Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

9 Genregulation Biologische Vorgänge im Körper von Lebenwesen oder zwischen Lebenwesen werden in irgendeiner Art reguliert. Unterschiedliche Steuerprozesse (zB negative oder positve Rückkoppelung) spielen eine Rolle, damit bestimmte innere Zustände (zB Körpertemperatur, Blutdruck, Blutzuckerspiegel) in einem funktionsgerechten Rahmen bleiben (Homöostase). In diesem Jahr erfährst du, dass das Ablesen der genetischen Information von der DNA in den Körperzellen ebenfalls genau geregelt sein muss. Die Zellen eines Individuums sind alle mit dem gleichen genetischen Material ausgestattet, das heißt, dass alle Zellen die gleichen Baupläne für Proteine enthalten. Allerdings gibt es viele unterschiedliche Zelltypen in unserem Kör- per (Nervenzellen, Muskelzellen, Blutzellen …), die auch einen unterschiedli- chen Bedarf an Proteinen aufweisen. Bestimmte Gene sind in bestimmten Zel- len deshalb sehr aktiv, während andere mehr oder weniger „nichts zu tun haben”. Die Genaktivität muss demnach reguliert werden (Genregulation). Tatsächlich gibt es Proteine, die dafür zuständig sind. Gene, die die Informa- tion für die Synthese solcher Regulatorproteine enthalten, werden als Regula- torgene bezeichnet. Darüber hinaus kann die Aktivität von Genen – durch Umwelteinflüsse ausge- löst – über so genannte epigenetische Faktoren der Genregulation gesteuert werden. Hormonelle Steuerungsprozesse Ein veränderter Hormonhaushalt kann, unabhängig vom genetisch definierten Geschlecht, das äußere Erscheinungsbild eines Menschen ändern. Ein Beispiel dafür ist die so genannte Androgenresistenz. Hierbei wird der Rezeptor des Hormons Testosteron gehemmt. Als Folge kann es vermindert bis gar nicht auf die Körperzellen wirken. Androgenresistente Menschen sind aufgrund ihrer Geschlechtschromosomen männlich, das äußere Erscheinungsbild kann aller- dings (mehr oder weniger stark ausgebildet) weiblich sein. Eine Störung der hormonellen Regelung kann Krankheiten verursachen. Du wirst zB die Rolle so genannter freier Radikale kennenlernen. Das sind Stoffe, die natürlich im Stoffwechsel des Körpers entstehen. Wenn es zu viele sind (oxidativer Stress), können sie die Enstehung von Krankheiten verursachen. Dafür, dass nicht zuviele freie Radikale im Körper sind, sorgen so genannte Radikalfänger (Antioxidantien). Idealerweise sind freie Radikale und Anti­ oxidantien im Gleichgewicht. Eine gesunde Ernährung (v. a. mit Obst und Gemüse) ist die Grundlage dafür. Bestimmung des Geschlechts Beim Menschen wird das Geschlecht genetisch durch die Geschlechtschromo- somen bestimmt. Bei manchen Tieren wird das Geschlecht nicht genotypisch, sondern von Außenfaktoren festgelegt (phänotypische Geschlechtsbestim- mung). So bestimmt zB bei vielen Schildkröten- und Alligatorarten die Tempe- ratur, bei der die Eier bebrütet werden, das Geschlecht. Lebende Systeme (Zellen, Organismen, Lebensgemein- schaften) können auf Änderungen, sowohl äußere als auch innere, schnell und effizient reagieren. Dazu sind Mechanismen zur Regelung und Steuerung notwendig. Regelmechanismen bewirken, dass trotz Störungen inne- re Zustände in einem funktionsgerechten Rahmen (Soll- bereich) bleiben. Steuermechanismen ermöglichen Anpassung an veränderte Bedingungen, da sie bestimm- te Kenngrößen unabhängig von Sollwerten aktiv ändern können. Steuerung und Regelung Erstelle im Laufe des Jahres deine eigene „Datensammlung“ für das Basiskonzept Steuerung und Regelung. Wo ist es dir überall begegnet? Selbst aktiv! Genregulation • Regulatorgene  S. 29 • Epigenetik  S. 32 f Hormonelle Regelung • Androgenresistenz  S. 60 • Oxidativer Stress  S. 75 Bestimmung des Geschlechts • Außenfaktoren  S. 60 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv