Gen İfadesinin (Ekspresyonun) Kontrolü

DNA molekülünde taşınan bilginin protein moleküllerine çevrilmesine gen ifadesi (ekspresyonu) denir. Gen ifadesi hem prokaryotik hem de ökaryotik organizmalarda değişen çevre koşullarına yanıt olarak düzenlenmektedir. Gen ifadesinin düzenlenmesi, her bir hücrenin işlevsel bütünlüğünü sürdürebilmesi için bir zorunluluktur. Bir hücre tipik olarak genlerinin yalnızca bir kısmını ifade etmektedir. Hücrede tüm genler her zaman ifade edilmez. Bazı genler sürekli ve düzenli olarak ifade edilirken (housekeeping genler), bazı RNA ve proteinler, sadece çalıştıkları özelleşmiş hücrelerde yüksek miktarda eksprese edilir. Gen ifadesinin kontrol mekanizması oldukça karmaşıktır. Gen ifadesi kontrol edilerek genin ne zaman, nerede ve ne kadar ürün oluşturacağı belirlenmektedir. Gen ifadesi, DNA'dan RNA'ya ve proteine giden yoldaki birçok adımda kontrol edilmektedir. Bu adımlar, transkripsiyonal kontrol, RNA’nın işlenme kontrolü, RNA taşınımı ve lokalizasyonunun kontrolü, translasyonel kontrol, mRNA'nın yıkım kontrolü, protein yıkımının kontrolü ve protein aktivitesinin kontrolüdür. Ökaryot genlerin ifadesinin kontrolünde, RNA transkripsiyonunun başlangıç aşaması en önemli kontrol noktasıdır. Genlerin başlangıç dizisinin upstream bölgesinde bulunan çok sayıda dizi gen ekspresyonundan ve transkripsiyonun modülasyonundan sorumludur. Bu diziler promotör diziler ve düzenleyici (regülatör) elemanlardan oluşmaktadır. Genlerin ifadesi, transkripsiyon faktörleri (düzenleyicileri) olarak bilinen bir grup proteinin, DNA üzerindeki özgül dizileri (cis-regülatör diziler) tanıyıp bağlanması ile kontrol edilmektedir. Transkripsiyon faktörleri, genom boyunca dağılmış olan promotör ya da güçlendirici (enhancer) gibi cis-regülatör dizilere bağlanmaktadır. Bu bağlanma, hangi genlerin hangi hızda transkribe olacağını belirleyen bir dizi reaksiyonu harekete geçirmektedir. Her genin transkripsiyonu, kendi cis-düzenleyici dizisi tarafından kontrol edilmektedir. Son yıllarda, kodlayıcı olmayan RNA'ların gen ekspresyonunu düzenlemede yaygın rolleri bulunduğu gösterilmiştir. Ökaryotlarda önemli bir translasyon kontrolü türü, mRNA'lara bağlanan ve protein çıktısını azaltan küçük RNA'larla gerçekleşmektedir.