genexpressie

Genexpressie is het proces waarbij de genetische informatie van een gen wordt gebruikt om functionele producten te maken, meestal messenger-RNA en vervolgens eiwitten. In het kader van de centrale dogma van moleculaire biologie gaat DNA via transcriptie naar RNA en daarna via translatie naar eiwitten. Het niveau van genexpressie varieert tussen celtypen, weefsels en ontwikkelingsstadia en wordt beïnvloed door omgevingsfactoren en cellulaire toestand.

Regulatie van genexpressie vindt op meerdere niveaus plaats. Transcriptieregulatie gebeurt via promotoren en enhancers en door transcriptiefactoren. Epigenetische modificaties, zoals DNA-methylatie en histonmodificaties, dragen bij aan langetermijnregulatie. Na transcriptie ondergaan RNA-capping, polyadenylatie en vaak alternatieve splicing, wat leidt tot meerdere mRNA-varianten. Translatie- en post-translationele controles bepalen uiteindelijk de hoeveelheid en activiteit van eiwitten. Niet-coderende RNAs dragen eveneens bij aan de regulatie van expressie.

Metingen van genexpressie worden doorgaans uitgevoerd met technieken zoals RNA-seq, microarrays en kwantitatieve PCR. Analyseerproces omvat normalisatie, identificatie van differentiële expressie tussen condities en functies in netwerken of pad-analyses om biologische betekenis te verkrijgen.

Toepassingen omvatten het identificeren van biomarkers, het begrijpen van ziekteprocessen, het vinden van geneesmiddeltargets en het bestuderen van ontwikkeling en evolutie. Belangrijke beperkingen zijn onder meer dat mRNA-niveaus niet altijd gelijk zijn aan eiwitniveaus, weefselheterogeniteit en technische biases die de metingen beïnvloeden. Genexpressie biedt zo inzicht in hoe genen cellen en organismen vormgeven.