Ekspresja genu

Plik Ekspresja genu opisuje ekspresję i rozwój genetycznie predysponowanej cechy żywej istoty. Z drugiej strony istnieją informacje genetyczne, które nie są wyrażane i można je wykryć jedynie za pomocą analizy DNA.

Co to jest ekspresja genów?

Każda żywa istota ma wiele genów, ale nie wszystkie cechy zawarte w DNA są kiedykolwiek rozwinięte, to znaczy wyrażone. Niektóre geny pozostają nieaktywne, ale są obecne i nadal mogą być dziedziczone. W zależności od genotypu partnera seksualnego w pokoleniu potomstwa może pojawić się niewyrażony gen, tj. Może on podlegać ekspresji.

Jeśli chodzi o ekspresję genów, chodzi o dwa identyczne geny, z których każdy pochodzi od matki i od ojca i do pewnego stopnia konkurują ze sobą. Istnieje gen dominujący i recesywny. U ludzi jeden dominujący gen zwykle „wygrywa” z recesywnym lub dwa recesywne geny są jednakowo wyrażane i powodują widoczną cechę, która leży między cechą matki i ojca.

Na przykład u niektórych roślin kolory czerwony i biały są recesywne, a po zmieszaniu w pokoleniu potomnym powstają różowe kwiaty, ponieważ ma miejsce ekspresja genów obu genów.

Funkcja i zadanie

Ludzie mają dużą liczbę genów na 47 parach chromosomów. Jak każda żywa istota, ma połowę od matki, a drugą połowę od ojca. Z ewolucyjnego punktu widzenia teraz chodzi o wyrażenie tych genów, które są najbardziej pomocne dla przetrwania nowej osoby.

W toku ewolucji okazało się na przykład, że ekspresja genów dla ciemnej skóry w ciepłych, słonecznych rejonach świata jest korzystna dla człowieka, podczas gdy ekspresja genów dla jasnej skóry była lepsza w mniej nasłonecznionych częściach świata. W szczególności w przypadku dwóch recesywnych genów oznacza to, że jeden z dwóch lub mieszana forma może ulegać ekspresji poprzez ekspresję genów, co oznacza, że ​​gatunek jest w stanie stale się doskonalić i stawać się bardziej żywotny.

Dlatego nawet identyczne genetycznie, identyczne bliźnięta z dwoma recesywnymi genami wykazują nieco inne cechy, na przykład najmniejsze różnice w kolorze włosów lub oczu.

Tak zwane mutacje poszczególnych genów, czyli spontaniczne zmiany spowodowane ciągłym tworzeniem się nowych komórek ciała, zawsze występowały u prawie każdej żywej istoty wielokomórkowej. W ten sposób powstały na przykład zające górskie czy niedźwiedzie polarne: mutacja genowa spowodowała ekspresję genów siwych włosów, zmutowane zwierzęta okazały się bardziej żywotne w regionach polarnych niż ich brunatne gatunki współplemieńcze i dominowały w tych częściach świata. Takie procesy, które opierają się na przemiennej ekspresji genów wywołanej mutacjami, trwają tysiąclecia, a czasem miliony lat, zanim staną się powszechne.

Nie tylko ekspresja genów w jego własnym ciele okazuje się przydatna dla ludzi, ale także u bakterii. Za pomocą różnych antybiotyków można między innymi zahamować ekspresję genów bakterii, a tym samym spowodować uszkodzenie funkcji życiowych. Bakteria umiera, a ludzie mogą wyleczyć się z infekcji bakteryjnej.

Ponadto obecnie prowadzone są badania nad tym, czy geny powodujące raka mogą być hamowane w ekspresji genów, tak aby ludzie z genetyczną predyspozycją do raka nie tworzyli nowotworów.

Choroby i dolegliwości

Ekspresja genów to złożony proces, który, jak prawie każdy proces genetyczny w organizmie, może prowadzić do choroby. Dotyczy to zarówno niepełnej lub nieobecnej ekspresji genów, jak i pełnej ekspresji genów wadliwych.

We wszystkich rodzajach chorób dziedzicznych dochodzi do ekspresji genów genu dominującego lub chorego recesywnego w połączeniu z równie recesywnym genem zdrowego rodzica. Choroby dziedziczne, które nie wybuchają w chorym i zdrowym genie, są szczególnie podstępne, ponieważ oboje rodzice są zdrowi, ale są nosicielami chorego genu. Jeśli oba chore geny łączą się, nie ma już ekspresji genów przez zdrowy i chory gen lub przez zdrowy, dominujący gen i dochodzi do wybuchu choroby dziedzicznej.

Przykładem tego jest hemofilia, która występuje prawie wyłącznie u mężczyzn. Substancje modyfikujące genetycznie, które mogą zmienić ekspresję genów w taki sposób, że ludzie zachorują lub umrą, również są uważane za niebezpieczne. Na przykład promieniowanie może zmienić strukturę genów na każdym etapie życia człowieka, tak że ekspresja genów będzie inna niż wcześniej. Może to prowadzić do późniejszego rozwoju raka u dorosłych i wad rozwojowych u nienarodzonych dzieci z powodu nieprawidłowej ekspresji genów.

Podobne skutki nieprawidłowej ekspresji genów na skutek zewnętrznych, głównie chemicznych, wpływów obserwuje się również u zwierząt i roślin, które w wyniku tego zmieniają swój kolor lub inaczej niż dotychczas rozmnażają się części regeneracyjne, takie jak kwiaty i liście.

Należy również wykluczyć zmianę genów, a tym samym odchylenia od poprzedniej ekspresji genów za pomocą leków; nie mogą one mieć tak zwanego działania mutagennego na ludzi lub zwierzęta. Negatywnym przykładem w tym zakresie jest afera talidomidowa.