Гены «роскоши»

В генетике есть два термина, которые обычно противопоставляются друг другу. Первый — это гены «домашнего хозяйства», второй — гены «роскоши». Роскошь как что-то специализированное противоположна базовым функциям клетки.

Гены «домашнего хозяйства» (англ. housekeeping genes) кодируют белки, которые постоянно необходимы клетке. Они требуются для нормального функционирования тканей и органов, работая везде и на каждой стадии жизненного цикла организма. В основном они обеспечивают работу таких процессов, как удвоение генетического материала (репликация), перезапись информации на посредник (транскрипция) и синтез белка (трансляция), а также базовые процессы обмена веществ.

Например, к этой группе относится гены, кодирующие белки цитоскелета клетки: бета-актин (ACTB) и бета-тубулин (TUBB). Также сюда можно включить ключевые ферменты метаболизма: ген глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH) и ген фосфоглицераткиназы 1 (PGK1). Гены рибосомных белков (RPL13A, RPS18 и др.) обеспечивают структуру и функционирование рибосом, участвующих в трансляции белков. Гены гистонов (HIST1H1C, HIST1H3D и др.) формируют нуклеосомы, обеспечивая упаковку ДНК внутри ядра.

Из-за постоянства их работы эти гены используются в молекулярной биологии как внутренние контроли для нормализации уровня экспрессии целевых участков ДНК при проведении исследований методом RT-PCR и аналогичных методов анализа.

Гены «роскоши» активны только в определенных тканях и органах, проявляя себя только тогда, когда необходимы их продукты. Они отвечают за специализированные функции и активность конкретных тканей или органов, такие как производство специализированных белков или участие в уникальных биохимических путях.

Они кодируют специализированные белки, необходимые определенным типам клеток в определенное время. Их работа находится под контролем многих других участков последовательности ДНК, включающих и выключающих их только в нужные моменты жизни клетки.

Например, к «роскоши» относятся гены, кодирующие синтез антител (иммуноглобулинов). Они активны только в иммунных клетках после встречи с конкретным антигеном. Также в эту группу входят участки ДНК, регулирующие выработку меланина, ответственного за пигментацию кожи. Роскошь — это и ген лактазы (LCT), способствующий перевариванию лактозы организмом, неактивный у большинства взрослых млекопитающих. Определенные варианты LCT приводят к непереносимости лактозы (углевода молока), выявить которую поможет ДНК-тест. Они снижают уровень выработки фермента лактазы с возрастом, что может приводить к проблемам с пищеварением.