Genregulation

Alle rund 100 Billionen Zellen des menschlichen Körpers haben sich aus einer einzigen Eizelle entwickelt. Obwohl jede dieser Zellen den gleichen Satz Gene besitzt, entwickeln sich im Embryo mehr als 200 verschiedene Zellarten, die Organe wie Herz und Nieren bilden. Ursache der Vielfalt ist, dass je nach Zelltyp und Entwicklungszustand verschiedene Gene an- oder ausgeschaltet werden.

Diese Genregulation sorgt auch dafür, dass Lebewesen sich verändern. Ein Beispiel ist die Metamorphose des Schmetterlings: Raupe, Puppe und Schmetterling tragen genau dieselben Gene, nur sind immer verschiedene von ihnen aktiv. "Aktiv" oder "angeschaltet" bedeutet bei einem Gen, dass es abgelesen und in ein Protein übersetzt wird. Dabei wird die im Zellkern liegende DNA zunächst in ein Botenmolekül RNA umgeschrieben, das ins Innere der Zelle wandert. Erst diese mRNA (messenger-Ribonukleinsäure) dient der Zelle als Bauanleitung für das Protein. Proteine sind der Hauptbestandteil von Lebewesen - Organe wie Niere und Leber bestehen ebenso aus Proteinen wie Haare oder Blut.

Auch ob ein Gen abgelesen wird oder nicht, wird von Proteinen bestimmt. Diese speziellen Steuer-Moleküle lagern sich vor dem zu kontrollierenden Gen an die Erbsubstanz an. Dort fördern oder hemmen sie die Arbeit der Übersetzungs-Maschinerie. Im menschlichen Erbgut enthalten rund 15 - 20% aller Gene den Code für solche Moleküle.

Erbkrankheiten werden häufig von Störungen der Genregulation verursacht. Gleiches gilt für Krebs: Pro Sekunde ereignen sich im menschlichen Organismus mehrere Millionen Zellteilungen. Passieren dabei Fehler in der Genregulation, kommt es häufig zur Tumorbildung. Der Eingriff in diesen Mechanismus ist deshalb Ansatzpunkt für zahlreiche moderne Medikamente und Therapien.

 

 

 

 

 

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