Некоторые факторы, влияющие на экспрессию генов

Все гены, которыми обладает данный организм, определяют только его генетический потенциал, т.е. только то, каким он может быть. Иное дело-каким он окажется в действительности. Зародышевое развитие зависит от взаимодействия всех генов во время их экспрессии, иными словами в то время, когда они обеспечивают - или не обеспечивают - образование тех или иных полипептидов и белков.

Важнейшую роль в развитии играют также факторы среды. В последние два десятилетия мы несколько раз были свидетелями поистине страшных случаев, когда под влиянием лекарственных препаратов, принимаемых беременными женщинами, нарушалось нормальное развитие плода и рождались уроды или когда дети этих женщин в раннем возрасте заболевали раком (вследствие утраты их организмом контроля над клеточным делением).
Роль половых гормонов заключается главным образом в воздействии на репродуктивную систему и связанные с нею органы, однако эти гормоны могут также влиять на ряд других признаков организма. Гены, степень экспрессии которых определяется уровнем половых гормонов, называются генами, зависимыми от пола. (Обычно, хотя и не всегда, такие гены локализуются в аутосомах.) Бык может, например, нести гены, определяющие высокую молочность, но молока он давать не будет, потому что у него слишком низок уровень женских гормонов. Эти гены делают его, однако, ценным производителем для молочного стада. Точно так же и самцы и самки обладают генетическим потенциалом, необходимым для образования органов, свойственных противоположному полу, но у них в процессе развития образуются органы, характерные для их собственного пола, потому что уровень соответствующих гормонов у них выше. (У самок и у самцов имеются также гормоны, свойственные противоположному полу, но содержание их гораздо ниже.)

Рис. 17.12. Облысение «со лба», типичное для мужчин, представляет собой признак, зависимый от пола. Экспрессия такого гена усиливается под действием мужских половых г ормонов.
Ген, определяющий облысение, типичное для мужчин (рис. 17.12), локализован в аутосоме, но его экспрессия зависит от мужских половых гормонов. У мужчин этот ген ведет себя как доминантный ген из-за присутствия мужских половых гормонов; у женщин же он ведет себя как рецессивный ген, так что женщина лысеет в том случае, если у нее имеется две дозы этого гена.
Пол влияет у человека и на такой признак, как подагра. При подагре в тканях, главным образом в суставах (чаще всего в области большого пальца стопы), отлагаются соли мочевой кислоты, причиняющие человеку мучительную боль. Ген, ответственный за это заболевание, экспрессируется в присутствии мужских половых гормонов гораздо сильнее, нежели в присутствии женских. В литературе викторианской эпохи подагра фигурирует главным образом как одна из причин частых приступов гнева у капризных старых джентльменов.

Считалось, что для облегчения страданий больным надо воздерживаться от жирной и острой пищи и не пить красного вина. Эти ограничения, однако, лишь еще больше портили характер жертв подагры. К счастью, в наше время подагру умеют лечить.
Половые гормоны далеко не единственные факторы, влияющие на фенотипическую экспрессию генов. Многие признаки, контролируемые в основном только одной парой генов, в какой-то мере зависят от влияния продуктов других генов, называемых генами-модификаторами. Долгое время считалось, что цвет глаз у человека определяется одной парой генов, причем карий цвет доминирует над голубым. Теперь мы знаем, что в определении цвета глаз участвуют по меньшей мере также и две пары генов-модификаторов и что у голубоглазых родителей может родиться кареглазый ребенок, хотя это и случается крайне редко.
В разном возрасте организм вырабатывает разные гормоны, так что и возраст тоже играет роль в экспрессии генов. Достаточно вспомнить, например, многие изменения, сопровождающие половое созревание: у мальчиков «ломку» голоса и рост семенников; у девочек - увеличение молочных желез и появление характерных жировых отложений, придающих женской фигуре свойственную ей округлость; и, наконец, у обоих полов-рост волос в подмышечных впадинах и на лобке.


Рис. 17.14. Экспрессия генов окраски шерсти у гималайского кролика зависит от температуры кожи. Черная шерсть вырастает на тех участках тела, где температура кожи ниже 33 С. Если сбрить шерсть на более теплых участках и закрепить на них на то время, пока нс отрастет новая шерсть, пузырь со льдом, то эта новая шерсть будет черной.
На экспрессию генов влияют также факторы внешней среды, а именно пища, свет и температура. Так, плохо питающиеся люди бывают обычно ниже ростом, чем допускают их гены. Сейчас во многих странах молодые люди обогнали в росте своих отцов именно потому, что они с детства питались лучше, чем их родители.
Свет-один из факторов, влияющих на экспрессию генов. Особенно большое влияние он оказывает на развитие растений (рис. 17.13). Человек, подвергающийся в течение некоторого времени действию солнечных лучей, становится ог этого более смуглым (некоторые, впрочем, только краснеют!). У многих животных, например у гималайских кроликов или у сиамских кошек, под влиянием температуры изменяется окраска шерсти. Темная шерсть вырастает у этих животных лишь на тех участках гела, где температура кожи достаточно низкая (рис. 17.14). У некоторых рептилий пол данной особи определяется температурой, при которой протекала определенная стадия ее зародышевого развития.

Еще по теме Некоторые факторы, влияющие на экспрессию генов:

1. 3.6.6.3. Регуляция экспрессии генов у прокариот
2. 3.6.6. Регуляция экспрессии генов на геномном уровне организации наследственного материала
3. Факторы, влияющие на метаболизм ксенобиотиков. 
4. 2. 1. 4. Другие факторы, влияющие на ареал вида
5. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВОСКОВЫДЕЛЕНИЕ И СТРОИТЕЛЬНУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПЧЕЛ
6. Факторы, влияющие на скорость резорбции через кожу. 
7. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕМЬИ
8. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВНУТРИГНЕЗДОВОЙ ВЛАЖНОСТИ
9. 15.3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЗДОРОВЬЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПТИЦЫ
10. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОЯВЛЕНИЕ РОЕВОГО СОСТОЯНИЯ
11. 3.6.5. Характеристика генотипа как сбалансированной по дозам системы взаимодействующих генов 3.6.5.1. Значение сохранения дозового баланса генов в генотипе для формирования нормального фенотипа
12. 3.4.3.2. Особенности организации и экспрессии генетической информации у про- и эукариот
13. Регуляция активности генов и белков
14. ГЛАВА 11. Экспресс-методы химико-токсикологического исследования
15. 6.3.1.3. Наследование признаков, обусловленных взаимодействием неаллельных генов
16.   ЭКСПРЕСС-МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ МИКРОФЛОРЫ РУБЦА