Espressione genica

Il Espressione genica descrive l'espressione e lo sviluppo di una caratteristica geneticamente predisposta di un essere vivente. D'altra parte, c'è un'informazione genetica che non viene espressa e che può essere rilevata solo utilizzando un'analisi del DNA.

Cos'è l'espressione genica?

Ogni essere vivente ha una moltitudine di geni, ma non tutte le caratteristiche contenute nel DNA vengono mai sviluppate, cioè espresse. Alcuni geni rimangono inattivi, ma sono presenti e possono ancora essere ereditati. A seconda del genotipo del partner sessuale, nella generazione della prole può comparire un gene non espresso, cioè può essere espresso.

Quando si parla di espressione genica, vengono messi in discussione due geni identici, ciascuno dei quali proviene dalla madre e dal padre e, in una certa misura, compete tra loro. C'è un gene dominante e uno recessivo. Negli esseri umani, un gene dominante di solito "vince" su un recessivo o due geni recessivi sono espressi allo stesso modo e risultano in una caratteristica visibile che si trova tra quella di madre e padre.

In alcune piante, ad esempio, i colori rosso e bianco sono entrambi recessivi e quando si mescolano, i fiori rosa vengono creati nella generazione della prole, poiché ha luogo l'espressione genica di entrambi i geni.

Funzione e compito

Gli esseri umani hanno un gran numero di geni sulle loro 47 coppie di cromosomi. Come ogni essere vivente, ha metà da sua madre e l'altra metà da suo padre. Da un punto di vista evolutivo, ora si tratta di esprimere quei geni che sono più utili per la sopravvivenza della nuova persona.

Nel corso dell'evoluzione, ad esempio, si è scoperto che l'espressione genica dei geni per la pelle scura nelle regioni calde e soleggiate del mondo è un vantaggio per gli esseri umani, mentre l'espressione genica dei geni per la pelle chiara era migliore nelle parti meno soleggiate del mondo. Nel caso di due geni recessivi, in particolare, significa che uno dei due o una forma mista può essere espressa attraverso l'espressione genica, il che significa che la specie è in grado di migliorare continuamente e diventare più vitale.

Pertanto, anche i gemelli identici geneticamente identici con due geni recessivi mostrano caratteristiche leggermente diverse, ad esempio le più piccole differenze nel colore dei capelli o degli occhi.

Le cosiddette mutazioni di singoli geni, cioè cambiamenti spontanei dovuti alla formazione costante di nuove cellule del corpo, si sono sempre verificati in quasi tutti gli esseri viventi multicellulari. In questo modo, ad esempio, nacquero lepri di montagna o orsi polari: la mutazione genetica sviluppò l'espressione genica dei capelli bianchi, gli animali mutati si dimostrarono più vitali dei loro conspecifici bruni nelle regioni polari e prevalsero in queste parti del mondo. Tali processi, che si basano sull'espressione genica alternata indotta da mutazioni, impiegano millenni e talvolta milioni di anni prima che si diffondano.

Non è solo l'espressione genica del proprio corpo che si rivela utile per l'uomo, ma anche quella dei batteri. Con l'aiuto di vari antibiotici è possibile, tra le altre cose, inibire il batterio nella sua espressione genica e quindi far fallire le funzioni vitali. Il batterio muore e gli esseri umani possono riprendersi da un'infezione batterica.

Inoltre, è attualmente in corso una ricerca per stabilire se i geni che causano il cancro possono essere inibiti nella loro espressione genica in modo che le persone geneticamente predisposte al cancro non formino tumori.

Malattie e disturbi

L'espressione genica è un processo complesso che, come quasi tutti i processi genetici nel corpo, può portare a malattie. Ciò vale sia per l'espressione genica incompleta o assente che per l'espressione genica completa di geni difettosi.

Nelle malattie ereditarie di tutti i tipi, esiste l'espressione genica di un gene recessivo dominante o malato in connessione con un gene altrettanto recessivo del genitore sano. Le malattie ereditarie che non si manifestano in un gene malato e in un gene sano sono particolarmente insidiose, perché entrambi i genitori sono sani, ma sono portatori del gene malato. Se entrambi i geni malati si uniscono, non c'è più espressione genica da parte di un gene sano e malato o del gene sano e dominante e la malattia ereditaria si manifesta.

Un esempio di ciò è l'emofilia, che si verifica quasi esclusivamente negli uomini. Sono considerate pericolose anche le sostanze geneticamente modificanti che possono alterare l'espressione genica in modo tale che gli esseri umani si ammalino o muoiano. Le radiazioni, ad esempio, possono modificare la struttura dei geni in ogni fase della vita umana in modo che l'espressione genica sia diversa da quella di prima. Ciò può portare a un successivo sviluppo di cancro negli adulti e malformazioni nei bambini non ancora nati a causa di un'espressione genica errata.

Effetti simili di un'espressione genica difettosa a causa di influenze esterne, per lo più chimiche, si osservano anche negli animali e nelle piante, che cambiano colore di conseguenza o riproducono parti rigenerative come fiori e foglie in modo diverso rispetto a prima.

Anche un cambiamento nei geni e quindi deviazioni dalla precedente espressione genica deve essere escluso con i farmaci, che non devono avere alcun effetto cosiddetto mutageno sull'uomo o sugli animali. Lo scandalo talidomide è un esempio negativo a questo proposito.