19. april 2016

3.6. Dna reagerer på påvirkninger udefra

Vækst og udvikling kræver, at celler kommunikerer med hinanden og reagerer på signaler, som kommer fra andre dele af kroppen. Hormoner udskilles af forskellige kirtler, og herefter vandrer de rundt i kroppen for at stimulere væksten af særlige celletyper.
Celler, som er i stand til at blive stimuleret af et særligt hormon, har en også en særlig receptor. Når et hormon binder sig til receptoren, starter en serie af molekylære transformationer – en såkaldt signaloverførsel – som fører vækstsignalet videre ind i cellen.

Først fører receptoren signalet gennem cellemembranen til overfladen af membranens inderside. Her aktiverer hormonet nogle protein-budbringere. Disse budbringere starter en kaskade af kemiske reaktioner, som ofte inkluderer, at der tilføres fosfatgrupper. Det er dette signal, der passerer gennem cellens cytoplasma og ind i kernen. I den sidste del af signal-overførslen hæfter dna-bindende proteiner sig til regulatoriske sekvenser, og dna-replikationen eller transkriptionen startes.

Det er ikke kun forskellige proteiner, som binder sig til genernes dna, der kan tænde og slukke for gener. I nogle gener bindes der methylgrupper (CH3-gruppper) til bestemt cytosin-baser. Dette medfører ofte, at genets aktivitet nedsættes – der slukkes for genet. Og her er ikke bare tale om en forbigående effekt i den celle, genet befinder sig i. Genet forbliver i mange tilfælde slukket også efter celledeling, i de følgende cellegenerationer. Ændringerne i aktivitet er altså arvelige.

Sådanne arvelige ændringer i geners aktivitet, som er stabile også efter celledeling, og som ikke skyldes ændringer i selve genernes dna-sekvens, kaldes epigenetiske ændringer.

Man ved, at epigenetiske ændringer spiller en stor rolle under udviklingen af en organisme – fx når et menneske skal udvikle sig fra en befrugtet ægcelle. Her er der brug for at bestemte gener slukkes i bestemte celletyper, og det sker ved epigenetiske ændringer, bl.a. methylering.

Nogle forskere mener, at de epigenetiske ændringer er lige så vigtige for udviklingen af en organisme, som selve genernes dna-sekvenser er.

Nyere forskning tyder på at epigenetiske ændringer muligvis kan fremkaldes af fx den kost, vi spiser. Og at de kan nedarves fra én generation til den næste. Den mad du spiser i dag, kan altså måske slukke for bestemte gener – og disse gener vil stadig være slukkede i dine børnebørn.

Animation

Følg forskeren James Darnell, som undersøgte, hvordan signalstoffet interferon kan instruere en celle til at lave forsvars-proteiner, som kan forberede cellen på et virus-angreb.

Quiz

Arbejd bl.a. med, hvordan et signalstof får sendt sin besked hele vejen ind i cellekernen. Du skal også være med til at bestemme, hvordan man finder den transkriptions-aktivator, der starter transkriptionen inde i cellekernen.

Animation

Følg forskeren James Darnell, som undersøgte, hvordan signalstoffet interferon kan instruere en celle til at lave forsvars-proteiner, som kan forberede cellen på et virus-angreb.
Se animation

Quiz

Arbejd bl.a. med, hvordan et signalstof får sendt sin besked hele vejen ind i cellekernen. Du skal også være med til at bestemme, hvordan man finder den transkriptions-aktivator, der starter transkriptionen inde i cellekernen.
Start quiz