Экспрессия гена

Экспрессия гена описывает проявление и развитие генетически предрасположенных характеристик живого существа. С другой стороны, есть генетическая информация, которая не выражена и может быть обнаружена только с помощью анализа ДНК.

Что такое экспрессия генов?

У каждого живого существа есть множество генов, но не все характеристики, содержащиеся в ДНК, когда-либо развиваются, то есть выражаются. Некоторые гены остаются неактивными, но присутствуют и могут передаваться по наследству. В зависимости от генотипа полового партнера в поколении потомства может появиться неэкспрессируемый ген, т.е. он может быть экспрессирован.

Когда дело доходит до экспрессии генов, речь идет о двух идентичных генах, каждый из которых происходит от матери и отца и в определенной степени конкурирует друг с другом. Есть доминантный и рецессивный ген. У людей один доминантный ген обычно «побеждает» рецессивный, или два рецессивных гена экспрессируются одинаково и приводят к видимой характеристике, которая находится между характеристиками матери и отца.

У некоторых растений, например, красный и белый цвета являются рецессивными, и при смешивании в потомстве образуются розовые цветы, поскольку имеет место экспрессия генов обоих генов.

Функция и задача

У людей есть большое количество генов на 47 парах хромосом. Как и любое живое существо, он получает половину от матери, а другую половину от отца. С эволюционной точки зрения, теперь речь идет об экспрессии тех генов, которые наиболее полезны для выживания нового человека.

Например, в ходе эволюции выяснилось, что экспрессия генов темной кожи в теплых, солнечных регионах мира является преимуществом для людей, в то время как экспрессия генов светлой кожи была лучше в менее солнечных частях света. В частности, в случае двух рецессивных генов это означает, что одна из двух или смешанная форма может быть выражена через экспрессию гена, что означает, что вид может постоянно улучшаться и становиться более жизнеспособным.

Таким образом, даже генетически идентичные однояйцевые близнецы с двумя рецессивными генами показывают немного разные характеристики, например, самые незначительные различия в цвете волос или глаз.

Так называемые мутации отдельных генов, то есть спонтанные изменения из-за постоянного образования новых клеток тела, всегда происходили почти у каждого многоклеточного живого существа. Таким образом, например, появились зайцы или белые медведи: мутация гена привела к экспрессии гена белой шерсти, мутировавшие животные оказались более жизнеспособными в полярных регионах, чем их коричневые сородичи, и преобладали в этих частях света. Такие процессы, основанные на вызываемой мутацией чередующейся экспрессии генов, занимают тысячелетия, а иногда и миллионы лет, прежде чем они получат широкое распространение.

Не только экспрессия генов его собственного тела оказывается полезной для людей, но и бактерий. С помощью различных антибиотиков можно, среди прочего, подавить экспрессию генов бактерии и, таким образом, нарушить жизненно важные функции. Бактерия умирает, и человек может вылечиться от бактериальной инфекции.

Кроме того, в настоящее время проводятся исследования, чтобы выяснить, можно ли подавить экспрессию генов, вызывающих рак, чтобы люди, генетически предрасположенные к раку, не образовывали опухоли.

Болезни и недуги

Экспрессия генов - это сложный процесс, который, как почти любой генетический процесс в организме, может привести к болезни. Это относится как к неполной или отсутствующей экспрессии генов, так и к полной экспрессии дефектных генов.

При наследственных заболеваниях всех видов существует экспрессия доминантного или больного рецессивного гена в сочетании с одинаково рецессивным геном здорового родителя. Особенно коварны наследственные заболевания, которые не возникают в больном и здоровом гене, потому что оба родителя здоровы, но являются носителями больного гена. Если оба больных гена объединяются, то больше не существует экспрессии гена здоровым и больным геном или здоровым, доминантным геном, и наследственное заболевание разрастается.

Примером этого является гемофилия, которая встречается почти исключительно у мужчин. Генетически модифицирующие вещества, которые могут изменять экспрессию генов таким образом, что люди заболевают или умирают, также считаются опасными. Радиация, например, может изменить структуру генов на всех этапах жизни человека, так что экспрессия генов отличается от того, что было раньше. Это может привести к более позднему развитию рака у взрослых и порокам развития у будущих детей из-за неправильной экспрессии генов.

Подобные эффекты неправильной экспрессии генов из-за внешних, в основном химических воздействий, также наблюдаются у животных и растений, которые в результате меняют свой цвет или воспроизводят возобновляемые части, такие как цветы и листья, иначе, чем раньше.

Изменение генов и, следовательно, отклонения от предыдущей экспрессии генов также должны быть исключены с помощью лекарств; они не должны иметь так называемого мутагенного воздействия на людей или животных. Скандал с талидомидом - отрицательный пример в этом отношении.