Kas yra genų dozė?

Genų dozė reiškia genų, esančių organizmo genome, kopijų skaičių arba visą genetinės informacijos „biblioteką“. Daugelis organizmų, įskaitant žmones, saugo genetinę informaciją suporuotose chromosomose. Kiekvienas chromosomų poros narys įneša „vieną dozę“ toje chromosomoje esančių genų. Tačiau vyrų ir moterų lytinės chromosomos paprastai skiriasi; vyrų vyrai turi vieną X chromosomą ir vieną Y chromosomą, o moterys turi porą X chromosomų. Siekiant užtikrinti, kad tiek vyrams, tiek moterims, nepaisant skirtingų genų sukelto genetinio disbalanso, yra taikomi įvairūs reguliavimo procesai, vadinami „dozės kompensavimu“.

Paprastai tariant, daugiau geno kopijų arba didesnės genų dozės padidins baltymų, kuriuos koduoja genai, ekspresiją. Tačiau, nepaisant skirtingų genų dozių, vyrų ir moterų lytinių chromosomų genai iš esmės yra išreikšti panašiu lygiu. Jei taip nebūtų, moterys, turinčios dvi X chromosomas, galėtų per daug išreikšti tam tikrus genus, o patinai, turintys vieną X ir vieną Y chromosomas, gali nepakankamai išreikšti tam tikrus genus. Bet kuri iš šių alternatyvų gali sukelti sunkias mutacijas arba mirtį, todėl svarbu, kad genai būtų išreikšti panašiu lygiu, nepaisant skirtingų genų dozių.

Reguliavimo mechanizmų ir procesų, žinomų kaip dozės kompensavimas, rinkinys yra atsakingas už atitinkamo lygio genų ekspresijos palaikymą. Skirtingi organizmai turi skirtingas priemones savo genų ekspresijai reguliuoti, o kai kurie netgi naudoja kelis dozės kompensavimo metodus. Žmogaus patelių genų ekspresija reguliuojama per X inaktyvaciją, per kurią viena iš dviejų patelės X chromosomų tampa neaktyviu „Baro kūnu“. X inaktyvacijos rezultatas yra tas, kad vyrai ir moterys turi tik vieną X chromosomą, kuri iš tikrųjų išreiškia savo genetinę informaciją ir prisideda prie genų dozės.

Kai kuriuose organizmuose, pavyzdžiui, vaisinėje muselėje ar Drosophila melanogaster, genų ekspresija vyriškoje X chromosomoje padvigubėja, kad atitiktų dviejų patelės X chromosomų genų dozę. Apvaliosios kirmėlės arba C. elegans yra įdomus atvejis, nes jis dažniausiai egzistuoja kaip hermafroditas su dviem X chromosomomis, nors kai kurie turi tik vieną lytinę chromosomą X ir yra klasifikuojami kaip vyriški. Dozės kompensavimas C. elegans sukelia dalinį genų ekspresijos slopinimą abiejose hermafroditų X chromosomose.