Ekspresija gena kod eukariota

UVOD

Regulacija genske ekspresije u eukariota ovisna je o organizaciji genoma odnosno hromatina.Iako su neki osnovni principi regulacije ekspresije gena zajednički i prokariotima i eukariotima, u eukariota postoje dodatne razine regulacije zbog složenosti organizacije genoma. Budući da je u eukariota DNA spakovana u hromatin, transkripcijska mašinerija mora biti sposobna kontrolirati njegovu kondenzaciju i dekondenzaciju. Specifična građa eukariotskih gena koji osim kodirajućih sekvenci (eksona) sadrži i nekodirajuće (introne) zahtijeva regulaciju ekspresije na posttranskripcijskoj razini. Transkripcija i translacija prostorno su i vremenski odvojeni procesi zbog ograničenosti staničnih struktura vlastitim membranama (u jezgri – transkripcija; u citoplazmi – translacija). Regulacija ekspresije eukariotskih gena je složeni sustav u kojem različiti elementi (na različitim mjestima i u različitom vremenu) ulaze u međusobne interakcije, te zbog interakcije sa staničnim okolišem omogućavaju sintezu pravih količina genskih produkata za funkcioniranje stanice.

EKSPRESIJA EUKARIOTSKIH GENA

Regulacija ekspresije eukariotskih gena odvija se na nekoliko razina. Prva razina regulacije odnosi se na strukturu hromatina i njegovo remodeliranje u jezgri, a zatim slijedi još 6 razina regulacije.

POVEZANOST HROMATINSKE STRUKTURE I TRANSKRIPCIJE
Struktura hromatina igra važnu ulogu u regulaciji ekspresije eukariotskih gena. Normalna struktura hromatina koju čine osnovne jedinica pakiranja, nukleosomi, održava nisku razinu bazalne transkripcijske aktivnosti.
Aktivacija gena zahtijeva remodeliranje strukture hromatina u promotorskim regijama jer nukleosomi sjede povrh promotorskih regija gena koji su inaktivni. Proteinski kompleksi premještaju te nukleosome oslobađajući time promotorsku regiju što omogućava aktivaciju gena.
Na transkripcijsku aktivnost hromatina utječe modifikacija aminokiselina (metiliranje i acetiliranje i dr.) u histonskim proteinima, a metiliranje DNA također je jedan od važnih mehanizama kontrole transkripcije (osobito u kralježnjaka).

Modifikacije histona
Kovalentne modifikacije HISTONA uzrokuju promjene strukture hromatina što dovodi do: aktivacije gena (npr. acetilacija) ili utišavanja gena. Modifikacije za pojedine aminokiselinske pozicije u histonima obavljaju visoko specifični enzimi.
Granu genetike koja objašnjava promjene u ekspresiji gena koje nisu rezultat promjene DNA sekvence nazivamo EPIGENETIKA (epigeneza+genetika).