Γονιδιακή αποσιώπηση
Η γονιδιακή αποσιώπηση είναι ένας γενικός όρος που περιγράφει επιγενετικές διαδικασίες γονιδιακής ρύθμισης. Χρησιμοποιείται για να περιγράψει την "απενεργοποίηση" ενός γονιδίου με μηχανισμό διαφορετικό από τη γενετική μηχανική. Δηλαδή, ένα γονίδιο που θα εκφραζόταν ("ενεργοποιείται") υπό κανονικές συνθήκες απενεργοποιείται από μηχανισμό στο κύτταρο. Όταν ένα γονίδιο σιωπά σημαίνει ότι το RNA του δεν είναι σε θέση να παράγει μια πρωτεΐνη.
Τα γονίδια ρυθμίζονται είτε στο μεταγραφικό στάδιο είτε αργότερα, πριν από τη μετάφραση.
Η μεταγραφική αποσιώπηση των γονιδίων γίνεται με τροποποιήσεις των ιστονών, οι οποίες τοποθετούν ετεροχρωματίνη γύρω από ένα γονίδιο. Αυτό σημαίνει ότι ο μεταγραφικός μηχανισμός (RNA πολυμεράση, μεταγραφικοί παράγοντες κ.λπ.) δεν μπορεί να φτάσει στο γονίδιο. Τα γονίδια μπορούν να σιγήσουν με μεθυλίωση του DNA. Αυτό συμβαίνει τακτικά κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, όταν τα γονίδια ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται σε διάφορα στάδια.
Η μετα-μεταγραφική γονιδιακή σίγαση γίνεται με το μπλοκάρισμα ή την καταστροφή του mRNA ενός συγκεκριμένου γονιδίου. Η καταστροφή του mRNA εμποδίζει τη μετάφραση ώστε να σχηματιστεί ένα ενεργό γονιδιακό προϊόν (στις περισσότερες περιπτώσεις, μια πρωτεΐνη). Ένας συνηθισμένος τρόπος αποσιώπησης του mRNA είναι το RNAi.
Για τη ρύθμιση των γονιδίων χρησιμοποιούνται τόσο η μεταγραφική όσο και η μεταγραφική γονιδιακή σίγαση. Οι μέθοδοι γονιδιακής αποσιώπησης προστατεύουν επίσης το γονιδίωμα του οργανισμού από τα τρανσποζόνια και τους ιούς. Η γονιδιακή αποσιώπηση μπορεί επομένως να αποτελεί μέρος ενός αρχαίου ανοσοποιητικού συστήματος που προστατεύει τα κύτταρα από τέτοια μολυσματικά DNA και RNA.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η γονιδιακή σίγαση;
Α: Η γονιδιακή αποσιώπηση είναι ένας γενικός όρος που περιγράφει επιγενετικές διαδικασίες γονιδιακής ρύθμισης. Χρησιμοποιείται για να περιγράψει την "απενεργοποίηση" ενός γονιδίου με μηχανισμό διαφορετικό από τη γενετική μηχανική, που σημαίνει ότι ένα γονίδιο το οποίο θα εκφραζόταν ("άναβε") υπό κανονικές συνθήκες απενεργοποιείται από μηχανήματα στο κύτταρο. Όταν ένα γονίδιο σιωπά σημαίνει ότι το RNA του δεν είναι σε θέση να παράγει μια πρωτεΐνη.
Ερ: Πώς λειτουργεί η μεταγραφική σίγαση γονιδίων;
Α: Η μεταγραφική γονιδιακή αποσιώπηση λειτουργεί μέσω τροποποιήσεων των ιστονών, οι οποίες τοποθετούν ετεροχρωματίνη γύρω από ένα γονίδιο. Αυτό σημαίνει ότι ο μεταγραφικός μηχανισμός (RNA πολυμεράση, μεταγραφικοί παράγοντες κ.λπ.) δεν μπορεί να φτάσει στο γονίδιο. Τα γονίδια μπορούν επίσης να σιγήσουν με μεθυλίωση του DNA.
Ερ: Πώς λειτουργεί η μετα-μεταγραφική αποσιώπηση γονιδίων;
Α: Η μετα-μεταγραφική γονιδιακή αποσιώπηση λειτουργεί με την παρεμπόδιση ή την καταστροφή του mRNA ενός συγκεκριμένου γονιδίου. Η καταστροφή του mRNA εμποδίζει τη μετάφραση για να σχηματιστεί ένα ενεργό γονιδιακό προϊόν (στις περισσότερες περιπτώσεις, μια πρωτεΐνη). Ένας συνηθισμένος τρόπος αποσιώπησης του mRNA είναι μέσω του RNAi.
Ερ: Ποιες είναι ορισμένες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση των γονιδίων;
Α: Για τη ρύθμιση των γονιδίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο μεταγραφικές όσο και μετα-μεταγραφικές μέθοδοι. Οι μέθοδοι αποσιώπησης γονιδίων προστατεύουν επίσης το γονιδίωμα του οργανισμού από τα τρανσποζόνια και τους ιούς.
Ερ: Ποιον σκοπό εξυπηρετεί η γονιδιακή αποσιώπηση;
Α: Η γονιδιακή αποσιώπηση εξυπηρετεί πολλαπλούς σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης των γονιδίων και της προστασίας των κυττάρων από μολυσματικά DNA και RNA ως μέρος ενός αρχαίου ανοσοποιητικού συστήματος.
Ερ: Εμπλέκεται η μεθυλίωση του DNA στη γονιδιακή σίγαση;
Α: Ναι, η μεθυλίωση του DNA μπορεί να εμπλέκεται στο Gene Silencing, καθώς συμβαίνει τακτικά κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, όταν τα γονίδια ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται σε διάφορα στάδια
