Экспрессия Гена

программируемый геномом процесс биосинтеза белков и(или) РНК. При синтезе белков Э. Г. Включает транскрипцию - синтез РНК с участием фермента РНК-полимеразы. Трансляцию - синтез белка на матричной рибонуклеиновой кислоте, осуществляемый в рибосомах, и (часто) посттрансляционную модификацию белков. Биосинтез РНК включает транскрипцию РНК на матрице ДНК, созревание и сплайсинг. Э. Г. Определяется регуляторными последовательностями ДНК. Регуляция осуществляется на всех стадиях процесса. Уровень Э. Г. (кол-во синтезируемого белка или РНК) строго регулируется. Для одних генов допустимы вариации, иногда в значит. Пределах, в то время как для других генов даже небольшие изменения кол-ва продукта в клетке запрещены. Нек-рые заболевания сопровождаются повышенным уровнем Э.

Г. В клетках пораженных тканей, напр. Определенных белков, в т. Ч. Онкогенов при онкологич. Заболеваниях, антител при аутоиммунных заболеваниях. Различают Э. Г. 1) конститутивную - происходящую в клетке независимо от внешних обстоятельств. Сюда относят экспрессию генов, определяющих синтез макромолекул, необходимых для жизнедеятельности всех клеток, и спец. Генов (тканеспецифичная Э. Г.), характерных для конкретного вида клеток. 2) Индуцибельная Э. Г. Определяется действием к.-л. Агентов - индукторов. Ими м. Б. Гормоны, ростовые в-ва и в-ва, определяющие дифференцировку клеток (напр., ретиноевая к-та). Индукция может происходить на определенной стадии развития организма, в определенной ткани. Время и место индукции регулируются геномом.

Как правило, изменения в Э. Г. Носят необратимый характер, по крайней мере в нормальных клетках. У раковых и трансформированных клеток эта закономерность может нарушаться. В роли индукторов м. Б. Также и факторы внешней среды, напр. Изменение т-ры, питательные в-ва. После прекращения действия индуктора первоначальная картина Э. Г. Восстанавливается (временная Э. Г.). Большое значение Э. Г. Имеет в оптимизации синтеза белков методами генетич. Инженерии. В качестве продуцента используют бактерии, дрожжи, растительные и животные клетки и даже живые организмы, такие организмы называют трансгенными. Искусственные гены конструируются таким образом, чтобы получить макс. Кол-во желаемого продукта с миним. Затратами, другими словами, чтобы достичь максимально высокого уровня экспрессии активного белка.

Для сильной экспрессии в искусств, гене используют "сильные" регуляторные последовательности генов, обеспечивающие наибольшую продукцию белка. Часто эти последовательности ДНК имеют вирусное происхождение. Описаны случаи экспрессии целевого продукта в бактериях до уровня 50% от всего клеточного белка, Как правило, суперэкспрессирован-ные белки нерастворимы и секретируются в периплазматич. Пространство бактерии. Особую сложность представляет получение белков, токсичных для клетки. В таких случаях используют строго индуцибельные системы (напр., РНК-по-лимеразу фага Т7 и ген с промотором для нее) или системы, позволяющие быстро выводить продукт наружу (секретирую-щие системы). Тем не менее, достичь высокой продукции нек-рых белков все же не удается.

Наиб. Дорогим является получение белков в животных клетках. В. В. Шик.