Ekspresja genu

Ekspresja genu (ang. gene expression) – proces, w którym informacja genetyczna zawarta w genie zostaje odczytana i przepisana na jego produkty, które są białkami lub różnymi formami RNA. Ostatecznym efektem ekspresji genu jest wytworzenie i biologiczne działanie jego produktu. Ekspresja genów podlega ścisłej kontroli.

Regulacja ekspresji genów

Rozmowa z Anną Stroynowską-Czerwińską o nowych metodach poznawania mechanizmów leczenia chorób nieuleczalnych.

Problem z odtwarzaniem tego pliku? Zobacz strony pomocy.

Przebieg tego procesu różni się nieco pomiędzy bakteriami i eukariotami:

• u bakterii geny są zwykle zorganizowane w grupy genów zwane operonami (np. operon laktozowy), które są regulowane jako grupa i przepisywane na zawierający kilka genów mRNA.
• u eukariotów regulacja oraz przepisywanie na mRNA odnosi się do pojedynczego genu.

Ekspresja genu zależy od rodzaju komórki, fazy rozwoju organizmu, metabolicznego/fizjologicznego stanu komórki.

Ekspresja genu białka

Proces prowadzący od ekspresji genu kodującego białko aż do rozpoczęcia funkcjonowania białka zachodzi w kilkunastu etapach:

• zainicjowanie transkrypcji genu przez czynniki transkrypcyjne,
• synteza pre-mRNA przez polimerazę RNA,
• obróbka posttranskrypcyjna, dzięki której powstaje dojrzały mRNA,
• transport mRNA z jądra komórkowego do cytoplazmy,
• rozpoznanie mRNA przez rybosom i translacja białka,
• degradacja mRNA,
• zwijanie białka (nabywanie struktury trzeciorzędowej białka),
• przemieszczenie białka do właściwej pozycji (np. błony komórkowej, mitochondrium etc.) ,
• modyfikacje potranslacyjne, np. glikozylacja, fosforylacja (proces ten może poprzedzać proces poprzedni).

Następnie następuje funkcjonowanie białka – często najbardziej długotrwały i praktycznie jedyny etap, w którym uwidacznia się biologicznie, fenotypowo, informacja genu. Na końcu następuje degradacja białka

Ekspresja genu RNA

Proces prowadzący od ekspresji genu kodującego RNA do jego funkcjonowania zachodzi w kilkunastu etapach, nieco innych od białkowej:

• nie występuje translacja,
• nie dla każdego rodzaju nieinformatycznego-RNA obejmuje wszystkie etapy,

ale występują

• inicjalizacja,
• transport,
• splicing,
• modyfikacje,
• samoporządkowanie cząsteczki.

Po tym następuje funkcjonowanie RNA i w końcu jego degradacja.

Regulacja ekspresji genu

Ekspresja genu to złożony i wieloczynnikowy proces, który może być regulowany na każdym z etapów za pomocą różnych mechanizmów, np. poprzez:

• sekwencje regulatorowe genu,
• białka wiążące DNA,
• metylację DNA,
• niekodujący RNA powodujące np. inaktywacja chromosomu X.

Zobacz też

• przekazywanie sygnału do i w komórce