环境对基因表达的影响

的表达基因在一个生物能的影响吗环境,包括生物所在的外部世界或发展,以及生物体的内部世界,其中包括其激素和等因素新陈代谢。一个主要的内部环境影响影响基因表达是性别,一样sex-influenced和限性特征。同样,药物,化学物质,温度和光线等外部环境因素,可以确定哪些基因被开启和关闭,从而影响生物发育和功能的方法。

Sex-influenced特征是那些在两性表达不同。这样的特质常染色体,这意味着基因的表达不进行了性染色体。sex-influenced的一个例子特征是男性脱发秃顶。秃顶的等位基因导致脱发,睾酮和双氢睾酮的影响,但只有当这两个激素水平很高。一般来说,男性比女性有更高水平的激素,所以脱发等位基因在雌性比雄性更强的效果。然而,高水平的压力会导致女性的基因的表达。在紧张的情况下,女性的肾上腺能产生睾丸激素和转化成二氢睾酮,从而导致脱发。

限性性状也常染色体。与sex-influenced特征,根据不同的表达性,限性性状表达的个人只有一个性别。限性性状的一个例子是哺乳期,或牛奶产量。虽然生产牛奶的基因是由雄性和雌性,只有哺乳期女性表达这些基因。

药物或化学物质的存在在一个生物体的环境也可以影响基因表达式的有机体。独眼巨人的鱼是一个戏剧性的例子,一个环境化学影响发展。1907年,研究员c . r . Stockard创造了巨大的鱼将受精的胚胎Fundulus heteroclitus鸡蛋放在100毫升的海水混合大约6克的氯化镁。通常情况下,f . heteroclitus胚胎特性两只眼睛;然而,在这个实验中,一半的鸡蛋放在氯化镁混合了独眼胚胎(Stockard, 1907)。

第二个例子的化学环境如何影响基因表达的补充氧气管理导致早产儿失明(西尔弗曼,2004)。在1940年代,补充氧气政府成为一个受欢迎的实践当医生注意到,增加含氧量早产儿的呼吸模式转换为一个“正常”的节奏。不幸的是,有一个因果关系氧气早产儿视网膜病变和管理(ROP),虽然这种关系是未知的;因此,到1953年,罗普已经蒙蔽了全球大约10000个婴儿。最后,在1954年,一个随机的临床试验确认补充氧的因素导致失明。让问题更复杂的是,氧气太少导致更高的利率在早产儿脑损伤和死亡。不幸的是,即使在今天,最优数量的氧化必要治疗早产儿而完全避免这些并发症仍不清楚。

的另一个例子的化学物质可以改变基因表达包括萨力多胺、镇静、止吐剂,种非药物这是第一个生产和销售在1950年代中期。虽然萨力多胺对基因表达没有明显的影响和发展健康的成年人,它有一个深刻的有害影响胎儿发育状况。药物第一次创建的时候,然而,它对胎儿的影响是未知的。此外,由于其明显的缺乏毒性在成人志愿者,萨力多胺作为最安全的可用镇静剂的时间,迅速成为流行在欧洲,澳洲,亚洲,南美,对付晨吐的影响。(在美国,药物未能获得食品和药物管理局批准,因为它的副作用包括刺痛手和脚后长期的管理,导致担心药物可能与神经病变有关。)直到1961年澳大利亚研究员威廉·迈克布莱德和德国研究员Widukind楞次萨力多胺是一个独立的报告畸胎原,也就是说,它的使用是相关的出生缺陷。另一项研究萨力多胺使用神经病变有关。可悲的是,这种药物被撤回来不及阻止严重的大约8000到12000名婴儿发育畸形,其中许多人出生与肢体发育停滞。有趣的是,尽管萨力多胺是危险的在胚胎发育过程中,在某些情况下使用的药物仍然是今天。例如,治疗治疗麻风病的潜力,近年来,它也被用于治疗癌症和提高癌症疫苗的有效性(Bartlett等,2004;弗雷泽,1988)。

除了药物和化学物质,温度和光线是外部环境因素,可能会影响基因表达在特定的生物。例如,喜马拉雅兔子携带C基因,这是发展所需的颜料的皮毛,皮肤,眼睛,其表达式是由温度(Sturtevant, 1913)。具体来说,C基因活性高于35°C,并最大限度地活跃15°C到25°C。兔子的温度调节基因表达产生独特的外套颜色。在温暖的,中央部分的兔子的身体,这个基因是不活跃的,没有色素产生,导致毛皮颜色是白色(图1)。与此同时,在兔子的四肢(例如,耳朵,鼻子,和脚),那里的温度远低于35°C, C基因积极产生色素,使这些地区的动物黑色。

光可以影响基因的表达,如蝴蝶翅膀的情况下发展和增长。例如,在1917年,生物学家托马斯·亨特,他把摩根进行研究凡妮莎荨麻属和凡妮莎io毛毛虫在红色、绿色或蓝色的光,而其他毛虫被蒙在鼓里。当毛毛虫变成了蝴蝶,翅膀显示戏剧性的差异。暴露在红灯导致强烈的彩色的翅膀,而暴露在绿灯导致忧郁的翅膀。蓝色光和黑暗导致苍白色的翅膀。此外,诉荨麻属蝴蝶在蓝光和长大诉io蝴蝶在黑暗中饲养比其他蝴蝶。

正如这些例子所演示的,有很多具体的实例环境对基因表达的影响。然而,重要的是要记住,有一个非常复杂交互我们的基因和环境之间,它定义了我们表型和我们是谁。