Кіріспе

Генетикада экспрессивтілік – белгілі бір генотипке ие адамдарда фенотиптің қаншалықты көрініс табуының деңгейі. Сондай-ақ, бұл белгілі бір фенотипке ие адамдардың нақты геннің өршуіне қатысты болуы мүмкін. Экспрессивтілік нақты фенотиптің қарқындылығымен байланысты; ол пенетранттылықтан ерекшеленеді, ол белгілі бір генотипке ие адамдардың қанша пайызы бірдей фенотипті бөлісетінін көрсетеді.

Өзгермелі экспрессивтілік

Өзгермелі экспрессивтілік – бірдей генотипке ие адамдарда әртүрлі фенотиптердің көрінуімен сипатталатын құбылыс. Бұл, байланысты белгілердің мөлшері, түсі, қарқындылығы сияқты әртүрлі деңгейде өзгеруі мүмкін спектр ретінде де сипатталуы мүмкін. Өсімдіктер мен жануарларда шаштың түсі, жапырақ өлшемі, аурулардың ауырлығындағы айырмашылықтар сияқты өзгермелі экспрессивтілікке кездеседі.

Экспрессивтілікке әсер ететін механизмдер

Экспрессияның бұл айырмашылығына модификациялаушы гендер, эпигенетикалық факторлар немесе қоршаған ортаның әсері тиюі мүмкін. Модификациялаушы гендер басқа гендердің экспрессиясын қосу немесе көбейту арқылы өзгерте алады. Эпигенетикалық факторлар – ген экспрессиясына әсер ететін хроматиннің қолжетімділігінің мұрагерлік өзгерістері. Эпигенетикалық факторларға мыналар жатады: цис-реттеуші элементтер, гендердің транскрипциясын реттейтін кодтамайтын ДНҚ аймақтары, мысалы, промоторлар немесе күшейткіштер. Транс-реттеуші элементтер, ген экспрессиясын реттеу үшін ДНҚ-ға байланысатын транскрипция факторлары (ТФ) сияқты реттеуші ақуыздар. Гистонның модификациясы, ген транскрипциясы үшін хроматиннің қолжетімділігін реттейді. Хроматиннің түрлі варианттары. Геномдық импринтинг, ана мен әкеден мұрагерлік алған кейбір гендердің экспрессияға түсуін анықтайды. Геннің экспрессивтілігіне қоршаған ортаның жағдайлары да әсер ете алады. Мысалы, Гималай қояндарының жүніндегі пигменттеу С генімен анықталады, оның активтілігі температураға тәуелді. Егер генетикалық тұрғыдан бірдей қояндарды өсіру кезінде қоянның жүні 35°C-тан жоғары температураға жетсе, жүні ақ түске айналады. Егер қоянның жүні 15-25°C температурада сақталса, жүні қара түске айналады.

Өсімдіктер

Экспрессивтілік өсімдіктерде кеңінен кездеседі және қоршаған орта, гормоналды сигналдар және генетика арасындағы күрделі өзара әрекеттесу арқылы реттелуі мүмкін. Өсімдіктердегі экспрессивтіліктің сирек кездесетін генге байланысты мысалы – бұтақтар санының әртүрлілігі. Алғашқыда сорго өсімдіктерінде анықталған бұл сирек ген "Соргоның екі түсті қолтық бұтақты мутанты" (SbABM) деп аталады. Раби соргосында SbABM-ді бірнеше жыл бойы зерттеген ғалымдар, өсімдіктер ұрпақтарында 0-ден 33-қа дейін бұтақтар саны болатынын анықтады, тіпті олардың барлығы бірдей SbABM генотипіне ие болғанмен.

Клиникалық қолдану

Экспрессивтілікке байланысты фенотиптік өзгеріске ұшыраған жиі кездесетін синдромдардың кейбіреулері: Марфан синдромы, Ван дер Вуде синдромы және нейрофиброматоз. Марфан синдромының ерекшеліктері әр адамда әртүрлі болады. Бұл синдром организмдегі дәнекер тіндеріне әсер етеді және симптомдар спектрі жеңіл сүйек және буын зақымдануынан бастап, жаңа туған нәрестелердің ауыр түрлеріне және жүрек-қан тамырлары ауруларына дейін жетеді. Симптомдардың осы әртүрлілігі 15-хромосомада орналасқан FBN1 генінің экспрессивтілігінің өзгеруінің нәтижесі болып табылады (2-суретті қараңыз). Гендік өнім микрофибрилдердің дұрыс құрастырылуына қатысады, олар дәнекер тіндерінде тірек және серпімділік қамтамасыз ететін құрылымдар. Бұл өзгермелі деңгейлер жынысқа да, жасқа да байланысты емес. МРНК экспрессиясының төмен деңгейі көздің кристалл линзасының орнынан ығысуы – эктопия лентис және кеуде мүкісінің аномалиясы, кеуде бұлшықетінің аномалиясы үшін тәуекелдің жоғарылауымен байланысты болды, бұл экспрессиядағы өзгерістер генотипке емес, экспрессивтілік деңгейіне байланысты болуы мүмкін екенін көрсетеді. Сирек кездесетін аллельдің тасымалдаушыларында төменгі еріннің ортасына жақын шұңқырлар болуы мүмкін, олар сілекей бездерінің болуына байланысты ылғалды көрінеді. Нейрофиброматоз (NF1), сондай-ақ Фон Реклингаузен ауруы деп те аталады, 17-хромосомадағы нейрофибромин генінің (NF1) сирек кездесетін мутациясынан туындаған генетикалық ауру. Бұл ісікке қарсы геннің функциясын жоғалту жүйкелерде нейрофиброма деп аталатын ісіктердің пайда болуына себеп болуы мүмкін. Олар тері астындағы кішкентай дөңгелектер түрінде көрінеді. Фенотиптік өзгерістің генетикалық модификаторлардың нәтижесі екендігі айтылады.