DETTE FINNER DU PÅ INNEKLIMA.COM :
OM INNEMILJØ OG INNEKLIMA
EGEN BOLIG
SKOLER OG BARNEHAGER
YRKESBYGG
SYKDOM OG HELSEEFFEKTER
LUFTFORURENSNINGER
MÅLINGER OG ANALYSER
TILTAK
KONTAKT FOR INNEMILJØSPØRSMÅL
REGLER OG FORSKRIFTER
ØKONOMI
OM INNEKLIMA.COM

Gener

(Denne artikkelen hører til prosjektet Miljøkjemi og vi. Se innholdsfortegnelsen der og ta en titt på forordet!)

Du arver noen egenskaper og mange muligheter på godt og vondt.

Kroppen vår er bygd opp av mange millioner celler fordelt etter funksjon i forskjellige vev omgitt og infiltrert av blodårer og nerver. De aller fleste cellene (unntak: røde blodlegemer) har en kjerne. Inne i kjernen på hver celle er det lagret genetisk informasjon i kromosomene. De bestemmer (koder for) alle arvelige egenskaper hos et menneske.
Normalt inneholder hver human cellehosmennesker 46 kromosomer i kjernen der 23 kommer fra moren og 23 fra faren. Cellene deler seg så slik at alle celler inneholder nøyaktig samme genetiske informasjon.


Ill. hentet fra Google Bilder

Kromosomer er molekyler som består av dobbelstrenger av DNA (eng.: DeoxyriboNucleic Acid) som slynger seg rundt hverandre i parallelle spiraler. Strengene er bygd opp av fire kjemiske baser: adenin, thymin, guanin og cytosin i ulike kombinasjoner. Folkehelsa har en enkel artikkel Lek og lær om DNAmed en morsom video som viser barn hvordan de kan lage et slags "DNA armbånd".
Et gen en del av DNA-tråden som koder for et tilsvarende RNA-molekyl. Det formidler så ordrene og oppskriftren for produksjon av et bestemt protein.

Vi har et genfellesskap med alle andre mennesker, Bare omtrent 0,1 % av de basekombinasjonene hosmennesker er ordnet slik at de skaper et særpreget individ som deg som leser dette.
Det meste av de samme kombinasjonene finnes også hos pattedyr. Bare omtrent 1,5 % skiller oss fra sjimpanser.


Klikk på bildet (fra US Library of Medicine)

Oppstår det feil i et kromosom under befruktningen eller hos fosteret, vil avkommet avvike fra det normale på en eller annen måte. Downs syndrom skyldes f.eks. en bestemt feil ved kromosom 21 (trisomi = med tre i stedet for to kromosomer).Andre feil ved kromosom 21 fører til andre avvikende tilstander. I nesten alle våre celler har vi to kopier av alle genene. Unntaket er kjønnscellene. I mannens sædceller er det en helt egenartet sammensmeltning av foreldrenes gener med bare 23 kromosomer som foreligger uten kopi. Tilsvarende er det i kvinnens eggceller. Det sammensmeltede DNAet med 46 kromosomer definerer hvilke arveegenskaper som føres videre.

Ved befruktningen av et nytt barn forenes arvestoff (gener) fra moren og faren. Kopling og fordeling skjer i det øyeblikket sædcelle og eggcelle forenes. I de to bitte små cellekjernenes DNA og RNA ligger det mengder av informasjon (eller ordre er et ord som er mer dekkende) om hvordan celler og vev skal bygges, vedlikeholdes og differensiere seg til et komplett menneske.
Menneskets gener bestemmer ikke bare at det skal skapes et menneskebarn (og ikke en sjimpanse eller slimål), men hvordan det skal se ut til minste detalj med f.eks. øyefarge, formen på nesen og øret, hvilket kjønn og når kjønnsmodningen kal skje, samt intellektuelt og kunstnerisk talent og potensial.
De avgjør også om produktet skal få bestemte sykdommer (som bl.a. hemofili), og risiko for andre sykdommer (som f.eks. astma).Noen egenskaper er avgjort fra første stund, mens mye ellers er lagret som anlegg med potensial (muligheter og risiko) avhengig av miljø og livsstil.
Det er dog ikke slik at hver egenskap bare har ett gen. Mange forskjellige gener virker sammen om bestemte egenskaper. Det gjelder også for arvelig disposisjon for bestemte sykdommer. I tillegg må genet aktiveres. Mange av dem kan sove og må vekkes av miljøforholdene.
Hvilke gener fra henholdsvis mor eller far som blir avgjørende (dominant) eller uten gjennomslagskraft (recessivt), avhenger om genet er dominant eller recessivt:

  • Dominan+dominant = Dominant
  • Dominamt + recessiv= dominant
  • Recessiv+ recessiv= recessiv

Dette er ikke stedet for noen grundig innføring i genetikk. Det kan være lurt å sette seg inn i begrepene dominant og recessiv arv.

Epigenetikk
Noen miljøforhold kan føre til at visse gener blir slått av eller på. Fenomenet kalles epigenetikk som omtalt i arv og miljø ved astma. Det som skjer er en metylering av DNA- kjeden som deaktiverer (”slår av”) genet. Tilstanden kan gå i arv i alle fall i noen generasjoner. Genet kan slås på igjen ved at metyleringen fjernes. Mekanismene er godt beskrevet og illustrert av Munthe-Kaas (2010).
Eksempler på epigenetikk er funnene av at visse påvirkninger i fosterlivet kan ha genetiske konsekvenser for etterkommerne. Kvinner som er overvektige i svangerskapet, kan bidra til at etterkommerne i mange ledd lider i fedmeepidemier. Foster til kvinner som røyker under svangerskapet, overfører risiko for astma til barnebarna uavhengig av om barnebarna selv eller deres mor eksponeres for tobakksrøyk (Li et al, 2006 Breton, et al, 2009).
Ved eksponering for parfymer med syntetiske muskstoffer eller kosmetikk og annet som inneholder bisfenoler, kan fostret celledelinger føre til at disse stoffenes hormonhermende effekt ,griper inn i barnets kjønnsmodning og evne til å få barn. Også dette kan få konsekvenser for følgende generasjoner.Vi vet ikke hvor lenge det vil vedvare.

Mye tyder på at det særlig er fostrets miljø i morens liv som er avgjørende bl.a. for å redusere forekomsten av livsstilssykdommer som diabetes og fedme. Senere kan det være for sent i følge Henriksens henvisninger til DOHaDforskning.
Morens livsstil (røyking -->astma ) kosthold -->fedme, høyt blodsukker) kan komme til å prege fosterets etterkommere, men også andre miljøforhold som luftforurensninger kan gripe inn (Tarantini, Litonjua, Suh et al,2009). Det er mye som tyder på at også kreft kan ha epigenetiske årsaker (Feinberg,2004.

Også annet kan skje. Under celledelingen kopieres strengene, men det kan oppstå feil slik at noe av strukturen endres. Det kalles mutasjon. Noe kan virke tilfeldig og noe kan skyldes kjente påvirkninger utenfra. Genene kan skades bl.a. ved røntgen- eller radiumbestråling av eggstokk eller testikkel, og av noen kjemiske stoffer. Mutasjoner som skjer når kjønnsceller deler seg, arves av de neste generasjonene ved formering, og alle cellene i avkommet bærer de muterte genene. Slike genetiske mutasjoner bidrar til å skape variasjon og evolusjon.
Downs syndrom er vel det best kjente eksemplet på genskade. Årsaken er ukjent bortsett fra at risikoen øker hos kvinner over 40 år.

Til evolusjon hører også gener som slår av eldre generasjoners gener.Gener som kontrollerer visse egenskaper kan arves sammen eller uavhengig av hverandre. For at arveanlegg skal føre frem, må mange av genene aktiveres og stimuleres. I verste fall kan de ødelegges for alltid. Dette bestemmes av miljøet - først i livmoren der miljøet avhenger av morens kost, livsstil og miljø , og så - hvis ingen skade skjer ved fødsel og i spedbarnsalder - i innemiljøet og luftkvalitet i bolig og evt. barneværelse - som igjen er avhengig av klimaforhold og luftkvaliteten ute.

(Ill.K. Aas)

Noen gener har endret seg på grunn av mutasjoner og noen på grunn av ytre forhold (epigenetikk), men et hovedgrunnlag for de genene som vi har, er genene fra de huleboere som klarte seg gjennom alle farene i sin tid.

Mange av oss har normale genetiske variasjoner ved at vi har to eller flere utgaver (alleler) av et bestemt gen. Det kalles polimorfisme og skyldes variasjon i en enkelt eller i flere byggesteiner ( ) i DNA.
Dette sammen med epigenetiske fenomener (metylering) som kan aktivere eller deaktivere genet , bidrar til store individuelle forskjeller i hvordan vi reagerer på fremmed kjemi (xenobiotics) som vi får inn i oss. Det kan ha avgjørende betydning for mange enzymer (Wormhoudt , Commandeur, Vermeulen, 1999) Slike forskjeller kan knyttes til alder, fysiologisk utvikling, kjønn, biokjemisk stress, immunologisk erfaring og utvikling, infeksjoner, livsstil i forskjellige kombinasjoner og tilfeldige sammentreff (Lindeman, Søderlund, Dybing, 200X Munthe-Kaas et al,2011)

Moderne miljøkjemi kan utfordre og ha uforutsette virkninger, fordi vi ikke har gener som kan hjelpe oss til å takle slike eksponeringer. Det er dog mulig at vi med tiden kan peke ut hva hver av oss bør prøve å unngå med hjelp av gentesting.

Gentestingved arvelige sykdommer
Mye oppmerksomhet er rettet mot arvelighet av kreft. Gener og genetiske mutasjoner spiller en større eller mindre rolle i forhold til livsstil og miljøkjemi. Det illustreres av brystkreft som hvert år rammer rundt 3000 kinner i Norge.
Der har man nå en oversikt over den kliniske nytten av Gentester for brystkreft og eggstokkreft. Gentester for risiko ved prostatakreft er også lovende (Cooperberg et al, 2013). En annen viktig gentest er HNF1A for diabetes.

CYP (P450) og miljøkjemi?
I forhold til miljøkjemi er det en særlig interessant gruppe enzymer innenfor den såkalte superfamilien cytochrome P450 (ofte kalt CYP). De finnes over alt i dyreriket og i planter. Det er kjent over 11000 CYP proteiner. hvorav et 50-tall hos mennesker. Cytokrom P-450 (CYP) er en fellesbetegnelse på gener som styrer produksjon og funksjon av en gruppe enzymer som kan bryte ned fremmedstoffer(xenobiotika) til inaktive deler som så lettere skilles ut via nyrene.
Hos mennesket finnes rundt 50 ulike CYP-enzymer. Enzymenes rolle er å uskadeliggjøre kroppsfremmede stoffer som kan skade oss. CYP-enzymene er fremfor alt lokalisert i leveren, men finnes også i tarm, hjerte, hjerne og mange organer.

Kroppen oppfatter også medisiner som slike fremmedstoffer og man kjenner et ti-talls enzymer som har betydning for omsetningen av legemidler.Det er genetisk bestemt og genotyping er tilgjengelig for bl.a. CYP2C9, CYP2C19 og CYP2D6. Disse enzymene og genene for disse forklarer. hvorfor noen ikke tåler eller ikke hjelpes av visse legemidler og hvorfor noen medisiner ikke må brukes samtidig, Genene kan påvises i vanlige blodprøver som legen kan rekvirere
Slik testing har vært i bruk særlig for å forhindre livstruende blødninger hos pasienter som får intens antikoagulasjonsbehandling med warfarin. Det brukes også på pasienter som opplever bivirkninger av medikamenter, og i valg av medikament i psykiatri.

Denne superfamilien er sentral aktør i opp til 75% av stoffskiftet av kjemien vår og angriper fremmedkjemi stort sett med oksidasjon ,og med diverse bindinger slik at de kan behandle et stort antall ulike substrater. Hos noen fungerer ikke genet slik at den aktuelle kjemien (f.eks. et medikament) ikke blir omsatt, men kan hope seg opp og gir bivirkninger. Med andre genvarianter kan medikamentet omsettes for raskt, slik at det må brukes høyere doser for å få ønsket effekt.Med tilgjengelige genanalyser av flere undergrupper (CYP 2C 19' 3 m.fl.) kan legen nå finne ut om pasienten vil tåle eller ikke tåle bestemte medikamenter eller grupper av medikamenter.

Mye forskning har vist at disse enzymene kan redusere bivirkninger av forskjellige medikamenter.( Gawronska-Szklarz et al,2012).Tilsvarende mekanismer avgifter potensielt skadelige kjemiske stoffer som kommer inn i oss, men forskningen har hittil stort sett vært farmakologisk orientert

For hvert av flere slike gen ( CYP 2D6, CYP 2C 9, CYP2C19 med undergrupper) er det lange lister (ligander) over medikamenter) som kan eller ikke kan behandles (Guengerich, 2008) optimalt hos forskjellige individer.
CYP2C19 styrer bl.a. oxidoreductase enzymer som splitter og inaktiverer limonen og pinen.
Genet for CYP450 3A4 er blant de viktigste for styring av enzymer som kan avgifte miljøkjemiske xenobiotika. Høyest konsentrasjoner er i leveren. Ligandene omfatter en lang rekke medikamenter og er også knyttet til adrenerge mekanismer.

Slike gen kan mangle eller være epigenetisk endret hos 3-10% i kaukasiske befolkninger og hos hele 15- 20 i asiatiske befolkninger. Individer uten det rette genet kan ikke omsette de aktuelle kjemiske stoffene og blir ekstra sårbare ved bruk eller eksponering.
Slik vil det også være overfor miljøkjemiske komponenter ,men foreløpig mangler CYP- ligander for sånt. Det foregår mye farmakologisk orientert forskning (Hukkanen, 2012). Oppdatert oversikt foreligger i GeneticDisorders A to Z og for noen også i Wikipedia.
Med tiden utvikles laboratorietjenester for økt genotyping i dette feltet. I USA er det tilgjengelige omtaler av CYP gener bl.a. CYP11B1 og CYP11B2 for, CYP11B1 + CYP11B2 , regulering av blodtrykk, CYP4V2 for risiko for blodpropp , CYP21A2 for risiko knyttet til mannlige kjønnshormoner og CYP1B1for enkelte noen sjeldne øyesykdommer.

Miljøkjemisk genotyping
CYPgener styrer produksjonen av enzymer som vi trenger for å unngå skade av xenobiotika. Innenfor genfamilien CYP er det en stor gruppe endogene ligander som produseres i kroppen. De styrer binding (ligand) mellom to molekyler og da vanligvis om et mindre molekyl kan bindes til et større.
Bindingen skjer ved at genet tilpasser en reseptorfunksjon der et mindre molekyl (la oss tenke oss f.eks. bisfenol A) fester seg til et reseptor i noen enzymer som en spesialpropp i en tilsvarende kontakt, (som en spesialnøkkel i en spesiallås).
Med en slik kopling blir signalene endret til celler som produserer enzymene, og det oppstår feil i stoffskiftet med forskjellige konsekvenser for helsen.
Slike ligandgener virker også på reseptorer i noen cellemembraner. Eksempelvis er genet CD40LG ansvarlig for vårt immunforsvar gjennom spesialiserte reseptorer i membranen til T-og B-celler. Slik er dette ligandgenet nødvendig for normal utvikling av immunforsvaret i samarbeid med andre gener og miljøkjemiske stimuleringer.

Det er sannsynlig at hovedmassen av våre CYPgener styrer enzymer som kan uskadeliggjøre mye helseskadelig miljøkjemi. Det er nå nær 20 år siden det ble vist at omsetningen av miljøgiften var avhengig av genet CYP1B1 (Sutter et al, 1996), men slik informasjon mangler for det meste av miljøkjemi som burde kreve vår årvåkenhet. Her er det et utfordrende tverrfaglig forskningsbehov, men relevant forskning er meget vanskelig å få gjennomført.
Tilgjengelig genotyping for relevante miljøkjemiske stoffer bør kunne bidra til å avdekke sårbarhet som utgangspunkt for forebyggende miljøkjemiske tiltak i første omgang for risikanter fra familier med gjengangere av kreft, endometriose, fedme, hjerte- og karsykdommer, migrene, miljøintoleranser mm.

Genmanipulering
I tusener år har mennesker forsøkt å forbedre planter og endre egenskapene til husdyr ved å kombinere arven fra forskjellige varianter av samme art. Først gjennom å velge ut og rendyrke de beste plantene og pare de dyrene som egnet seg best gjennom naturlig avl. Slik er det utviklet stadig større avlinger og bedre eller spesielle kvaliteter av bl.a. korn, ris, mais, grønnsaker, frukt og prydblomster. Ut fra forskjellige ønsker er det også avlet frem hundretalls raser bl.a. av krøtter, hester, hunder og katter.
Nå er det mulig på kunstig vis i laboratorier å føre sammen noen DNA molekyler fra forskjellige kilder med såkalt genspleising ("rekombinant DNA teknologi") og slik få frem et nytt DNA . Det kan så settes inn i og fungere i celler i bl.a. levende bakterier der det oppfattes som eget, og viderefører sine egenskaper. Slik kan noen celler om programmeres genetisk. Det blir brukt i farmasøytisk industri bl.a. til å fremstille hormoner til behandling av hormonsvikt.

Genspleising er også innført i matproduksjon. Genmodifisert mat er næringsmidler som består av, inneholder eller er framstilt ved hjelp av planter, dyr eller bakterier som har fått endret sine arveegenskaper ved hjelp av genteknologi. Med slike teknikker kan det utvikles korn og grønnsaker etc. som bl.a. kan være motstandsdyktige for insekter, tåler pesticider, gir andre smakskvaliteter, gir større avlinger osv.
Noen slike mattvarer er på markedet i USA tross betydelig økologisk orientert motstand.

Myndighetene i Norge fører en: restriktiv politikk med strenge krav når det gjelder genmodifisert mat.
Ansvaret for genmodifiserte matprodukter er delt mellom Helse- og omsorgsdepartementet og Miljøverndepartementet. Miljøverndepartementet har noe av ansvaret for Genteknologi i Norge og fører en politikk der etikk og trygghet for miljø og helse står sentralt.
Hittil er ingen produkter godkjent som matvarer i Norge.

Dette er ikke stedet for å gå mer i dybden i genetikk. Det er et omfattende og krevende fag. For spesielt interesserte anbefales artikkelen Human genetikk i Store norske leksikon og artikkelen i Wikipedia om Gen.

Litteratur:

  • Breton CV, Byun HM, Wenten M, et al(2009): Prenatal tobacco smoke exposure affects global and genespecific DNA methylation. Am J Respir Crit Care Med 180: 462–7.

  • Cooperberg MR, Simko JP, Cowan JE, et al. (2013): Validation of a cell-cycle progression gene panel to improve risk stratification in a contemporary prostatectomy cohort. J Clin Oncol. 31:1428-34.

  • :.Situations with Dybing E, Søderlund EJ (1999):.Situations with enhanced chemical risks due to toxicokinetic and toxicodynamic factors. Regul Toxicol Pharmacol. 30: 27- 30.

  • Feinberg AP(2004): The epigenetics of cancer etiology. Semin Cancer Biol 14: 427–32.

  • Gedde-Dahl,,T. jr (2012: Human genetikk. Store norske leksikon Hentet fra http://snl.no/human_genetikk.

  • Gawro?ska-Szklarz B Adamiak-GieraU, Wyska E et al(2012): CYP2C19 polymorphism affects single-dose pharmacokinetics of oral pantoprazole in healthy volunteers Eur J Clin Pharmacol. 68: 1267–1274

  • Guengerich FP (2008): Cytochrome p450 and chemical toxicology Chem Res Toxicol. 21 :70-83.

  • Henriksen T:(2012): Født sånn er mer enn gener. Aftenposten: Debatt og meninger. Kronikk, 21.oktober, 2012, s 4-5. Nettversjon

  • Hukkanen J (2012): Induction of cytochrome P450 enzymes: a view on human in vivo findings. Expert Rev Clin Pharmacol. 5: 569-85.

  • Lindeman B, Søderlund EJ, Dybing E (2002): Årsaker til interindividuelle forskjeller i kjemikalierespons.Tidsskr Nor Lægeforen 122: 615-18. Nettversjon

  • Munthe-Kaas MC, Torjussen TM, GervinK, CarlsenKCL, Carlsen,KH et al (2010): CD14 polymorphisms and serum CD14 levels through childhood: a role for gene methylation? J Allergy Clin Immunology 125:1361-8.

  • Li YF, Langholz B, Salam MT, Gilliland FD (2005): Maternal and grandmaternal smoking patterns are associated with early childhood asthma. Chest. 127:1232-41.

  • Munthe-Kaas, MC (2010)::Astmautvikling. Genetikk og miljø, og kanskje også epigenetikk? Allergi i PrakXis nr 4 , 2010: 8- 14.

  • Rudberg I, Solberg DK, Refsum H (2005): CYP-genotyping ved psykofarmakologisk behandling. Tidsskr Nor Lægeforen 2005 125:2953-5 Nettversjon

  • Spigset, O (2001): Cytokrom P-450-systemet Tidsskr Nor Lægeforen 2001 121:3296-8 Nettversjon

  • Sutter TR, Tang YM, Hayes CL, et al (!994): Complete cDNA sequence of a human dioxin-inducible mRNA identifies a new gene subfamily of cytochrome P450 that maps to chromosome 2. J Biol Chem. 269: 13092-9. Nettversjon

  • Tarantini L, Litonjua AA, Suh HH, et al. (2009): Rapid DNA methylation changes after exposure to traffic particles. Am J Respir Crit Care Med 2009 179: 572–8.

  • Wormhoudt LW, Commandeur JN, Vermeulen NP.(1999):Genetic polymorphisms of human N-acetyltransferase, cytochrome P450, glutathione-S-transferase, and epoxide hydrolase enzymes: relevance to xenobiotic metabolism and toxicity. Crit Rev Toxicol.29: 59-124.

(En tidligere versjon av dette dokumentet finnes i www.allergiviten.no)

Temaet fortsetter som vist i innholdsfortegnelsen .

(Sist oppdatert 20.juni, 2013)
Kjell Aas©

Til toppen>

Utskriftsvennlig versjon





DU ER HER :

ForsideGener