Génová expresia

Génová expresia opisuje prejav a vývoj geneticky predisponovanej charakteristiky živej bytosti. Na druhej strane existujú genetické informácie, ktoré nie sú exprimované a ktoré je možné zistiť iba pomocou analýzy DNA.

Čo je génová expresia?

Každá živá bytosť má množstvo génov, ale nie všetky vlastnosti obsiahnuté v DNA sú vyvinuté, to znamená, že sú exprimované. Niektoré gény zostávajú neaktívne, ale sú prítomné a je ich možné dediť. V závislosti od genotypu sexuálneho partnera sa pri generácii potomstva môže objaviť neexprimovaný gén, t. J. Môže sa exprimovať.

Pokiaľ ide o génovú expresiu, prichádzajú do úvahy dva rovnaké gény, z ktorých každý pochádza od matky a otca a do istej miery si navzájom konkurujú. Existuje dominantný a recesívny gén. U ľudí sa jeden dominantný gén obvykle „vyhráva“ nad recesívnym alebo dvoma recesívnymi génmi, ktoré sú vyjadrené rovnako a ich výsledkom je viditeľná vlastnosť, ktorá leží medzi vlastnosťou matky a otca.

Napríklad v niektorých rastlinách sú červené a biele farby recesívne a po zmiešaní vznikajú v generácii potomstva ružové kvety, keď dochádza k génovej expresii oboch génov.

Funkcia a úloha

Ľudia majú 47 génov na 47 pároch chromozómov. Rovnako ako každá živá bytosť má polovicu od svojej matky a druhú polovicu od svojho otca. Z evolučného hľadiska je teraz otázkou expresie génov, ktoré sú najužitočnejšie pre prežitie nového človeka.

Napríklad v priebehu vývoja sa ukázalo, že génová expresia génov pre tmavú pokožku v teplých a slnečných oblastiach sveta je pre človeka výhodou, zatiaľ čo génová expresia génov pre svetlú pokožku bola lepšia v menej slnečných častiach sveta. Najmä v prípade dvoch recesívnych génov to znamená, že jedna z týchto dvoch alebo zmiešaných foriem môže byť exprimovaná génovou expresiou, čo znamená, že druh je schopný neustále sa zlepšovať a stať sa životaschopnejšími.

Preto aj geneticky identické dvojičky s dvoma recesívnymi génmi vykazujú mierne odlišné vlastnosti, napríklad najmenšie rozdiely vo farbe vlasov alebo očí.

Takzvané mutácie jednotlivých génov, t. J. Spontánne zmeny v dôsledku neustálej tvorby nových telesných buniek, sa vždy vyskytovali takmer v každej mnohobunkovej živej bytosti. Týmto spôsobom vznikli napríklad horské zajace alebo ľadové medvede: génová mutácia vyvinula génovú expresiu bielych vlasov, mutované zvieratá sa ukázali byť životaschopnejšie ako svoje hnedé konšpecifiká v polárnych oblastiach a prevládali v týchto častiach sveta. Takéto procesy, ktoré sú založené na mutácii indukovanej expresii alteračného génu, trvajú tisícročia a niekedy milióny rokov, kým sa rozšíria.

Pre človeka je užitočná nielen génová expresia vlastného tela, ale aj baktéria. Pomocou rôznych antibiotík je možné, okrem iného, ​​inhibovať baktériu v jej génovej expresii a tým spôsobiť zlyhanie životne dôležitých funkcií. Baktéria zomrie a ľudia sa môžu zotaviť z bakteriálnej infekcie.

Ďalej sa v súčasnosti skúma, či gény, ktoré spôsobujú rakovinu, môžu byť inhibované v ich génovej expresii, takže ľudia geneticky predisponovaní k rakovine netvoria nádory.

Choroby a choroby

Génová expresia je komplexný proces, ktorý, ako takmer každý genetický proces v tele, môže viesť k ochoreniu. To sa týka tak neúplnej alebo neprítomnej génovej expresie a úplnej génovej expresie defektných génov.

Pri dedičných chorobách všetkých druhov existuje génová expresia dominantného alebo chorého recesívneho génu v spojení s rovnako recesívnym génom zdravého rodiča. Dedičné choroby, ktoré sa nevylomia pri chorobe a zdravom géne, sú zvlášť zákerné, pretože obaja rodičia sú zdraví, ale sú nosičmi chorého génu. Ak sa oba choré gény spoja, už neexistuje génová expresia zdravým a chorým génom alebo zdravým dominantným génom a vypukne dedičné ochorenie.

Príkladom toho je hemofília, ktorá sa vyskytuje takmer výlučne u mužov. Geneticky modifikujúce látky, ktoré môžu zmeniť génovú expresiu takým spôsobom, že ľudia ochorejú alebo zomrú, sa tiež považujú za nebezpečné. Napríklad žiarenie môže zmeniť štruktúru génov v každej fáze ľudského života, takže génová expresia sa líši od toho, čo bolo predtým. To môže viesť k neskoršiemu rozvoju rakoviny u dospelých a malformáciám u nenarodených detí v dôsledku nesprávnej génovej expresie.

Podobné účinky chybnej génovej expresie v dôsledku vonkajších, väčšinou chemických vplyvov sa pozorujú aj u zvierat a rastlín, ktoré v dôsledku toho menia svoju farbu alebo reprodukujú regeneračné časti, ako sú kvety a listy, odlišne ako predtým.

Pri liekoch sa musí vylúčiť aj zmena génov, a teda odchýlky od predchádzajúcej génovej expresie, nesmú mať žiadne tzv. Mutagénne účinky na ľudí alebo zvieratá. Škandál s talidomidom je v tomto ohľade negatívnym príkladom.