Мир науки

Клетки любого эукариотического организма содержат одинаковую генетическую информацию, но во время их развития она реализуется выборочно.

Регуляция активности генов - это сложная совокупность молекулярных механизмов

Экспрессия генов - процессы использования наследственной информации генов для синтеза функциональных продуктов - молекул РНК и белков. Если конечным продуктом экспрессии генов является белок, то процесс экспрессии называется биосинтеза белков, а ген - белковым. Информация с таких генов переписывается на иРНК, что переносит ее в рибосом - органелл синтеза белков. Если на генах ДНК происходит синтез транспортных РНК, то это гены тРНК; если синтез рибосомальных РНК, то это гены рРНК. Биосинтез РНК называется транскрипцией. Таким образом, благодаря экспрессии генов в клетках появляются белки, иРНК, тРНК и рРНК.

Какие же особенности экспрессии генов в эукариотических клетках?

• В отличие от прокариот эукарио иРНК синтезируется в клеточном ядре (транскрипция иРНК), откуда транспортируется в цитоплазму (экспорт иРНК) для синтеза белков. Таким образом, транскрипция и биосинтез белков являются отдельными, отделенными в пространстве и времени, этапами экспрессии генов.
• Другое отличие состоит в мозаичном строении генов, имеющих интроны и экзоны. Сначала информация из белковых генов переписывается на предшественника иРНК (о-иРНК), а затем неинформативные интронная участки вырезаются (сплайсинг) и первичный транскрипт превращается в зрелую иРНК (процессинг). Поэтому процессинг эукариотической иРНК является неотъемлемой частью транскрипции.
• Для эукариот характерна дифференциальная экспрессия генов в разных клетках организма, поэтому многоклеточные организмы имеют различные дифференцированные клетки. Хотя во всех клетках содержатся одинаковые гены, их экспрессия происходит неодинаково. Регуляция клеточной дифференциации осуществляется с помощью специфических белков - транскрипционных факторов. На реализацию наследственной информации влияют как внутренние (гормоны, белковые транскрипционные факторы, белки-индукторы, белки хроматина, маленькие ядерные РНК), так и внешние (температура, излучение, антибиотики, токсины). Таким образом, экспрессия эукариотических генов активно регулируется и является основой роста, развития и дифференциации клеток и их адаптации к условиям окружающей среды.

Итак, экспрессия генов является реализацией наследственной информации клеток с образованием РНК и белков, которая в эукариотических клетках происходит с определенными особенностями.

Геном - совокупность наследственной информации в клетках организма определенного вида.

Молекулярно-генетические методы - это методы исследования структуры и изменчивости генетического аппарата, с которым связаны процессы сохранения и реализации наследственной информации.