Lexikon der Ernährung: Genexpression
Genexpression, E gene expression, alle zellulären Prozesse, die zur Verwirklichung des genetischen Programms ablaufen. Hierzu gehören die Transcription der im genetischen Material (Desoxyribonucleinsäure, Ribonucleinsäure) gespeicherten Information und die Translation (Proteinbiosynthese), das heißt die Produktion eines Proteins gemäß der genetischen Bauanleitung (Strukturgen), ebenso wie die Steuerung dieser Vorgänge. Kein Organismus synthetisiert kontinuierlich alle durch sein Genom codierten Proteine. Einige Gene werden nur als Antwort auf bestimmte Nährstoff- oder Umweltbedingungen exprimiert, andere nur zu bestimmten Zeiten des Zellzyklus. In mehrzelligen Organismen existieren außerdem Gene, die nur gewebsspezifisch oder nur während gewisser Phasen der Entwicklung exprimiert werden.
Die G. verläuft in Prokaryoten und Eukaryoten unterschiedlich. Bei Prokaryoten erfolgt die Regulation der G. vorwiegend auf der Ebene der Transcription, indem spezifische Proteine (Repressoren und Aktivatoren) an dem Strukturgen benachbarte DNA-Sequenzen gebunden werden. Bei Eukaryoten liegen komplexe Systeme zur Regulation der G. vor. Die Bildung von Nucleosomen durch Assoziation der DNA mit Histonen und die Methylierung bestimmter Thymidinbasen der DNA sowie die Reifung, der Transport und die Stabilität der messenger-RNA beeinflussen hier die G.
Unter heterologer G. versteht man die Expression eines fremden Gens, das zum Beispiel durch gentechnische Methoden in einen Wirtsorganismus eingebracht wurde. Beispiele sind Antibiotikaresistenzgene in gentechnisch veränderten Organismen, oder Humaninsulin (Insulin), welches in speziellen Stämmen von Escherichia coli heterolog exprimiert wird. Bei einem hohen Anteil des Fremdproteins am Gesamtprotein der Wirtszelle spricht man von Überexpression. Vgl. Essay: Gentechnik und Lebensmittel.
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