Экспрессия — понятие в биологии, лингвистике и математике¶

Экспрессия — многозначный термин, используемый в разных областях знания. В биологии и медицине экспрессией называют процесс реализации генетической информации, в результате которого синтезируется белок или иной продукт гена. В лингвистике экспрессия — это выразительное средство или речевое выражение, а в математике — запись вида «a × b», обозначающая умножение. Термин происходит от латинского expressio — «выражение, изображение».

¶Экспрессия в биологии

¶Определение и сущность

В молекулярной биологии генная экспрессия — это многоступенчатый процесс, при котором информация, закодированная в ДНК, преобразуется в функциональный продукт, как правило, белок. Процесс включает два основных этапа: транскрипцию (создание матричной РНК на основе ДНК) и трансляцию (синтез белка по матрице мРНК). У прокариот эти этапы синхронны, у эукариот разделены во времени и пространстве: транскрипция идёт в ядре, трансляция — в цитоплазме.

¶Регуляция экспрессии

Экспрессия генов строго регулируется. Ключевые уровни контроля:

• Эпигенетический уровень — модификации ДНК и гистонов (метилирование, ацетилирование), меняющие доступность гена для транскрипции без изменения последовательности нуклеотидов.
• Транскрипционный уровень — работа транскрипционных факторов, промоторов и энхансеров, определяющих, когда и в каком количестве синтезируется мРНК.
• Посттранскрипционный уровень — обработка пре-мРНК (сплайсинг), стабильность мРНК, регуляция трансляции микро-РНК.

Экспрессия разных генов варьирует в зависимости от типа клетки, стадии развития организма и воздействия внешних факторов. Именно поэтому из одной зиготы формируются десятки типов специализированных клеток, несмотря на идентичный набор генов.

¶Клиническое значение

Уровень экспрессии конкретных генов используется в диагностике и онкологии. Маркеры экспрессии (например, HER2 при раке молочной железы, PD-L1 при опухолях лёгкого) определяют тактику лечения. Мутации, приводящие к избыточной или недостаточной экспрессии, лежат в основе многих наследственных заболеваний. В России методы анализа экспрессии генов применяются в молекулярной диагностике, включая разработки НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина и других профильных центров.

¶Методы изучения

Для исследования экспрессии применяются:

¶Экспрессия в лингвистике

В языкознании термин имеет два основных значения. Первое — экспрессивные средства: приёмы выразительности, придающие речи эмоциональную окраску: тропы (метафора, эпитет, гипербола), фонетические фигуры (аллитерация, ассонанс), синтаксические конструкции (инверсия, повторы, риторические вопросы). Изучением экспрессивности речи занимается стилистика.

Второе значение — экспрессия как речевое выражение: устойчивое сочетание, идиома или фразеологизм, воспринимаемый как единая выразительная единица («бить баклуши», «бить баклуши» в значении безделья). В лексикографии экспрессивные выражения выделяются в отдельные словарные статьи.

¶Экспрессия в математике и информатике

В математике экспрессия (выражение) — это запись, составленная из чисел, переменных, операций и скобок, которая может быть вычислена. Примеры: 2 + 3 × 4, x² − 1, sin(x) + cos(y). Выражения отличаются от формул тем, что формулы содержат знак равенства и утверждают соотношение.

В информатике термин используется в значении «регулярное выражение» (regex) — формального языка для описания шаблонов строк, применяемого в поиске, валидации данных и обработке текста. Регулярные выражения основаны на работах Стивена Кляйна (1956) и получили широкое распространение с появлением UNIX-утилит.

¶Прочие значения

• Экспрессия в искусстве — выразительность художественного образа, передача эмоций средствами музыки, живописи, кино.
• Экспресс-поезд — категория скоростного пассажирского транспорта; в России к ней относятся фирменные поезда «Сапсан», «Ласточка», «Стриж».
• Экспресс-анализ — быстрый метод лабораторного исследования (экспресс-тесты, экспресс-диагностика).

¶Интересные факты

• В геноме человека около 20 000 белок-кодирующих генов, но в любой конкретной клетке активно экспрессируется лишь часть из них — порядка 10 000–15 000 генов.
• Термин «экспрессия» в биологии закрепился в 1960-е годы, когда были открыты механизмы работы генетического кода.
• Открытие регуляции экспрессии генов удостоено Нобелевской премии по физиологии и медицине 2006 года (Эндрю Файр, Крейг Мелло — РНК-интерференция).

Источники:

• Альбертс Б. и др. «Молекулярная биология клетки».
• Виноградов И. В. «Очерки по стилистике русского языка».
• Кляйн С. «Регулярные выражения» (1956).
• Лекции по молекулярной биологии, МГУ им. М. В. Ломоносова.
• Словарь русского языка С. И. Ожегова.