգենային էքսպրեսիան բնորոշ է նաև իմպրինտացված գեների համար։
Այժմ հայտնի է, որ էուկարիոտների բջիջներում գեների 5-10 % էքսպրեսացվում են մոնոալելային ձևով։ Այդպիսի գեներից ավելի հաճախ հանդիպում են գեներ, որոնք կոդավորում են մակերեսային բջջային սպիտակուցներ՝ մասնավորապես իմունոգլոբուլին սինթեզող գեներ, T բջջային և հոտառական ընկալիչներ։ Այս երևույթը կրում է նաև ալելային բացառում անվանումը։ Էքսպրեսացվող ալելի ընտրությունը տեղի է ունենում զարգացման վաղ շրջանում և այդ ընտրությունը պատահական է:Արդյունքում օրգանիզմի բջիջների մոտ կեսը էքսպրեսացնում են հայրական, իսկ մյուս կեսը մայրական ալելները։
Երբեմն դիտվում է հյուսվածքները բնորոշող գեների մոնոալելային էքսպրեսիա, այլ հյուսվածքներում այդ գենը կարող է էքսպրեսացվել բիալել ձևով:Աուտոսոմային պատահական մոնոալելային էքսպրեսիաներին չեն դասվում այն դեպքերը, երբ գենի տարբեր ալելներ էքսպրեսիայի են ենթարկվում տարբեր մակարդակով՝ գենի cis կարգավորող հաջորդականությունների պոլիմորֆիզմի պատճառով։

Տե՛ս նաև 
 Գեների սեքվենավորում
 Գեների ռեպրեսիա

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
 Патрушев Л. И. Экспрессия генов. — М.: Наука, 2000. — ISBN 5-02-001890-2
 

Մոլեկուլային գենետիկական գործընթացներ