Können Unterschiede im Expressionspotential von Allelen zu Dominanz führen?

Es ist nicht allgemein bekannt, dass eine Dominanz aufgrund eines höheren Expressionsniveaus von einem der Allele per se auftritt. Es kann sicherlich ein Faktor sein, aber normalerweise ist bekannt, dass Dominanz hauptsächlich aufgrund eines geringfügigen Unterschieds in der Funktion (oder mit anderen Worten in der Aktivität) des Genprodukts (das ein Protein oder eine RNA sein kann) entsteht.

Beachten Sie, dass eine Funktionsänderung nicht bedeutet, dass die Allele eine völlig andere Funktion haben würden. Es bedeutet nur, dass die Allele in ihrer Funktionsweise unterschiedlich sein können. Beispielsweise können zwei Varianten eines Enzyms leicht unterschiedliche kinetische Eigenschaften haben (wie V _max K _m und k _cat ). Während sich die Änderung der Aktivität im Allgemeinen auf V _max (maximale Enzymaktivität) beziehen kann, können Mutationen auch die anderen Konstanten ändern. Einige Mutationen können das Enzym temperaturempfindlich machen, indem sie die Stabilität der Gesamtstruktur beeinflussen. Das Extrem wäre ein funktionelles Allel und ein nicht-funktionelles Allel.

Während die Konzentration des Produkts seine Aktivität beeinflusst, ändert es nicht seine spezifische Aktivität, die sich bei Vorhandensein einer Mutation ändern kann.

Selbst wenn ein Allel tatsächlich eine höhere Expression aufweist als das andere, kann das resultierende Merkmal aanur dann von dem der Homozygote unterschieden werden, wenn die beiden Allele leicht unterschiedliche Funktionen haben oder wenn der Unterschied im Expressionsniveau zwischen des Genprodukts in Aaund aagroß genug ist, um verschiedene biologische Wirkungen hervorzurufen. Im zweiten Fall gäbe es keine Veränderung der Genfunktion und der Dominanzeffekt beruht rein auf der Gendosierung . Diese Übersicht von Veitia und Birchler (2010) untersucht die Möglichkeit, dass stöchiometrische Veränderungen von makromolekularen Komplexen oder zellulären Netzwerken für dominante Phänotypen verantwortlich sind *.

Wie kann nun eine Mutation zu einem Unterschied im Expressionsniveau führen, ohne die Aktivität des Produkts zu verändern?

Hier gibt es drei Fälle:

1. Die Mutation befindet sich in der exprimierten Region (exonisch), führt aber nicht zu einer Änderung der Aktivität (z. B. synonyme Mutationen ).
2. Die Mutation liegt in der transkribierten Region, aber im Intron.
3. Die Mutation liegt in den nicht transkribierten DNA-Bereichen wie Promotor/Enhancer etc. Ausnahmen: Bestimmte nachgeschaltete Promotorelemente werden tatsächlich transkribiert.

Nur Mutationen in den Promotoren/Enhancern können die Transkription beeinflussen, indem sie die Rekrutierung von RNA-Polymerase beeinflussen. Beachten Sie jedoch, dass Mutationen in den nicht transkribierten Regionen, insbesondere in den distalen regulatorischen Elementen, nicht als Teil des betrachteten Gens angesehen werden. Da solch komplexe Regulationsweisen zur Zeit Mendels unbekannt waren, erklärt die klassische Genetik diese Effekte nicht. Daher würden diese Mutanten nicht als Allele des betrachteten Gens bezeichnet.

Mutationen in den transkribierten Regionen können die Elongationsrate der Polymerase beeinflussen (insbesondere wenn sie zur Bildung stabiler DNA-Sekundärstrukturen führt). Dies ist nur eine theoretische Möglichkeit und ich bin auf keine Studie gestoßen, die so etwas berichtet hat.

Mutationen in den nicht übersetzten Regionen der mRNA können jedoch die Expression des Proteins verändern. Diese Mutationen können die posttranskriptionelle Regulation der Proteinexpression oder sogar der RNA-Lokalisierung beeinflussen .

Synonyme Mutationen in der kodierenden Region können die Translationsgeschwindigkeit und damit die Proteinkonzentration beeinflussen .

* _{(wörtlich zitiert)}