Was ist ein regulatorisches Gen?
Ein regulatorisches Gen ist ein Gen, das bestimmt, ob Gene exprimiert werden oder nicht. Einige regulatorische Gene sind auch als Regulatorgene bekannt, während andere mit einer Gruppe verwandter Gene umgehen können. Diese Gene werden von allen Organismen produziert und sind ein wichtiger Bestandteil des Kontrollsystems, mit dem die genetische Expression so moderiert wird, dass ein Organismus effektiv und effizient arbeitet.
In einigen Fällen fungiert ein regulatorisches Gen als Aktivator und schaltet ein Gen oder eine Gruppe von Genen ein, so dass eine Expression stattfinden kann. Das regulatorische Gen kann auf Umwelteinflüsse reagieren, beispielsweise wenn ein Aktivator in einem Bakterium ein Gen für Antibiotikaresistenz aktiviert, wenn sich der Organismus in der Nähe von Antibiotika befindet. In komplexen mehrzelligen Organismen sind regulatorische Gene am Prozess der Zelldifferenzierung beteiligt und bestimmen, wie sich eine Zelle entwickeln wird. Dies ermöglicht Organismen eine große Vielfalt an Zelltypen, von Neuronen bis hin zu Hautzellen.
Andere Gene wirken als Repressoren und schalten Gene aus, damit sie nicht exprimieren können. Wie Aktivatoren können Suppressoren in Reaktion auf eine Reihe von verschiedenen Dingen, einschließlich der Umweltbelastung und der Bedürfnisse der Embryonalentwicklung, aktiv werden. Diese Gene können beispielsweise die RNA-Transkription verhindern, sodass genetisches Material nicht verwendet werden kann. Diese Art von Regulationsgen kann auch dazu dienen, ein schädliches Gen zu unterdrücken und einen Organismus gesund zu halten.
Wie andere Gene enthalten regulatorische Gene Informationen, die zur Kodierung von Proteinen verwendet werden. Sie werden in RNA transkribiert, die von den Zellen zum Aufbau der Proteine verwendet wird, die diese Gene exprimieren sollen. Einmal hergestellt, kann das Protein auf unterschiedliche Weise auf das genetische Material in der Zelle einwirken, je nachdem, was beabsichtigt ist. Beispielsweise könnte ein regulatorisches Gen ein Protein herstellen, das an einen DNA-Abschnitt bindet, so dass es nicht transkribiert werden kann.
Die Identifizierung von regulatorischen Genen erfolgt durch Untersuchung des Genoms, Auffinden spezifischer Gene, Untersuchen der Proteine, für die sie codieren, und Untersuchen der Wirkung dieser Proteine. Forscher, die mit Organismen wie Fruchtfliegen arbeiten, können beispielsweise Gene aus- oder einschalten und dann die Ergebnisse beobachten, um mehr über die Funktionsweise dieser Gene zu erfahren. In Organismen wie dem Menschen, in denen genetische Manipulation nicht als ethisch angesehen wird, können Forscher genetische Informationen zwischen vielen Menschen vergleichen, um Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu suchen. Mithilfe dieser Informationen können sie die Funktion bestimmter Gene einschränken.