Kas yra genų nutildymas?

Genų nutildymas yra geno „išjungimo“ procesas, taip užkertant kelią jo ekspresijai baltymų gamybos ar kitų išraiškos formų forma. Šis procesas daugeliu atvejų vyksta natūraliai, siekiant reguliuoti genų ekspresiją ir užkirsti kelią galimai virusų žalai. Genų nutildymas taip pat yra svarbus laboratorinis metodas, nes geno išjungimas yra labai efektyvus būdas nustatyti to geno paskirtį. Genas gali būti nutildytas įvairiais būdais ir vienu iš daugelio skirtingų mechanizmų – nėra tik vieno būdo užkirsti kelią genų ekspresijai. Pažymėtina, kad nutildymas neįvyksta dėl paties geno modifikacijos ar pažeidimo – genas lieka nepažeistas, o išoriniai mechanizmai neleidžia jam pasireikšti.

Genų ekspresija atsiranda, kai dezoksiribonukleino rūgštis (DNR) paverčiama ribonukleorūgštimi (RNR) per procesą, vadinamą transkripcija. Tada RNR paverčiama baltymais, pagrindiniais funkciniais vienetais ląstelėse, kurios dalyvauja beveik visuose ląstelių procesuose, per procesą, vadinamą vertimu. Šis procesas gali vykti transkripcijos arba potranskripcijos lygmeniu, o tai reiškia, kad jis gali trukdyti transkripcijos procesui arba tam tikram vėlesniam procesui, dėl kurio atsiranda genų ekspresija. Pats genas nėra paveiktas, tačiau neleidžiama baigti įvairių etapų, vedančių iki ekspresijos.

Yra daug skirtingų transkripcijos ir potranskripcijos procesų, kurie gali sukelti genų nutildymą. Vienas transkripcijos genų nutildymo procesas vadinamas DNR metilinimu. Metilinimas apima metilo grupės prijungimą prie tam tikrų nukleorūgščių grandinės taškų ir, atsižvelgiant į aplinkybes, gali turėti įvairių skirtingų poveikių, kai kurie iš jų trukdo transkripcijai. RNR trukdžiai arba RNRi yra įprastas genų nutildymo po transkripcijos metodas. RNRi mažos RNR molekulės patenka į baltymų kompleksą, kuris skaido specifines RNR grandines, neleidžiant jas paversti baltymais, taip užkertant kelią genų ekspresijai.

RNAi ir kiti metodai dažniausiai naudojami biologijos laboratorijose, siekiant paskatinti procesą, siekiant ištirti įvairių genų poveikį. Geno išjungimas ir pokyčių stebėjimas yra vienas vertingų būdų nustatyti tikslią konkretaus geno paskirtį. Jei, pavyzdžiui, nutildžius geną atsiranda organizmų be akių pigmentacijos, galima pagrįstai įsitikinti, kad tas genas turi kažką bendro su akių pigmentacija. Tačiau daugeliu atvejų laboratorinis genų nutildymas nužudo dominantį organizmą arba nesukelia jokio pastebimo poveikio, todėl būtina atlikti tolesnius tyrimus.