267. Механизми на епигенетична регулация на генната експресия.
Епигенетичното наследство се отнася до наследени промени в генната експресия, причинени от механизми, различни от промени в ДНК последователността. Такива промени могат да останат видими за няколко клетъчни поколения или дори няколко поколения живи същества. В случай на епигенетично наследство не се променя ДНК последователността, а химическите промени, които се случват в определени части на генома.
Описани са следните механизми на епигенетична регулация на генната експресия:
1) ДНК метилиране (ДНК метилирането се състои в свързване на метилова група към цитозина като част от CpG динуклеотида в позиция С5 на цитозиновия пръстен. При хората три ензима, наречени ДНК метилтрансферази 1, 3a и 3b, са отговорни за процеса на ДНК метилиране
2) ремоделиране на хроматин (Ремоделирането на хроматин е процес на преместване на нуклеозоми по ДНК, което води до промяна в плътността на нуклеозомите или до тяхното местоположение на определено разстояние един от друг. Ремоделирането се извършва от специални протеинови комплекси, докато енергията се изразходва под формата на АТФ.);
3) РНК интерференция (на ниво РНК) (РНК интерференция е процесът на потискане на генната експресия на етапа на транскрипция, транслация, деаденилиране или разграждане на иРНК с помощта на малки РНК молекули. Процесът на РНК интерференция започва с действието на ензима Dicer, който разрязва дълги молекули на двойноверижна РНК (dsRNA) на къси фрагменти от порядъка на 21-25 нуклеотида, наречени si РНК. Една от двете вериги на всеки фрагмент, наречена "водач", тази едноверижна РНК след това се включва в РНК-протеиновия комплекс RISC. В резултат на активността на RISC, едноверижният РНК фрагмент се свързва с комплементарната последователност на молекулата на иРНК и причиняварязане на иРНК протеин Argonaute или инхибиране на транслацията и/или деаденилиране на иРНК. Тези събития водят до потискане на експресията (заглушаване) на съответния ген, чиято ефективност е ограничена от концентрациите на малки РНК молекули - siRNA и miRNA .;
4) прионизация на протеини (Прионните протеини имат анормална триизмерна структура и са в състояние да катализират структурната трансформация на нормални протеини, хомоложни на тях в подобен (прион) протеин чрез прикрепване към целевия протеин и промяна на неговата конформация. Като правило, прионното състояние на протеин се характеризира с прехода на протеинови α-спирали към β-слоеве. Прионите са единствените инфекциозни агенти, чието възпроизвеждане става без участие на нуклеинови киселини и те също така извършват единствения известен път на предаване на информация от протеин на протеин.;
5) инактивиране на X хромозомата (Инактивирането на X хромозомата е процес, по време на който едно от двете копия на X хромозомите, присъстващи в клетките на женски бозайници, се инактивира. ДНК на неактивната X хромозома е пакетирана в транскрипционно неактивен хетерохроматин. Инактивирането на X хромозомата се случва в клетките на женските бозайници, така че две копия на X хромозомите не образуват два пъти повече продукти от съответните гени, отколкото при мъжките бозайници. Този процес се нарича компенсация на генната доза. В плацентата изборът на X хромозома, която да бъде инактивирана, е случаен. Инактивирана X хромозома ще остане неактивна във всички последващи дъщерни клетки, получени в резултат на делене.)