3. Geninteraktionen

3. Geninteraktionen

Wechselwirkungen zwischen Genen Folie 20 Geninteraktionen Der Phänotyp wird durch die Wechselwirkung der Gene miteinander und mit der Umwelt bestimmt. Folie 21 Epistase Die Wirkung eines Gens hängt von anderen Genen ab. Beispiel: Die Farbe des Fells des Hundes. Das B Gen sorgt für die Pigmentbildung, das E Gen für die Ablagerung des Pigments in der Haut. Falls das dominante Allel des E Gens vorkommt (EE, oder Ee Genotyp), dann wird die Wirkung des B Gens ausgeprägt. Falls das „ee” Allelpaar des E Gens vorkommt, dann ist es gleichgültig welche Allele von „B” vorkommen. Das E Gen ist epistatisch über B. Normalerweise wird die Wirkung eines Gens durch ein anderes Gen nicht so stark beeinflusst, wie in unserem Beispiel. Viel häufiger wird die Wirkung eines Gens durch ein anderes Gen nur modifiziert. Folie 22 Pleiotropie Die Veränderung mehrerer phänotypischer Merkmale, die durch ein einzelnes Gen hervorgerufen wird. z.B. Phenylketonurie. Phenylketonurie wird durch Mutationen im Phenylalanin-Hydroxilase Gens verursacht, und so kann Phänylalanin nicht abgebaut werden. Die Symptome der Krankheit sind neben mentaler Retardierung z.B mangelhafte Pigmentbildung. Folie 23-25 Gennetzwerke Ein Gennetzwerk ist die Gruppe von funktionell gekoppelten Genen, die in der gleichen biologischen Prozess beteiligt sind, bzw. zur Ausprägung des gleichen Phänotyps beitragen. Die Wechselwirkung zwischen den Genen ist dynamisch, dass heißt, dass die quantitativen Eigenschaften der Genprodukte (Proteine) voneinander abhängig sind. Die Verhältnisse sind hierarchisch, d.h., dass die Wirkung eines Genes auf ein anderes stärker ist, als umgekehrt. Gennetzwerke, die die Onthogenese regulieren, wirken nacheinander, in einer vorprogrammierten Weise. Mitglieder solcher Netzwerke sind im Allgemeinen Transkriptionsfaktoren, die einander hemmen oder fördern. Manche Gene können Mitglieder mehrerer Gennetzwerke sein, und dadurch zu mehreren biologischen Prozessen beitragen. (z.B. Hormone). Innerhalb eines Gennetzwerks sind die Verbindungen zwischen den Mitgliedern dichter, als zwischen den einzelnen Gennetzwerken. Anmerkung: Im engeren Sinne werden Gennetzwerke als regulatorische Netzwerke der Transkriptionsfaktoren betrachtet.

Folie 24 Ektopische Aktivierung von Gennetzwerken.

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3. Geninteraktionen Die Wirkung eines Gennetzwerks wird eindeutig, wenn es z.B. durch eine Mutation eines Gens ektopisch (an falschem Ort oder in falscher Zeit) aktiviert wird. Ektopische Aktivierung des ey (eye less) Gens in Drosophila (Fliege) oder die ektopische Aktivierung des Pax6 Gens in Xenopus (Frosch) aktiviert ein Gennetzwerk, das die ektopische Ausbildung einer funktionsfähigen Auge verursacht. Ähnlicherweise, kann durch ektopische Aktivierung eines anderen Gennetzwerks während der Embryogenese ektopische Gliedermasen gebildet werden. Diese Beispiele dienen zur Darstellung des Falles, wenn ein Gennetzwerk abnormal funktioniert. Gennetzwerke sind aber zur normalen Entwicklung und Funktion des Körpers notwendig!

Folie 25 Interaktionen der Genexpressionen: Mitglieder eines Gennetzwerks wirken aufeinander direkt oder indirekt. Theoretisches Beispiel: Die Veränderung der Expression eines Transkriptionsfaktors verändert die Expression aller Gene in dem Netzwerk. In der Wirklichkeit sind genetische Netzwerke nicht so dynamisch. Die Expression eines Gens wird also nicht nur durch ihre eigene cis-Regulatoren (Promotoren, enhancers) bestimmt, sondern auch durch die Expressionsniveau anderer Gene. Folie 26 Interaktionen zwischen Genprodukten. Gene interagieren miteinander durch Genprodukte (Proteine). Die Stufen dieser Interaktionen: 1. Auf der Stufe der Genexpression: Transkriptionsfaktoren. 2. Protein–Protein Interaktion: Transkriptionsfaktoren, Untereinheiten, Phosphorylierung, etc. 3. Über Mediatoren: Messenger (Hormone, Neurotransmitter, cAMP, etc. Folie 27 Zusammenfassung. 1, Der Effekt eines Gens auf einen Phänotyp hängt von anderen Genen ab (Epistase). 2, Ein Gen hat Effekte auf andere Gene- mehrere Phänotypen (Pleiotropie) . 3, Organismen sind Systeme, die sich auf Geninteraktion basieren.

Meine Notizen:

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