АНАЛИЗ РЕГУЛЯТОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕНА

ИЗОЛЯЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ МРНК. ИСКУССТВЕННЫЕ ТРАНСКРИПЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Регуляция экспрессии генов в цепочке ДНК - РНК - белок может осуществляться на различных молекулярных уровнях. В соответствии с этим исследования дифференциальной активности генов в разных типах  клеток и тканей включают оценку работы контролирующих элементов генов, анализ молекул РНК на всех этапах от появления первичного транскрипта до зрелой мРНК и изучение соответствующего белкового продукта, включая его процессинг (созревание), внутриклеточную лока­лизацию, тканеспецифическое распределение.
Исследования регуляторных цис-действующих элементов генома, та­ких как промоторы, энхансеры, участки ДНК, подавляющие транскрип­цию, являются составной частью анализа молекулярной структуры лю­бого гена. Идентификацию таких элементов проводят с использованием разнообразных современных методов молекулярной генетики. В частно­сти, последовательности ДНК в 5'-фланкирующей области гена, ответст­венные за тканеспецифическую индукцию генной активности, могут быть локализованы путем исследования транскрипции в различных линиях клеток при введении в них генов с искусственными делециями этих участков ДНК. Для оценки активности идентифицированных регулятор­ных последовательностей их сливают с чужеродными хорошо изучен­ными неиндуцибельными клонированными генами, так называемыми «репортерами». Такие генетические конструкции в составе векторных последовательностей вводят в культивируемые клетки эукариот и на­блюдают за изменением уровня экспрессии. В качестве «репортера» часто используют ген хлорамфениколацетилтрансферазы (САТ-ген), который в естественных условиях экспрессируется только в клетках прокариот. Сам фермент (CAT) обладает высокой активностью, что по­зволяет не только легко обнаруживать ее минимальные количества в клетке, но и с высокой точностью проводить количественную оценку. Для повышения чувствительности анализ экспрессии химерных генов часто проводят в культуре фибробластов почек африканской зеленой мартышки (COS-клетки). Эти клетки модифицированы таким образом, что в них после трансфекции происходит амплификация копий сконст­руированных определенным образом эписом - внехромосомных генети­ческих конструкций (см. главу 10), что ведет к значительному усилению сигналов экспрессии введенных генов (трансгенов). Перенос генов (трансгеноз) может быть осуществлен и на уровне целого организма, в частности, зиготы. Полученные в результате подобных манипуляций трансгенные животные могут быть также использованы в качестве мо­дельной системы для анализа механизмов тканеспецифической активации генов in vivo.