Izražanje genov: funkcija, naloge, vloga in bolezni

Gene izraz se nanaša na izražanje in razvoj genetsko predisponirane značilnosti živega bitja. To je v nasprotju z genetskimi informacijami, ki niso izražene in jih je mogoče zaznati le z analizo DNA.

Kaj je izražanje genov?

Gene izraz se nanaša na izražanje in razvoj genetsko predisponirane lastnosti živega bitja. Vsako živo bitje ima veliko število genov, vendar vse lastnosti, ki jih vsebuje DNK, niso nikoli izražene, torej izražene. Nekateri geni ostanejo neaktivni, vendar so prisotni in jih je še vedno mogoče podedovati. Odvisno od genotipa spolnega partnerja neizražen gen se lahko pojavijo, tj. izrazijo pri rojevanju potomcev. Pri izražanju genov gre vedno za enaka gena, enega od matere in očeta, ki si v določeni meri konkurirata. Obstaja prevladujoči in recesivni gen. Pri ljudeh prevladujoči gen običajno "zmaga" nad recesivnim, sicer pa se dva recesivna gena izrazita enako in imata za posledico vidno lastnost med materjo in očetom. Na primer pri nekaterih rastlinah sta rdeči in beli barvi recesivni, na primer roza cvetovi nastanejo v generaciji potomcev, ko se pomešajo, ker gre za izražanje genov obeh genov.

Funkcija in naloga

Ljudje imajo veliko število genov na svojih 47 parih kromosomi. Kot vsako živo bitje ima tudi on polovico od matere, drugo polovico od očeta. Z vidika evolucijske biologije gre zdaj za izražanje tistih genov, ki so najbolj koristni za preživetje novega človeka. Na primer, med evolucijo se je izkazalo, da genska ekspresija genov za temo koža na sončno toplih predelih zemlje je bila prednost za ljudi, medtem ko je bila izražanje genov genov za lahko kožo boljša v manj sončnih delih zemlje. Zlasti v primeru dveh recesivnih genov vodi do dejstva, da se ena od dveh ali tudi mešana oblika lahko izrazi z gensko ekspresijo, pri čemer se vrsta lahko nenehno izboljšuje in postane bolj preživeta. Zato imajo tudi genetsko enaki monozigotični dvojčki z dvema recesivnima genoma nekoliko drugačne lastnosti, na primer najmanjše razlike v lasje ali barva oči. Tako imenovane mutacije posameznih genov, torej spontane spremembe, ki jih povzroča nenehno tvorjenje novih telesnih celic, so se že od nekdaj pojavljale v skoraj vseh večceličnih bitjih. Tako so na primer nastali snežni zajci ali polarni medvedi: genska mutacija je privedla do razvoja bele lasje V genskem izražanju so se mutirane živali v polarnih predelih bolj preživele kot njihovi rjavi koncipi in so prevladovale v teh delih sveta. Takšni procesi, ki temeljijo na izmenični ekspresiji genov, ki jo povzročajo mutacije, trajajo tisočletja in včasih milijone let, da postanejo razširjeni. Za človeka se ne izkaže le genska ekspresija lastnega telesa, ampak tudi bakterije. S pomočjo različnih antibiotiki, je med drugim mogoče zavreti bakterijo v njeni genski ekspresiji in s tem povzročiti odpoved vitalnih funkcij. Bakterija umre in oseba si lahko opomore od bakterijske okužbe. Nadalje potekajo raziskave, da se ugotovi, ali rakgene, ki povzročajo gene, lahko zaviramo pri njihovi genski ekspresiji, tako da ljudje, ki so genetsko nagnjeni k raku, ne tvorijo tumorjev.

Bolezni in motnje

Ekspresija genov je zapleten proces, ki ga, tako kot skoraj vsak genski proces v telesu, lahko tudi vodi do bolezni. To velja tako za nepopolno ali odsotno izražanje genov kot za popolno izražanje genov z okvarjenimi geni. Dedene bolezni vseh vrst povzročijo gensko ekspresijo dominantnega ali obolelega recesivnega gena v kombinaciji z enako recesivnim genom zdravega starša. Zlasti zahrbtne so dedne bolezni, ki ne izbruhnejo v primeru enega obolelega in enega zdravega gena, ker to pomeni, da sta oba starša zdrava, vendar nosilca obolelega gena. Če se oba obolela gena združita, izražanje genov z zdravim in bolnim genom ali z zdravim, dominantnim genom ne pride več in dedna bolezen izbruhne. Primer tega je hemofilija, ki se pojavlja skoraj izključno pri moških. Gensko spreminjajoče se snovi, ki lahko spremenijo izražanje genov tako, da človek zboli ali umre, se štejejo tudi za nevarne. Sevanje na primer lahko spremeni strukturo genov v kateri koli fazi človekovega življenja tako, da se izražanje genov razlikuje od prejšnjega. To lahko vodi do kasnejšega razvoja raka pri odraslih in malformacij pri nerojenih otrocih zaradi nepravilne ekspresije genov. Podobne učinke nepravilne ekspresije genov zaradi zunanjih, večinoma kemičnih vplivov opažamo tudi pri živalih in rastlinah, ki posledično spremenijo svojo barvo ali reproducirajo preraščajoče se dele, kot so cvetovi in ​​listi, drugače kot prej. Sprememba genov in s tem odstopanja od prejšnje genske ekspresije je treba izključiti tudi pri zdravilih; ne smejo imeti tako imenovanih mutagenih učinkov na ljudi ali živali. Škandal s talidomidom je v tem pogledu negativen primer.