Arv och miljö

Vad gör en människa till den hon är? Vad är det som gör att vi alla tänker, känner och reagerar på olika sätt?

Denna webbplats handlar mycket om gener, men det betyder inte att biologer tror att det bara är generna som styr hur vi ser ut, hur vi uppför oss och vilka egenskaper vi får. Tvärt om handlar mycket spännande forskning om att försöka förstå hur det går till när miljön påverkar olika mänskliga egenskaper.

Gener fungerar som instruktioner för hur kroppens celler ska bygga olika proteiner. Dessa proteiner kan sedan i samverkan med miljön och med andra proteiner bidra till att ge oss olika egenskaper.

Kroppslängd

Medellängden hos de män som mönstrar i Sverige har stigit med tio centimeter sedan 1950-talet. Detta måste bero på miljön, för så snabbt kan inte befolkningens arvsmassa förändras. Med största sannolikhet beror det på en förbättrad näringstillgång.

Näringstillgången styr kroppstillväxten bland annat genom att kontrollera genen för ett signalämne som heter IGF. Det ämnet signalerar till kroppens olika delar att de ska växa, men för att IGF ska bildas måste genen för IGF slås på. Det sker om olika reglerande proteiner binder till en styrsekvens som sitter precis före genen för IGF. Men dessa reglerande proteiner kan inte binda dit när som helst. De fungerar nämligen som sensorer och känner av hur mycket näringsämnen det finns i kroppen. Produktionen av signalämnet slås bara på om det finns gott om näring.

Det är dock inte bara miljön och de reglerande proteinerna som styr hur mycket protein som bildas från olika gener. Även hur styrsekvenserna ser ut påverkar. Detta ligger bakom det faktum att människor i somliga familjer ofta blir långa medan de i andra familjer ofta blir korta. I familjerna ärver man helt enkelt olika varianter av dessa styrsekvenser som gör det lättare eller svårare att bilda IGF, tillväxthormon och en rad andra proteiner som behövs för att man ska växa.

Arv och miljö är alltså hoplindade i ett komplicerat samspel. Många egenskaper beror på hur mycket som bildas av olika proteiner. Detta avgörs av arv och miljö tillsammans. Arvet påverkar hur styrsekvenserna ser ut. Miljön styr vilka reglerande proteiner som ska binda till dem. Tillsammans avgör dessa hur mycket man bildar av olika proteiner.

Hjärtinfarkt

Att miljön påverkar vilka gener som används ser vi också kring sambandet mellan hjärtinfarkt och stress. Närmare bestämt den stress som uppstår om man inte har kontroll över sin tillvaro.

En undersökning bland brittiska statstjänstemän visade att ju lägre position man hade i hierarkin desto större var risken att få hjärtinfarkt. Vaktmästare hade till exempel fyra gånger högre risk att insjukna i hjärtinfarkt än avdelningschefer.

Att risken för hjärtinfarkt varierar med hur självständigt arbete man har kan förklaras med hur stress påverkar kroppen på molekylnivå. Stress leder till att man tillverkar mycket av ett hormon som heter kortisol.

Hormonet tar sig in i en rad olika celler i kroppen. Där binder det till ett styrprotein, som griper tag i reglersekvenserna för ett antal olika gener. Därmed slås produktionen av somliga proteiner på medan produktionen av andra hämmas. En effekt av detta är att immunförsvaret fungerar sämre. En annan att risken för hjärtinfarkt ökar.

Återigen ser vi att miljön kan styra genom att påverka hur våra gener används. Stress är dock bara en av många faktorer som påverkar risken för hjärtinfarkt. Matvanor spelar också en stor roll och man kan ärva en hög eller låg risk att drabbas av hjärtinfarkt.

Att lära sig

Även inlärningsförmåga beror på att ett antal proteiner i kroppen gör olika saker. Hur lätt vi har att lära oss något påverkas därför av hur mycket man har av dessa proteiner och detta beror i sin tur på flera olika saker.

Det som nyligen har hänt oss påverkar oss genom att reglerande proteinerna ofta är sensorer som fångar upp och påverkas av signalämnen som bildas vid olika sinnestillstånd. Tidigare upplevelser, ibland också upplevelser i den tidiga barndomen, påverkar oss då de reglerande proteinerna ibland kan fästa märken på arvsanlagen intill det ställe där de binder, som senare påverkar hur lätt eller svårt det är att använda genen. Arvet påverkar genom att ge oss gener med olika styrsekvenser.

Vår förmåga att lära oss saker påverkas därför av våra gener, av hur våra föräldrar under barnaåren bemötte vår nyfikenhet och av vad vi för tillfället är på för humör.

Men kan verkligen gener påverka? Jo, för att ett minne ska formas måste två nervceller skapa nya och starkare kopplingar mellan sig. Forskarna har funnit flera proteiner som spelar viktiga roller då sådana kopplingar skapas. De skapade sedan genmodifierade möss och bananflugor som på befallning kunde tillverka mer än vanligt av något av dessa proteiner. Det visade sig att dessa försöksdjur fick upp till fem gånger lättare att lära sig när man slog på produktionen av proteinerna.

De gener man använt i dessa försök finns även hos människor. Det är därför uppenbart att skillnader i reglersekvenserna för dessa proteiner skulle kunna ge olika förmåga även hos oss människor att lära oss saker utantill.

Humör och psyke

Även humör och mental hälsa styrs av ett komplicerat samband mellan arv och miljö. Man vet till exempel att vissa människor kan ärva starkt ökad risk för att bli deprimerade. Detta betyder dock inte att det finns någon "depressionsgen".

Det betyder bara att vårt humör påverkas av olika signalämnen i nervsystemet. Det behövs proteiner för att tillverka dessa signalämnen och proteinerna beskrivs av gener. Dessa gener har styrsekvenser som kan se olika ut hos olika människor. Olika människor tillverkar därför olika mycket av proteinerna. Balansen mellan signalämnena blir därmed olika och vi får skilda humör.

Vi vet att risken för att en människa ska få problem med att reglera humöret ökar om hon har styrsekvenser som gör att hon tillverkar väldigt lite eller väldigt mycket av något av dessa proteiner. I vissa fall kan problemen bli så stora att hon får högre risk än andra att bli deprimerad.

Bara en del av de människor som bär sådana högriskgener blir emellertid sjuka eftersom dessa gener verkar lika lite som andra gener i ett isolerat glashus. Avläsningen av generna styrs inte bara av de ärvda styrsekvenserna utan också av de reglerande proteinerna. Både av reglerande proteiner som just nu binder DNA invid genen och av reglerande proteiner som suttit där tidigare, och fäst märken på DNA-molekylen, som påverkar hur lätt eller svårt det är att använda genen.

De allra flesta egenskaper styrs alltså av ett komplicerat samspel mellan arv och miljö. Arvet påverkar bland annat genom utseendet på styrsekvenser. Miljön påverkar genom att avgöra vilka reglerande proteiner som kan binda dit och de märken dessa kan fästa på arvsanlagen.

Senast uppdaterad: Tisdag 13 september 2011 13:58