Подавление экспрессии генов

Подавление экспрессии генов (сайленсинг генов от англ. gene silencing, или в частности, выключение гена) — это общий термин, описывающий эпигенетический процесс регуляции генов. При этом последовательность нуклеотидов не изменяется, а лишь прекращается экспрессия соответствующего гена. Для выключения генов в лабораторных условиях применяют метод нокдауна генов.

Сайленсинг генов может происходить как на уровне транскрипции, так и на посттранскрипционном уровне.

Сайленсинг генов на уровне транскрипции является результатом модификации гистонов, в гетерохроматине, которая приводит к тому, что соответствующие участки ДНК становятся недоступными для аппарата транскрипции (РНК-полимераза) и факторов транскрипции.

Сайленсинг генов на посттранскрипционном уровне является результатом разрушения (деградации) мРНК соответствующих генов. Разрушение мРНК препятствует трансляции и формированию продукта гена (обычно, полипептида, белка). Общий механизм посттранскрипционного сайленсинга генов это путь РНК-интерференции (RNAi).

Оба пути выключения генов используются для регуляции собственных генов. Механизмы сайленсинга генов также защищают организм от транспозонов и вирусов. Поэтому механизмы сайленсинга генов могут быть частью эволюционно древней иммунной системы, защищающей от чужеродной ДНК.

В процессе мейоза гены могут выключаться путем метилирования ДНК, например, у Neurospora crassa.

Частные случаи

Некоторые другие термины относятся к частным случаям выключения генов

Сайленсинг на уровне транскрипции

• Геномный импринтинг
• Парамутации
• Сайленсинг транспозонов
• Сайленсинг трансгенов
• Транскрипционный сайленсинг генов
• Эффект положения генов

Сайленсинг на посттранскрипционном уровне

• Посттранскрипционный сайленсинг генов сейчас синоним РНК-интерференции
• Nonsense mediated decay (NMD)

Выключение генов в мейозе

• Трансвекция
• Сайленсинг неспаренной ДНК в мейозе

Клеточные компоненты аппарата выключения генов

• Гистоны
• Хроматин и гетерохроматин
• MicroRNA — микроРНК
• siRNA — малые интерферирующие РНК
• dsRNA — двуцепочечные РНК
• Dicer — белок системы РНК-интерференции
• Транспозоны

Существует два подхода супрессии генов на посттранскрипционном уровне — технология с использованием рибозимов и antisense-технология (антисмысловые РНК) .

Внешние ссылки

• van Leeuwen F, Gottschling DE. (2002). «Assays for gene silencing in yeast.». Methods Enzymol. 350: 165-86. DOI:10.1016/S0076-6879(02)50962-9. PMID 12073311.
• Science project: Transgenic apple varieties Approaches to preventing outcrossing — possible effects on micro-organisms
• Research project: New Cost-effective method for gene silencing