Молекулярно-генетичні механізми регуляції експресії генів у нормі та при патології
Анотація
Мета. Узагальнити сучасні уявлення про молекулярно-генетичні механізми регуляції експресії генів у нормі та при патологічних станах організму людини, а також оцінити їх роль у підтриманні клітинного гомеостазу і розвитку захворювань. Методи. Проведено аналітичний огляд і систематизацію сучасних наукових публікацій вітчизняних та зарубіжних авторів останніх років, присвячених транскрипційній, посттранскрипційній та епігенетичній регуляції експресії генів, механізмам ремоделювання хроматину, а також ролі некодуючих РНК у фізіологічних і патологічних процесах. Результати. Встановлено, що експресія генів контролюється складною багаторівневою системою регуляторних механізмів, які забезпечують просторово-часову специфічність реалізації генетичної інформації, клітинну диференціацію та адаптацію організму до змін навколишнього середовища. Показано, що порушення транскрипційного контролю, епігенетичних модифікацій ДНК і гістонів, а також дисфункція некодуючих РНК є ключовими ланками патогенезу спадкових, онкологічних і мультифакторіальних захворювань. Висновки. Дослідження молекулярно-генетичних механізмів регуляції експресії генів має важливе значення для поглиблення розуміння молекулярних основ патології, удосконалення методів молекулярної діагностики, прогнозування перебігу захворювань та розвитку персоналізованої медицини.
Посилання
Afanasieva K., Chopei M., Zazhytska M., Vikhreva M., Sivolob A. DNA Loop Domain Organization as Revealed by Single-Cell Gel Electrophoresis. Elsevier Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Cell Research. 2013. Vol. 1833, No 4. P. 3237–3244. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2013.09.021. [in Ukrainian]
Afanasieva K., Sivolob A. Kіnetic approach in comet assay: an opportunity to investigate DNA loops. A closer look at the Comet Assay. Ed. K. H. Harmon. New York : Nova science publishers, 2019. P. 65–84. [in Ukrainian]
Baarsma H. A., Königshoff M., Gosens R. The WNT signaling pathway from ligand secretion to gene transcription: Molecular mechanisms and pharmacological targets. Pharmacology & Therapeutics. 2013, Vol. 138, No 1. P. 66–83. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2013.01.002.
Bibekanand M., Zhumur G. Regulatory RNAs: Basics, Methods and Applications. Springer, 2012. 554 p.
Chodurska B., Kunej T. Long non-coding RNAs in humans: Classification, genomic organization and function. Non-coding RNA Research. 2025. Vol. 11. P. 313–327. https://doi.org/10.1016/j.ncrna.2025.01.004.
Ferrer J., Dimitrova N. Transcription regulation by long non-coding RNAs: mechanisms and disease relevance. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2024. Vol. 25, No 5. P. 396–415. https://doi.org/10.1038/s41580-023-00694-9.
Kashuba M. O., Kozhukharova M. S. Epihenetychni mekhanizmy vplyvu faktoriv navkolyshnoho seredovyshcha na zdorovʼia liudyny ta yii nashchadkiv. Zdobutky klinichnoi i eksperymentalnoi medytsyny. 2024. Vol. 4. Р. 32–38. https://doi.org/10.11603/1811-2471.2024.v.i4.15023. [in Ukrainian]
Kovalchuk L. Ya., Boiko M. I., Ostrovskyi M. M. Medychna biolohiia: pidruchnyk dlia studentiv medychnykh ZVO. 4-te vyd., pereroblene i dopovnene. Kyiv : VSV «Medytsyna», 2021. 432 p. [in Ukrainian]
Liu M., Zhang S., Zhou H., Hu X., Li J., Fu B., Wei M., Huang H., Wu H. The interplay between non-coding RNAs and alternative splicing: from regulatory mechanism to therapeutic implications in cancer. Theranostics. 2023. Vol. 13, No. 8. P. 2616–2631. https://doi.org/10.7150/thno.83920.
Lupan I., Bintintan V., Deleanu D., Samasca G. Epigenetic Regulation of DNA Methylation and RNA Interference in Gastric Cancer: A 2024 Update. Biomedicines. 2024. Vol. 12, No 9. P. 2001. https://doi.org/10.3390/biomedicines12092001.
Prykhodko B., Yemets T. I., Pavlichenko V. I., Malieieva H. Iu., Havrylenko K. V., Andreieva O. O. Molekuliarno-klitynnyi ta orhanizmovyi rivni orhanizatsii zhyttia : navch.-metod. posibnyk. Zaporizhzhia : ZDMU, 2017. 162 p. [in Ukrainian]
Smith Z. D., Hetzel S., Meissner A. DNA methylation in mammalian development and disease. Nature Reviews Genetics. 2025. Vol. 26. P. 7–30. https://doi.org/10.1038/s41576-024-00760-8.
Syvolob A. V., Afanasieva K. S. Molekuliarna orhanizatsiia khromosom. Kyiv : Kyivskyi universytet, 2013. 287 p. [in Ukrainian]
Wang N., Hu Y., Wang Z. Regulation of alternative splicing: Functional interplay with epigenetic modifications and its implication to cancer. Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA. 2023. Vol. 15, No 3. P. 1815. https://doi.org/10.1002/wrna.1815.
