genų dozės kompensacija

gènų dòzės kompensãcija, aktyvių genų skaičiaus reguliavimo būdas eukariotų genome. Reguliuoja specialūs genai ir nukleotidų sekos pačiuose genuose. Dozės atžvilgiu genai skirstomi į adityvius ir dozei jautrius. Adityvių genų genome yra daug. Tai vadinamieji duplikuoti genai, jų raiška sumuojama. Adityvių genų skaičius reguliojamas pagal tai, kiek reikia geno produkto ląstelėje. Vadinamųjų unikaliųjų genų diploidinių organizmų, tarp jų ir žmogaus, genome dažniausiai yra po 2 to paties geno kopijas. Tai yra optimalus jų skaičius. Tokių genų dozės pokytis baigiasi fenotipo anomalijomis. Bandymai padidinti geno dozę ir jo koduojamo produkto kiekį genų inžinerijos metodais dažnai baigiasi nesėkme. Geno produkto ne tik nepadidėja, bet transgeno įterpimas į genomą sukelia vidinių šio geno kopijų raiškos slopinimą beveik iki nulio. Panašus reiškinys stebimas ir natūraliai – heteroploidijos atveju. Pvz., sergant Downo liga, padidėjus genų, esančių žmogaus 21 chromosomoje, dozei iki trijų, keleto fermentų aktyvumas labai sumažėja. Toks pat efektas gaunamas ir padidinus šiuos fermentus koduojančių genų dozę eksperimentiniams gyvūnams. Tiek monosomikų, kurie turi tik 1 homologinę chromosomą, tiek trisomikų arba tetrasomikų su 3–4 homologinėmis chromosomomis fenotipai yra anomaliniai, išskyrus tuos atvejus, kai pasireiškia genų dozės kompensacija. Šios genų dozės kompensacijos viena priežasčių gali būti paralogai, kurie gali kompensuoti genų praradimus, arba tokių pačių deoksiribonukleorūgšties (DNR) sekų duplikuotos kopijos kitose nehomologinėse chromosomose (genomo evoliucija), ar genų dozės kompensacija keičiant likusių genų aktyvumą. Panašūs genų dozės kompensacijos reiškiniai nustatyti vabzdžių, kirmėlių, placentinių gyvūnų, tarp jų žmogaus, somatinėse ląstelėse kompensuojant genų dozės skirtumus, kurie atsiranda dėl skirtingo lytinių X chromosomų skaičiaus vyriškosios ir moteriškosios lyties individų somatinėse ląstelėse. Genų dozės kompensacijos mechanizmas įvairiuose organizmuose skirtingas. Vaisinės muselės drozofilos, kurios patelės turi 2, o patinai 1 X chromosomą, patino X chromosomos genai yra dvigubai aktyvesni. Nematodo Caenorhabditis elegans, atvirkščiai, individų, kurie turi 2 X chromosomas, genų aktyvumas šiose chromosomose dvigubai susilpnėjęs. Placentinių gyvūnų genų dozės kompensacijos epigenetiniai genų reguliavimo mechanizmai tokie svarbūs, kad žinduolių, žmogaus ląstelėse, turinčiose daugiau kaip vieną X chromosomą, net heteroploidijos atveju (pvz., XXX arba XXY) visos skaičių 1 viršijančios X chromosomos dalyvaujant vadinamiesiems chromatino remodeliavimo baltymams, būdingiems epigenetiniam genų reguliavimui, virsta Barro kūneliu, itin stipriai kondensuota chromosoma. Šio įvykio pradžia (virsti ar nevirsti Barro kūneliu) irgi reguliuojama epigenetiškai – 2 ilgų nekoduojančių ribonukleorūgščių (RNR): vadinamosios XIST ir jai antiprasminės (atvirkščia nukleotidų seka) vadinamosios TSIX (iš čia atvirkščia raidžių seka jos pavadinime). Placentinių gyvūnų X chromosomos inaktyvinimas prasideda nuo specialaus centro, kuriame yra ir XIST genas. X chromosomos inaktyvinimą reguliuoja ir genai, esantys autosomose. Tačiau yra ir unikalių genų, kuriems būdinga vadinamoji monoalelinė raiška. Tada dėl specifinių genų dozės kompensacijos mechanizmų pasireiškia tik 1 genas. Toks mechanizmas būdingas, pvz., imunoglobulinų genams – B limfocite pasireiškia tik 1 imunoglobulino genas, nesvarbu, kiek jų yra ląstelėje.

3163

Papildoma informacija
Turinys
Bendra informacija
Straipsnio informacija
Autorius (-iai)
Redaktorius (-iai)
Publikuota
Redaguota
Siūlykite savo nuotrauką