Hvordan bliver gener slået fra og til?

Medmindre de planlægger en aftale om højdepunkter i salonen, mange mennesker, der startede blondt, vinker farvel til deres lysere hår, når de vokser op. Skræmmer spændingerne i voksenalderen vores barndomshår væk? Eller, lad os tage et andet eksempel på et barndomstræk, der er mistet i voksenalderen - evnen til at fordøje mejeri. Takket være et enzym kaldet lactase, de fleste små børn kan fordøje mælk. Men når børn bliver ældre, det er almindeligt at miste denne evne. Hvad sker der her?

Det hele kommer ned til en proces kaldet genregulering . Sådan er vores gener slukket og tændt, til mindre ting som hårfarve og vitale funktioner som beskyttelse mod kræft.

I vores kroppe, vi huser billioner af celler, alle travlt med at udføre deres job, mens vi nyder vores dage. Hver af disse celler har en kerne, der indeholder vores DNA - genetisk materiale videregivet til os fra vores forældre. DNA består af forskellige sekvenser af vores gener. Disse sekvenser indeholder retninger til fremstilling af de proteiner, der vil udføre en celles særlige funktion. Sådan kan en celle ende med at være vigtig for dine nyrer, mens en anden celle laver knogle.

Når et gen er slukket, det giver ikke længere vejledning til fremstilling af proteiner. Det betyder, at proteinerne er nødvendige for at udføre et bestemt job - sig f.eks. tåler lactase - produceres ikke. Tænk på at følge kørevejledningen på en GPS -enhed i din bil. Hvad sker der, når du kører under jorden i en tunnel? Jorden over dig blokerer muligheden for, at din GPS kan modtage retninger fra sin satellit. Med andre ord, anvisningerne er maskeret, og du ved måske ikke hvilken vej du skal gå.

Denne metafor er også en måde at se på genregulering. Imidlertid, når det kommer til gener, det er ikke et lag snavs og metal, der forhindrer vejen. Det kan være en (eller flere) af en række faktorer:stadier af din udvikling, miljøet, indre påvirkninger som hormoner og genetiske mutationer. Når man husker på denne fulde vifte af faktorer, er det også med til at vise, at genregulering ikke altid er en dårlig ting. Ligesom at skulle finde ud af vores egne retninger en gang imellem kan være opfyldende for opdagelsesrejsende i os alle, at slå visse gener fra og til kan være en helt naturlig proces. Regulering kan hjælpe vores celler med at opføre sig ordentligt og hjælpe os med at tilpasse os vores miljø [kilde:National Center for Biotechnology Information].

Nu hvor du har et kort overblik over genetisk regulering på afstand, finde ud af, hvad der sker inde i en celle for at slå gener til og fra.

Tre måder dine gener tænder og slukker

Selvom genregulering er kompleks, og vi stadig har meget at lære, forskere kender til tre måder, hvorpå vores gener slukkes og tændes. Vi berører alle tre her.

Den første måde, hvorpå vores gener får det store røde eller grønne lys, er igennem gentranskription . Under transskription, det første trin i at læse genets anvisninger og få lavet proteiner, cellens kerne skal finde ud af, hvordan man får sin viden overført. Det gør det ved at kopiere sig selv og sende kopien ud for at dele anvisningerne. Det er som om du kopierer kørselsvejledninger på forhånd og deler dem med alle andre.

Selvfølgelig, hvis du ikke kan komme til disse retninger, du kan ikke dele dem, enten. Sådan fungerer genregulering under transkription. Et protein, kaldet transkriptionsfaktor , enten kan tildække genretningerne eller afsløre dem, dermed afgøre, om genet er tændt eller slukket.

Nylige opdagelser har afsløret et andet middel til genregulering. Dette nye videnskabsområde kaldes epigenetik , undersøgelsen af, hvordan forskellige miljø- og livsstilsfaktorer kan ændre, hvordan vores gener opfører sig, uden egentlig at ændre vores genetiske sammensætning [kilde:Science].

Så hvordan kan noget som udsættelse for en miljøfare styre vores gener uden egentlig at ændre dem? Svaret er igennem DNA -methylering . Under methylering, methylgrupper - en bande med et kulstof og tre brintstoffer- bevæger sig ind og plopper ned på vores gener. Metylgruppen fortæller det gen, hvordan man opfører sig [kilde:Weinhold]. Nogle af disse adfærdsændringer ser ud til at være forbundet med sygdomme, så forskere forsøger at udvikle medicin, der kan kontrollere dem. Da denne udvikling er i deres barndom, selvom, forskere står over for udfordringerne ved utilsigtet at slå anden adfærd til eller fra, mens de forsøger at behandle kun en.

Mens vi er på emnet medicin, der driver methylering, lad os tale videre om, hvordan mennesker tager genetik i egne hænder. Hvis vores gener bliver slukket og tændt under hele vores udvikling eller fra ydre påvirkninger, kan vi i stedet blive trafikanter? Det ser sådan ud.

Ligesom med udviklingen af ​​epigenetisk medicin, forskere arbejder på tilgange til genterapi . Fra et meget grundlæggende niveau, på den nye arena for genterapi, sunde gener tilføjes til områder, hvor andre gener er forsvundet, har en mutation eller er bare "slukket". Håbet er, at de raske gener vil springe i gang, hvad de tavse eller manglende gener skal gøre.

Hvis du tager vores GPS -eksempel, det er som at få din vejvisning fra føreren i bilen ved siden af ​​dig, da din GPS ikke fungerer i tunnelen. Imidlertid, huske på alle kompleksiteterne ved, hvordan gener reguleres, og hvordan vi hver dag lærer mere og mere om, hvad individuelle gener gør, og hvordan de interagerer, udfordringen her er at udvikle terapi, der er effektiv. Trods alt, husk hvor mange gange du har modtaget dårlige anvisninger.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Er der et gen for hver sygdom?
• Hvordan kan du se, om atleter ændrer deres gener?
• Sådan fungerer epigenetik
• Sådan fungerer Gene Doping
• Sådan fungerer genbanker
• Skal vi banke gener for ekstraordinære mennesker til kloning?
• Sådan fungerer telomerer

Kilder

• American Society of Human Genetics. "Seks ting alle burde vide om genetik." (26. juli, 2010) http://www.ashg.org/education/everyone_1.shtml
• Lobo, Ingrid, Ph.d. "Miljøpåvirkninger på genekspression." Naturundervisning. 2008. (27. juli, 2010) http://www.nature.com/scitable/topicpage/environmental-influences-on-gene-expression-536
• Nationalt center for bioteknologisk information. "Gener og sygdomme." (26. juli, 2010) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=gnd
• National Institute of Environmental Health Sciences. "Gør det i et hårdt miljø. Dig og dine gener." (29. juli kl. 2010) http://www.niehs.nih.gov/health/scied/documents/You-YourGenes.pdf
• National Institute of General Medical Sciences. "Den nye genetik." (27. juli, 2010) http://publications.nigms.nih.gov/thenewgenetics/
• Philipkoski, Kristen. "Sådan tænder du et gen." WIRED. 6. februar kl. 2002. (27. juli, 2010) http://www.wired.com/medtech/health/news/2002/02/50100/
• Videnskab. "Epigenetik:En webtur." (26. april, 2010) http://www.sciencemag.org/feature/plus/sfg/resources/res_epigenetics.dtl
• Starr, Dr. Barry. "Spørg en genetiker." Teknisk museum. (27. juli, 2010) http://www.thetech.org/genetics/ask.php?id=63
• Teknisk museum. "Hvad er en gen?" (26. juli, 2010) http://www.thetech.org/genetics/feature.php
• TeenagereSundhed. "Det grundlæggende om gener og genetiske lidelser." April 2009. (26. juli, 2010) http://kidshealth.org/teen/your_body/health_basics/genes_genetic_disorders.html
• University of Utah. "Proteiner." (1. august, 2010) http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/dna/
• U.S. Department of Energy Genome Programs. "Oplysninger om genetisk sygdom - pronto!" 21. juli kl. 2008. (26. juli, 2010) http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/medicine/assist.shtml
• U.S. National Library of Medicine. "Håndbog:Hjælp mig med at forstå genetik." 25. juli kl. 2010. (26. juli, 2010) http://ghr.nlm.nih.gov/handbook
• Weinhold, Bob. "Epigenetik:Videnskaben om forandring." Miljøsundhedsperspektiver. 1. marts 2006. (27. april, 2010) http://ehp03.niehs.nih.gov/article/fetchArticle.action?articleURI=info:doi/10.1289/ehp.114-a160
• Verdens Sundhedsorganisation. "Gener og menneskelig sygdom." (26. juli, 2010) http://www.who.int/genomics/public/geneticdiseases/en/