Gen-Silencing ist der Prozess des „Ausschaltens“ eines Gens, wodurch verhindert wird, dass es in Form von Proteinproduktion oder anderen Expressionsformen exprimiert wird. Dieser Prozess geschieht in vielen Fällen auf natürliche Weise, um die Expression von Genen zu regulieren und mögliche Schäden durch Viren zu verhindern. Gen-Silencing ist auch eine wichtige Labortechnik, da die Deaktivierung eines Gens eine sehr effektive Möglichkeit ist, den Zweck dieses Gens zu bestimmen. Ein Gen kann auf verschiedene Weise und durch einen von vielen verschiedenen Mechanismen zum Schweigen gebracht werden – es gibt nicht nur einen Weg, die Genexpression zu verhindern. Es sollte beachtet werden, dass das Silencing nicht als Folge einer Modifikation oder Schädigung des Gens selbst auftritt – das Gen bleibt intakt und äußere Mechanismen verhindern seine Expression.
Die Genexpression tritt auf, wenn Desoxyribonukleinsäure (DNA) durch einen Prozess namens Transkription in Ribonukleinsäure (RNA) umgewandelt wird. Die RNA wird dann durch einen Prozess namens Translation in Proteine umgewandelt, die primären Funktionseinheiten in Zellen, die an fast allen zellulären Prozessen beteiligt sind. Dieser Prozess kann auf transkriptioneller oder posttranskriptioneller Ebene stattfinden, was bedeutet, dass er den Transkriptionsprozess oder einen späteren Prozess, der zur Genexpression führt, stören kann. Das Gen selbst ist nicht betroffen, aber die verschiedenen Schritte, die zur Expression führen, dürfen nicht vollständig ablaufen.
Es gibt viele verschiedene transkriptionelle und posttranskriptionelle Prozesse, die zu Gen-Silencing führen können. Ein transkriptioneller Gen-Silencing-Prozess wird als DNA-Methylierung bezeichnet. Bei der Methylierung wird eine Methylgruppe an bestimmten Stellen eines Nukleinsäurestrangs angelagert und kann je nach Umständen unterschiedliche Wirkungen haben, von denen einige die Transkription verhindern. RNA-Interferenz oder RNAi ist eine gängige Methode zur posttranskriptionellen Gen-Silencing. Bei der RNAi treten kleine RNA-Moleküle in einen Proteinkomplex ein, der spezifische RNA-Stränge spaltet und verhindert, dass sie in Proteine übersetzt werden, wodurch die Genexpression verhindert wird.
RNAi und andere Methoden werden in Biologielaboratorien häufig verwendet, um den Prozess zu induzieren, um die Auswirkungen verschiedener Gene zu untersuchen. Das Deaktivieren eines Gens und das Beobachten der Veränderungen ist eine wertvolle Möglichkeit, den genauen Zweck eines bestimmten Gens zu bestimmen. Wenn zum Beispiel das Stummschalten eines Gens zu Organismen ohne Augenpigmentierung führt, kann man ziemlich sicher sein, dass dieses Gen etwas mit der Augenpigmentierung zu tun hat. In vielen Fällen tötet das Gen-Silencing im Labor jedoch den interessierenden Organismus ab oder verursacht keine merkliche Wirkung, was weitere Forschung erforderlich macht.