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.
EXTRA ANFORDERUNG
Vorlesung 10.
Boldogkői Zsolt ©
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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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