Экспрессия — понятие в биологии и лингвистике¶
Экспрессия (от лат. expressio — «выражение») — многозначный термин, используемый в биологии, лингвистике, психологии и искусстве. В биологии — это процесс реализации генетической информации, при котором последовательность нуклеотидов в гене транскрибируется в РНК, а затем транслируется в белок. В лингвистике — это выразительность речи, использование языковых средств для передачи эмоций и оценок. В психологии — внешнее проявление эмоций и чувств.
¶Экспрессия в биологии
В молекулярной биологии под экспрессией гена понимают многоступенчатый процесс синтеза белка на основе генетической информации, заключённой в ДНК. Этот процесс включает несколько ключевых этапов:
- Транскрипция — копирование участка ДНК в матричную РНК (мРНК) с помощью фермента РНК-полимеразы.
- Созревание РНК (у эукариот) — сплайсинг, удаление интронов и модификации концов молекулы.
- Трансляция — сборка аминокислотной цепи белка на рибосоме по матрице мРНК.
- Посттрансляционные модификации — сворачивание белка, присоединение химических групп и другие изменения, обеспечивающие его функциональную активность.
¶Регуляция экспрессии генов
Экспрессия генов строго регулируется: не все гены активны одновременно и с одинаковой интенсивностью. Клетка «включает» и «выключает» гены в зависимости от типа ткани, стадии развития, воздействия сигналов извне. Различают:
- конститутивную экспрессию — постоянный синтез продукта гена (так называемые «гены-домашнего хозяйства», например гены гликолитических ферментов);
- регуляторную (индуцибельную) экспрессию — синтез, включающийся или усиливающийся под действием определённых факторов.
Ключевую роль в регуляции играют транскрипционные факторы — белки, связывающиеся с промотором гена и усиливающие или подавляя инициацию транскрипции. Дополнительно экспрессия контролируется на уровне эпигенетики: метилированием ДНК, модификациями гистонов и действием некодирующих РНК (микроРНК, интерферентные РНК).
¶Уровни и меры экспрессии
Степень активности гена количественно оценивают по уровню мРНК и по количеству белкового продукта. Основные методы измерения:
| Метод | Что измеряет |
|---|---|
| Северный блоттинг | Количество и размер мРНК |
| RT-PCR (обратная транскриция + ПЦР) | Уровень транскрипта |
| РНК-секвенирование (RNA-seq) | Транскриптом клетки целиком |
| Вестерн-блоттинг | Уровень белка |
| Иммуноцитохимия | Локализация белка в клетке |
¶Экспрессия генов и медицина
Нарушения экспрессии генов лежат в основе многих заболеваний. Снижение экспрессии тумор-супрессоров (например, TP53) или, наоборот, избыточная активность онкогенов приводят к развитию злокачественных опухолей. Мутации в промоторах и регуляторных элементах могут вызывать генетические болезни без изменений в самом белке.
В современной медицине разрабатываются подходы, направленные на коррекцию экспрессии генов: антисенсовые олигонуклеотиды, РНК-интерференция, генная терапия. Первым одобренным препаратом на основе РНК-интерференции стал патисиран (Onpattro), применяемый при наследственном амилоидозе, вызванном мутацией гена транстиретина.
¶Экспрессия в лингвистике
В языкознании экспрессия — это выразительность речи, свойство языковых средств передавать эмоциональное и оценочное отношение говорящего к сообщаемому. Экспрессивная лексика включает:
- оценочные слова («чудовищный», «прекрасный»);
- экспрессивные синонимы («дом» — «хижина», «дворец»);
- разговорные и просторечные формы («барахло», «шпаргалка»);
- неологизмы и жаргонизмы.
Выделяют также экспрессивную фонетику — интонацию, темп, громкость речи, несущие эмоциональную окраску. Термин «экспрессионизм» в литературе и искусстве обозначает направление, ставящее во главу угла внешнее выражение переживаний, подчёркнутую субъективность восприятия.
¶Экспрессия в психологии и физиологии
В психологии экспрессия — это внешнее проявление внутренних психических состояний: эмоций, чувств, переживаний. Основные формы экспрессии:
- мимика — движения мышц лица;
- жестикуляция — движения рук и тела;
- просодия — интонационные характеристики речи;
- вегетативные проявления — покраснение, бледность, потоотделение.
Исследование экспрессии как системы коммуникации связано с работами Чарльза Дарвина («Выражение эмоций у человека и животных», 1872) и Пола Экмана, разработавшего универсальную классификацию базовых эмоций и их мимических проявлений.
¶Экспрессия в искусстве
В изобразительном искусстве и музыке экспрессия — это выразительные средства, с помощью которых автор передаёт эмоциональное содержание произведения: колорит, композиция, ритм, динамика. Термин «экспрессия» в этом значении тесно связан с понятием «экспрессивность» и историей эстетики, где противопоставляется «форме» и «содержанию».
Источники:
- Альтшуллер Л. С. Генетический код. — М.: Наука, 1968.
- Войткевич С. А. Молекулярная биология. — М.: Высшая школа, 2004.
- Дарвин Ч. Выражение эмоций у человека и животных. — М.: КРОН-ПРЕСС, 1998.
- Кузнецов С. А. Большой толковый словарь русского языка. — СПб.: Норинт, 1998.
- Watson J. D., Baker T. A., Bell S. P. Molecular Biology of the Gene. — Pearson, 2014.