Genexpression

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 12. November 2021

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Die Genexpression bezeichnet die Ausprägung und Entwicklung eines genetisch veranlagten Merkmals eines Lebewesens. Dem gegenüber stehen genetische Informationen, die nicht exprimiert werden und die nur über eine DNA-Analyse nachgewiesen werden können.

Was ist die Genexpression?

Die Genexpression bezeichnet die Ausprägung und Entwicklung eines genetisch veranlagten Merkmals eines Lebewesens.

Jedes Lebewesen besitzt eine Vielzahl von Genen, doch nicht alle in der DNA enthaltenen Merkmale werden jemals ausgeprägt, also exprimiert. Manche Gene bleiben inaktiv, sind aber vorhanden und können nach wie vor vererbt werden. Je nach Genotyp des Sexualpartners kann ein nicht exprimiertes Gen bei der Generation der Nachkommen in Erscheinung treten, also exprimiert werden.

Bei der Genexpression kommen immer zwei gleiche Gene in Frage, die jeweils von der Mutter und vom Vater stammen und gewissermaßen in Konkurrenz zueinander stehen. Es gibt ein dominantes und ein rezessives Gen. Beim Menschen "siegt" meist ein dominantes Gen über ein rezessives oder aber zwei rezessive Gene werden gleichermaßen exprimiert und ergeben ein sichtbares Merkmal, das zwischen dem von Mutter und Vater liegt.

Bei manchen Pflanzen sind beispielsweise die Farben rot und weiß etwa beide rezessiv und es entstehen bei Vermischung rosa Blüten bei der Nachkommengeneration, da eine Genexpression von beiden Genen stattfindet.

Funktion & Aufgabe

So stellte sich beispielsweise im Laufe der Evolution heraus, dass eine Genexpression der Gene für dunkle Haut in sonnig-warmen Gebieten der Erde für den Menschen einen Vorteil darstellt, während die Genexpression der Gene für helle Haut in weniger sonnigen Erdteilen besser war. Sie führt insbesondere bei zwei rezessiven Genen dazu, dass eines von beiden oder auch eine Mischform durch die Genexpression zum Ausdruck kommen kann, wodurch die Spezies dazu in der Lage ist, sich stetig weiter zu verbessern und überlebensfähiger zu werden.

Daher zeigen sich auch bei genetisch gleichen, eineiigen Zwillingen mit zwei rezessiven Genen leicht unterschiedliche Merkmale, beispielsweise kleinste Unterschiede in der Haar- oder Augenfarbe.

So genannte Mutationen von einzelnen Genen, also spontane Veränderung durch die ständige Neubildung von Körperzellen, kamen bei fast jedem mehrzelligen Lebewesen schon immer vor. Auf diese Weise sind beispielsweise Schneehasen oder Eisbären entstanden: durch Genmutation entwickelte sich die Genexpression weißer Haare, die mutierten Tiere erwiesen sich in polaren Regionen als überlebensfähiger als die braunen Artgenossen und setzten sich in diesen Teilen der Erde durch. Derartige Prozesse, die auf mutationsbedinger alternierender Genexpression beruhen, brauchen allerdings Jahrtausende und manchmal Jahrmillionen, bis sie sich flächendeckend durchsetzen.

Für den Menschen nützlich erweist sich nicht nur die Genexpression seines eigenen Körpers, sondern auch die von Bakterien. Mithilfe verschiedener Antibiotika ist es unter anderem möglich, das Bakterium in seiner Genexpression zu hemmen und damit zum Versagen lebenswichtiger Funktionen zu gelangen. Das Bakterium stirbt ab und der Mensch kann bei bakterieller Infektion wieder gesunden.

Weiterhin wird derzeit erforscht, ob krebsauslösende Gene in ihrer Genexpression gehemmt werden können, damit genetisch zu Krebserkrankungen veranlagte Menschen keinen Tumor bilden.

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Krankheiten & Beschwerden

Bei Erbkrankheiten aller Art kommt es zur Genexpression eines dominanten oder eines erkrankten rezessiven Gens in Verbindung mit einem ebenfalls rezessiven Gen des gesunden Elternteils. Besonders tückisch sind dabei Erbkrankheiten, die bei einem kranken und einen gesunden Gen nicht ausbrechen, denn dadurch sind beide Elternteile gesund, aber Träger des kranken Gens. Kommen beide kranken Gene zusammen, kommt es nicht mehr zur Genexpression durch ein gesundes und krankes oder durch das gesunde, dominante Gen und die Erbkrankheit bricht aus.

Ein Beispiel dafür ist die Bluterkrankheit, die fast ausschließlich bei Männern auftritt. Als gefährlich gelten auch genetisch verändernde Substanzen, die die Genexpression derart verändern können, dass der Mensch erkrankt oder stirbt. Strahlung beispielsweise kann Gene in jeder Lebensphase des Menschen in ihrem Aufbau so verändern, dass die Genexpression eine andere ist als vorher. Dadurch kann es bei Erwachsenen zur späteren Ausbildung von Krebserkrankungen und bei ungeborenen Kindern zu Fehlbildungen kommen, die durch falsche Genexpression entstanden sind.

Ähnliche Effekte fehlerhafter Genexpression durch äußere, meist chemische Einflüsse werden auch bei Tieren und Pflanzen beobachtet, die dadurch ihre Farbe verändern oder nachwachsende Teile wie Blüten und Blätter anders als bisher nachbilden.

Eine Veränderung von Genen und damit Abweichungen von der bisherigen Genexpression müssen auch bei Medikamenten ausgeschlossen werden, sie dürfen keine so genannten mutagenen Auswirkungen auf Menschen oder Tiere haben. Der Contergan-Skandal stellt in dieser Hinsicht ein negatives Beispiel dar.

Quellen

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