Факторы, влияющие на экспрессию генов

От наследования, сцепленного с полом, надо отличать наследование, ограниченное полом. Все гены, которыми попадает данный организм, определяют только его генетический потенциал, т.е. только то, каким он может быть. Иное дело каким он окажется в действительности. Зародышевое развитие зависит от взаимодействия всех генов во время их экспрессии, иными словами в то время, когда они обеспечивают или не обеспечивают образование тех или иных полипептидов и белков. Важнейшую роль в развитии играют также факторы среды. В последние два десятилетия мы несколько раз были свидетелями поистине страшных случаев, когда под влиянием лекарственных препаратов, принимаемых беременными женщинами, нарушалось нормальное развитие плода и рождались уроды, или когда дети этих женщин в раннем возрасте заболевали раком (вследствие утраты их организмом контроля над клеточным делением).

Роль половых гормонов заключается главным образом в воздействии на репродуктивную систему и связанные с нею органы, однако эти гормоны могут также влиять на ряд других признаков организма. Гены, степень экспрессии которых определяется уровнем половых гормонов, называются генами, зависимыми от пола. (Обычно, хотя и не всегда, такие гены локализуются в аутосомах.) Бык может, например, нести гены, определяющие высокую молочность, но молока он давать не будет, потому что у него слишком низок уровень женских гормонов. Эти гены делают его, однако, ценным производителем для молочного стада. Точно так же, и самцы и самки обладают генетическим потенциалом, необходимым для образования органов, свойственных противоположному полу, но у них в процессе развития образуются органы, характерные для их собственного пола, потому что уровень соответствующих гормонов у них выше. У самок и у самцов имеются также гормоны, свойственные противоположному полу, но содержание их гораздо ниже.

Ген, определяющий облысение, типичное для мужчин, локализован в аутосоме, но его экспрессия зависит от мужских половых гормонов. У мужчин этот ген ведет себя как доминантный ген из-за присутствия мужских половых гормонов; у женщин же он ведет себя как рецессивный ген, так что женщина лысеет в том случае, если у нее имеется две дозы этого гена.

Пол влияет у человека и на такой признак, как подагра. При подагре в тканях, главным образом в суставах (чаще всего в области большого пальца стопы), отлагаются соли мочевой кислоты, причиняющие человеку мучительную боль. Ген, ответственный за это заболевание, экспрессируется в присутствии мужских половых гормонов гораздо сильнее, нежели в присутствии женских. В литературе викторианской эпохи подагра фигурирует главным образом как одна из причин частых приступов гнева у капризных старых джентльменов. Считалось, что для облегчения страданий больным надо воздерживаться от жирной и острой пищи и не пить красного вина. Эти ограничения, однако, лишь еще больше портили характер жертв подагры. К счастью, в наше время подагру умеют лечить.

Половые гормоны далеко не единственные факторы, влияющие на фенотипическую экспрессию генов. Многие признаки, контролируемые в основном только одной парой генов, в какой-то мере зависят от влияния продуктов других генов, называемых генами-модификаторами. Долгое время считалось, что цвет глаз у человека определяется одной парой генов, причем карий цвет доминирует над голубым. Теперь мы знаем, что в определении цвета глаз участвуют по меньшей мере также и две пары генов-модификаторов и что у голубоглазых родителей может родиться кареглазый ребенок, хотя это и случается крайне редко.

В разном возрасте организм вырабатывает разные гормоны, так что и возраст тоже играет роль в экспрессии генов. Достаточно вспомнить, например, многие изменения, сопровождающие половое созревание: у мальчиков - «ломку» голоса и рост семенников; у девочек - увеличение молочных желез и появление характерных жировых отложений, придающих женской фигуре свойственную ей округлость; и, наконец, у обоих полов - рост волос в подмышечных впадинах и на лобке.

На экспрессию генов влияют также факторы внешней Среды, а именно пища, свет и температура. Так, плохо питающиеся люди бывают обычно ниже ростом, чем допускают их I ены. Сейчас во многих странах молодые люди обогнали в ройте своих отцов именно потому, что они с детства питались лучше, чем их родители.

Свет - один из факторов, влияющих на экспрессию генов. Человек, подвергающийся в течение некоторого времени действию солнечных лучей, становится от этого более смуглым (некоторые, впрочем, только краснеют).