genuttrykk

Artikkelstart

Genuttrykk er betegnelsen for en prosess i cellen der informasjonen i et gen kommer til uttrykk slik at cellen får bestemte egenskaper som form og funksjon. Resultatet av genuttrykk er for eksempel at en muskelcelle har det den trenger for å trekke seg sammen.

Faktaboks

Også kjent som

genekspresjon

På cellenivå blir disse egenskapene dannet eller utført av proteiner og RNA. For å kunne lage et protein eller et RNA-molekyl trenger cellen informasjon om hvordan disse skal bygges opp. Denne informasjonen ligger på kromosomene i genene. Et gen er en slags oppskrift. Genet får altså uttrykkt informasjonen det inneholder i form av RNA eller protein.

Selve genuttrykks-prosessen foregår i flere trinn. Disse omfatter oversettelsen av arvestoffet DNA til RNA (transkripsjon) og oversettelsen av RNA videre til protein (translasjon).

Fra gen til protein og RNA

Genuttrykk fører til at det dannes et genprodukt. Dette genproduktet kan være en type RNA eller et protein. Eksempler på typer RNA er blant annet rRNA (ribosomalt RNA), tRNA (transport-RNA) eller mRNA (messenger- eller «budbringer»-RNA). mRNA kan gjennomgå en prosess kalt translasjon eller proteinsyntese, der den blir brukt til å lage en peptidkjede. Peptidkjeden kan videre bli prosessert for å danne et protein.

Genuttrykk foregår i følgende trinn:

  • Genaktivering – binding av regulatoriske proteiner til genet før transkripsjon
  • Transkripsjon – syntese av mRNA med DNA som templat
  • RNA prosessering – modifisering av mRNA etter transkripsjon
  • Translasjon – syntese av en peptidkjede med mRNA som templat
  • Proteinprosessering – modifisering av en peptidkjede etter translasjon

For å lage en bestemt type RNA eller et spesifikt protein trenger cellen informasjon om hvordan disse bygges opp. Denne informasjonen befinner seg i genene i form av basene A (adenin), T (tymin), C (cytosin) og G (guanin). Disse basene ligger langs DNA-tråden i en bestemt rekkefølge. Rekkefølgen er avgjørende for at informasjonen basene koder for er meningsfull. Dette er fordi det finnes en genetisk kode, som bestemmer hvordan informasjonen i DNA-tråden skal leses. Tre baser etter hverandre sammen danner et såkalt kodon. Kodonet kan bli oversatt til en aminosyre (translasjon), som inngår i peptidkjeden som igjen blir til et protein.

Genregulering

Mengde og tidspunkt for produksjon av genproduktet er nøye kontrollert i cellene. I de fleste celler blir bare en liten andel av genene i arvestoffet uttrykt samtidig. Hvilke gener som blir uttrykt er avhengig av celletypen og kromatinstrukturen. Kromatin er et kompleks av DNA-tråden og bestemte proteiner i cellekjernen, og strukturen til kromatin påvirkes av kjemiske endringer. Disse endringene også kalles for epigenetiske modifikasjoner, og de bestemmer hvor tilgjengelig genene er for transkripsjonsfaktorer. Genreguleringen skjer i de fleste tilfeller på transkripsjonsnivå, men kan generelt forekomme på alle trinn i genekspresjonen. Eksempler på genreguleringsmekanismer er:

  • Kromatinstrukturen (før transkripsjon)
  • Transkripsjonsfaktorer (under genaktivering og transkripsjon)
  • RNA modifisering (før og under translasjon)
  • Proteinmodifisering (etter translasjon)

Genuttrykk i prokaryoter versus eukaryoter

Genuttrykk og genregulering er litt forskjellige i prokaryoter og eukaryoter. Dette er fordi eukaryote celler er mer komplekse enn prokaryote celler. For det første har prokaryoter ingen cellekjerne, og dette medfører at både transkripsjon og translasjon foregår i cytosol. For det andre har prokaryoter mRNA som ikke trenger omfattende prosessering slik som mRNA til eukaryoter. For det tredje har genene i eukaryoter hver sin promotor hvor transkripsjonsfaktorer kan binde, mens flere gener i prokaryoter ofte deler en promotor. I prokaryoter skjer genreguleringen bare på transkripsjonsnivå.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg