ביטוי גנים

ה ביטוי גנים מתאר את הביטוי וההתפתחות של מאפיין בעל נטייה גנטית של יצור חי. מצד שני, יש מידע גנטי שאינו בא לידי ביטוי וניתן לגלות רק באמצעות ניתוח DNA.

מהו ביטוי גנים?

לכל יצור חי יש המון גנים, אך לא כל המאפיינים הכלולים ב- DNA פותחים אי פעם, כלומר, באים לידי ביטוי. ישנם גנים שנותרו לא פעילים, אך קיימים ועדיין יכולים לעבור בירושה. בהתאם לגנוטיפ של בן הזוג המיני, גן לא-מבוטא יכול להופיע בדור הצאצאים, כלומר הוא יכול לבוא לידי ביטוי.

כשמדובר בביטוי גנים, שני גנים זהים באים בסימן שאלה, שכל אחד מהם בא מהאם והאב ובמידה מסוימת מתחרים זה בזה. יש גן דומיננטי ורססיבי. אצל בני אדם, גן דומיננטי אחד בדרך כלל "מנצח" על פני גנים רצסיביים או שני גנים רצסיביים באים לידי ביטוי באופן שווה ומביאים לתכונה גלויה שנמצאת בין זו של האם והאב.

בחלק מהצמחים, למשל, הצבעים אדום ולבן שניהם רצסיביים וכשמערבבים נוצרים פרחים ורודים בדור הצאצאים, שכן ביטוי גנים של שני הגנים מתרחש.

פונקציה ומשימה

לבני אדם יש מספר גדול של גנים על 47 זוגות הכרומוזומים שלהם. כמו כל יצור חי, יש לו מחצית מאמו והחצי השני מאביו. מנקודת מבט אבולוציונית, כעת מדובר בביטוי של הגנים המסייעים ביותר להישרדותו של האדם החדש.

במהלך האבולוציה, למשל, התברר כי ביטוי גנים של הגנים לעור כהה באזורים חמים ושטופי שמש מהווה יתרון לבני אדם, בעוד שביטוי גנים של הגנים לעור בהיר היה טוב יותר באזורים פחות שטופי-עולם. במקרה של שני גנים רצסיביים, בפרט, זה אומר שאחד מהשניים או צורה מעורבת יכול לבוא לידי ביטוי באמצעות ביטוי הגנים, מה שאומר שהמין מסוגל להשתפר ברציפות ולהיות בר-קיימא.

לפיכך, אפילו תאומים זהים גנטית זהים עם שני גנים רצסיביים מראים מאפיינים מעט שונים, למשל ההבדלים הקטנים ביותר בצבע השיער או צבע העיניים.

מוטציות כביכול של גנים בודדים, קרי שינויים ספונטניים כתוצאה מהיווצרותם התמידית של תאי גוף חדשים, התרחשו תמיד כמעט בכל יצור חי רב-תאי. בדרך זו, למשל, נוצרו ארנבות הרים או דובי קוטב: מוטציה של הגנים הביאה לביטוי גנים של שיער לבן, בעלי החיים המוטטים הוכיחו כי קיימים יותר באזורים קוטביים מאשר הממצאים החומים שלהם ושלטו באזורים אלה בעולם. תהליכים מסוג זה, המבוססים על ביטוי גנים מתחלפים הנגרמים על ידי מוטציה, נמשכים אלפי שנים ולעיתים מיליוני שנים לפני שהם נפוצים.

לא רק ביטוי הגנים של גופו שלו הוא שימושי לבני אדם, אלא גם זה של חיידקים. בעזרת אנטיביוטיקה שונים ניתן, בין היתר, לעכב את החיידק בביטוי הגנים שלו וכך לגרום לתפקודים חיוניים להיכשל. החיידק מת ובני אדם יכולים להתאושש מזיהום חיידקי.

יתרה מזאת, מחקרים כעת האם ניתן לעכב גנים הגורמים לסרטן בביטוי הגנים שלהם כך שאנשים בעלי נטייה גנטית לסרטן לא יוצרים גידולים.

מחלות ומחלות

ביטוי גנים הוא תהליך מורכב שכמו כמעט כל תהליך גנטי בגוף יכול להוביל למחלות. זה תקף הן לביטוי גנים לא שלם או נעדר והן לביטוי גנים מלא של גנים פגומים.

במחלות תורשתיות מכל הסוגים יש ביטוי גנטי לגן רססיבי דומיננטי או חולה בקשר לגן רצסיבי לא פחות של ההורה הבריא. מחלות תורשתיות שאינן פורצות בגן וגן בריא הן מזויפות במיוחד מכיוון ששני ההורים בריאים, אך הם נשאים של הגן החולה. אם שני הגנים החולים מתלכדים, אין עוד ביטוי גנים על ידי גן בריא וחולה או על ידי הגן הבריא והשולט, והמחלה התורשתית פורצת.

דוגמא לכך היא המופיליה, המופיעה כמעט אך ורק אצל גברים. שינוי גנטי של חומרים שיכולים לשנות את ביטוי הגנים באופן בו בני אדם יחלו או ימותו, נחשבים גם הם כמסוכנים. קרינה למשל יכולה לשנות את מבנה הגנים בכל שלב בחיי האדם כך שביטוי הגנים שונה ממה שהיה לפני כן. זה יכול להוביל להתפתחות מאוחרת יותר של סרטן אצל מבוגרים ומומים אצל ילדים שלא נולדו עקב ביטוי שגוי של גנים.

השפעות דומות של ביטוי גנטי לקוי כתוצאה מהשפעות חיצוניות, בעיקר כימיות, נצפות גם אצל בעלי חיים וצמחים, המשנים את צבעם כתוצאה מכך או משחזרים חלקים מחדשים כמו פרחים ועלים באופן שונה מבעבר.

יש לשלול גם שינוי בגנים ובכך לסטות מביטוי הגנים הקודם בתרופות: אסור להם להשפיע על מה שמכונה מוטגן על בני אדם או על בעלי חיים. שערוריית התלידומיד היא דוגמא שלילית בעניין זה.