基因剂量(
英语:Gene dosage) 是指在
基因组中某一特定基因的拷贝数。基因剂量的变化能够导致重大的
细胞表型变化,与细胞量化或者定性的表观
性状相关,并可能与许多遗传性的健康问题相关。基因剂量虽然一定程度与细胞内表达的
基因产物的量相关,但是基因表达产物的量更多受到基因表达调控的影响。
在
原核生物如E. coli中,基因剂量的例子包括CRISPR序列中的多个保守
重复序列,这些序列具有较高的基因剂量,而
乳糖操纵子(lac
操纵子)在
基因组中只有一个拷贝,因此具有较低的基因剂量。在
真核生物中,大多数
细胞中的基因为
常染色体基因,通常成对出现,这样的就是双拷贝基因剂量。与此不同的其他基因剂量往往与细胞量化或者定性的表观
性状相关,例如脊髓性肌肉萎缩症或者
唐氏综合征。在唐氏综合征中,第21
染色体上的基因表达量提高了50%,这导致了严重的生理和精神上的残疾。
在
原核生物中,细菌的
染色体通常仅有一个拷贝,但是在复制起点(origin of
DNA复制)到终点之间,仍会存在基因剂量的不同。靠近复制起点的基因往往会在
细胞准备二分裂的过程中先进行复制,这样该基因存在两个拷贝的时间就要比靠近终点的基因的时间长。这些基因剂量的变化会导致基因由于在
基因组上位置不同而具有不同的表达量。
科学家们通过对NPM1的基因剂量,表达水平和遗传变异进行了广泛的研究,结果表明,NPM1有可能成为临床癌症诊断的指示。NPM是一个多功能的核仁磷蛋白质,它在
细胞增殖和
动态平衡中起关键作用,比如
核糖体的
生物合成,
中心粒的复制,细胞循环和
细胞分化。NPM1被认为是癌症
遗传学中的一个关键基因,它可以调节ARF-p53肿瘤抑制和细胞凋亡,是第一致癌基因MycD
转录靶标,还可以调控p53的稳定性和转录活性。实际上,NPM1存在于正常的细胞中,只有在细胞增殖或是肿瘤发生的情况下,它才会在增殖过程或是致癌的压力下过量表达。芯片分析得出NPMmRNA过量表达同肿瘤高级阶段相关。科学家分析了人膀胱癌NPM1cDNA,发现了在群体中更高的NPM1序列一致性同肿瘤细胞分化,高级肿瘤阶段和复发可能有相关性。