Genetisk preging

Genetisk preging - Genomisk preging. Imprinting. Genomisk / parental imprinting Genuttrykk som er avhengig av hvilken av foreldrene allelene er arvet fra, hos dyr eller planter. Et allel for et genlokus som har paternal (l. pater - far) hannlig eller maternal (l. mater - mor) hunnlig opprinnelse kan ha forskjellig uttrykk. Genomisk preging påvirker fosterutviklingen hos pattedyr. Hos plantenes embryoutviklingen skjer ved prenatal preging via morplanten.

Genomisk preging er i hvilken grad gener blir uttrykt eller ikke i et avkom avhengig av om de er nedarvet fra hannen eller hunnen. Gener kan også blir delvis uttrykt hvis allelene fra hver av foreldrene blir forskjellig uttrykt. Genomisk preging følger ikke klassisk Mendelsk nedarving. Genomisk preging er en epigenetisk regulering styrt av metylering av DNA eller histonproteiner, og denne pregingen følger kimlinjene i henholdsvis eggceller eller spermceller.

Uttrykk av gener som er avhengig av om de kommer fra hannen eller hunnen. Hvilket av de to allene i et genpar som skal uttrykkes skjer via epigenetiske metylering av DNA og histoner og er forskjellig fra klassisk klassisk mendelsk nedarving.  Embryoer laget ved partogenese, også kalt gynogenetiske embryoer  har dobbelt uttrykk av maternale gener, og har ikke uttrykk av paternale gener. Pregingen kan skje i kimlinjen egg i oogenese eller spermcelle i spermatogenese

Evolusjon av genomisk preging er sannsynligvis et resultat av forelder-avkom-konflikt hypotesen, slektsskapsteorien for genomisk preging foreslått av David Haig (f.1958) som også har arbeidet med foreldre-avkom konflikt.

Genomisk preging hos pattedyr

Hos mennesker og andre pattedyr kjenner man til over 200 gener som kan gi genomisk preging. Somatiske celler er diploide og har ett sett med kromosomer nedarvet fra hver av foreldrene. Autosomene, kromosomene som ikke er kjønnskromosomer, har gener som finnes i to kopier som resultat av befruktningen, to alleler for hvert gen, og i hvilken grad allelet skal bli uttrykt er avhengig av om de kommer fra hunnen (moren) eller hannen (faren). Dette har også betydning under embryogenesen (fosterutviklingen) og dannelse av innvoller og nervesystem. Ved dannelse av kimceller, sperm eller egg avhengig av kjønnet på avkommet, blir den genomiske pregingen fjernet. Hos noen dyr er det inaktivering av det ene X-kromosomet (X-kromosom inaktivering). Genomisk preging skjer også for noen gener under utvikling av placenta hos hunner.  Genet som Insulinlignende vekstfaktor 2 (IGF2/igf2)  blir uttrykt av allelet fra hannen (far)

Genomisk preging hos planter

Ved hybridstyrke (heterose) i dannelse av hybrider med kryssing av to kompatible rene homozygote foreldrelinjer så kan avkommet i første filialgenerasjon (F1) få økt veksthastighet, biomasse, og økt resistens mot stress. I slike tilfeller kan F1-hybriden få forskjellige egenskaper avhengig av hvem av foreldrene som blir valgt som henholdsvis morplante og farplante, noe som viser effekten av henholdsvis maternal og paternal genomisk preging. Heterose er mye brukt i domestisering og sortutvalg for planter i landbruk og hagebruk. Generelt kan kryssing mellom individer fra krysningskompatible atskilte populasjoner fra samme art gi hybridstyrke. Heterosen er imidlertid ikke stabil over flere generasjoner, slik at man må foreta ny kryssing. Allerede Charles Darwin oppdaget hybridstyrke og innavlsdepresjon ved gjentatt selvpollinering. I den hannlige gametofytten (mikrogametofytt), det modne pollenkornet er det tre celler som kan delta i pregingen, og i den hunnlige gametofytten (makrogametofytt, embryosekken) er det vanligvis åtte cellekjerner i syv celler som kan bidra til maternal preging i avkommet. Det er også prosesser i mikrosporogenesen og makrosporogenesen (megasporogenese) som kan ha betydning for avkommet. Genomisk  preging kan ha epigenetisk forklaring, epistatsis, men også via grad av heterozygoti og overdominans.  

Litteratur

Moore T & Haig D: Genomic imprinting in mammalian development: a parental tug-of-war. Trends in Genetics. 7 (2) 1991) 45–9, doi:10.1016/0168-9525(91)90230-N

Haig D: The kinship theory of genomic imprinting. Annual Review of Ecology and Systematics. 31(2000) 9–32, doi:10.1146

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:22 - Sist endret 21. des. 2022 13:13