Genų ligos yra neišvengiama visų gyvų dalykų savybė. Daugelis genetinių ligų yra susijusios su genais, paveldėtais iš pačių primityviausių organizmų. Milijardai evoliucijos metų nepadarė nei atskirų genų, nei jų atliekamų funkcijų atsparesnių mutacijoms
- „Salik.biz“
Kiekvieną žmogaus ląstelę galima palyginti su didžiule gamykla, kurioje daugiau nei dvidešimt tūkstančių veikiančių genų kartu daro vieną bendrą priežastį. Genų darbo produktai - baltymai - naudojami ir paties augalo statybose (tokie baltymai vadinami struktūriniais), ir kaip darbo įrankiai - pavyzdžiui, įvairūs fermentai, dalyvaujantys daugybėje cheminių reakcijų ląstelėse. Beje, amatininkų, gaminančių įrankius, yra kur kas daugiau nei plytų gamintojų, betonininkų ir net statybininkų.
Augale yra atskiri struktūriniai elementai, baltymai-vadovai ir baltymai-darbininkai, pradedantys įvairius procesus, daugybė sistemų, kurios palaiko augalo gyvenimą ir leidžia jam veikti taip, kaip nurodo genetinis kodas. Jei tęsime analogiją, tada visas organizmas gali būti įsivaizduojamas kaip didžiulė valstybė su diversifikuota pramone, reguliavimo įstaigomis ir institucijomis ir net didele valdininkų armija.
Tiesa, ne viena pasaulio valstybė gali būti prilyginta jos struktūros sudėtingumui su bet kokiomis „primityviomis“žuvimis iš Juros periodo.
Jokiu būdu ne visi darbuotojai gimsta idealūs: dauginimosi metu mutacijos neišvengiamai atsiranda genuose. Kai kurie darbuotojai neturi rankos, kai kuriems yra dešinės akies dyglys, kiti gimė su užuomazgomis. Visi šie trūkumai neišvengiamai daro įtaką gaminamo produkto kokybei - skirtingai nei žmonės, genai negali savo noru pereiti prie to, kad pagamintų tai, ko nepažeidžia riboti jų sugebėjimai.
Paveldimos ir genų ligos
ligų grupė, atsirandanti dėl DNR pažeidimo genų lygyje. Genų ligų terminas vartojamas ligoms, susijusioms su vienu genu.
Tačiau gamyklos ir ištisi organizmai dažnai gali tęsti savo darbą net būdami iš trikampių plytų, jau nekalbant apie tam tikros signalizacijos funkcijos praradimą ląstelėje. Tokiais atvejais jie kalba apie įgimtas ligas. Iki šiol buvo katalogizuota apie pusantro tūkstančio genų, kurių tam tikros mutacijos sukelia įvairius fenotipinius pokyčius kūne, tačiau vis tiek leidžia gimti žmogui.
Tomislavas Domazetas-Losho ir Dietardas Tautzas iš Makso Plancko evoliucinės biologijos instituto Vokietijoje paklausė, kurie žmogaus DNR genai yra jautriausi tokiems pokyčiams. Kur, kuriose mūsų ląstelių gamyklų parduotuvėse dirba tie darbuotojai, kurie gamina daugiausiai atliekų?
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ir įdomiausia - kokie biologinės evoliucijos etapai mums davė daugiausiai sprogdintojų?
Norėdami išspręsti šį klausimą, mokslininkai pritaikė jų sukurtą „filostratigrafijos“metodiką. Pastaraisiais metais buvo iššifruoti organizmų, esančių įvairiose evoliucijos medžio šakose, genomai, o esant skirtingiems šakoms panašūs genai, buvo galima atsekti, kokiu lygiu atsirado tam tikras genas. Šiuolaikiniai duomenys leidžia Domazet-Losho ir Tautz atsekti 19 tokių sluoksnių - nuo bakterijų iki daugialąsčių, žinduolių ir primatų iki pat žmogaus. Šios analizės rezultatai buvo priimti paskelbti žurnale „Molecular Biology and Evolution“; mokslininkai neišskyrė ligų, kurias sukelia vieno geno pažeidimas, ir poligeninių priežasčių.
Skirtingi mūsų kūno genai atsirado skirtingais evoliucijos etapais ir dauguma jų buvo net tolimiausiuose „kūrinijos vainiko“protėviuose. Sunku patikėti, tačiau daugiau nei pusė mūsų genų vienokia ar kitokia forma vis dar buvo vienaląsčiuose organizmuose, o didžioji šios pusės dalis atsirado dar prieš branduolių atsiradimą ląstelėse. Bet per visą žinduolių vystymąsi mūsų kūno genai sudarė tik apie 10%.
Paprasta logika diktuoja, kad genai, atsakingi už svarbiausius ląstelių procesus, buvo paveldimi iš seniausių organizmų. Todėl jose vykstančios mutacijos turėtų sukelti su gyvenimu nesuderinamus defektus ir negali būti priskiriamos „įgimtų“kategorijai, kuri suponuoja patį gimimą. Be to, šie genai buvo paveikti atrankos proceso milijardus metų ir galėjo kažkaip „įsikurti“tokiu pavidalu, kuriam mutacijos nėra tokios svarbios.
Tuo pačiu metu genai, atskiriantys žmogų nuo beždžionių, - ne Dievas žino, koks skirtumas pasauliniame evoliucijos paveiksle - nėra tokie svarbūs. Na, kas neleidžia žmogui gimti apdengtam oda ar nesugebančiam atlikti matematinės analizės? O kas yra milijonas metų, palyginti su milijardais? Todėl mokslininkai tikėjo, kad tarp pradedančiųjų genų bus didesnė dalis tų, kurie sukelia įgimtas ligas.
Paaiškėjo, kad viskas yra atvirkščiai - genetinės ligos dažniau siejamos su senovės genais
Kaip rodo beveik dviejų tūkstančių genų, sukeliančių įvairias įgimtas ligas, analizė, mes vis tiek susergame dėl genų, paveldėtų iš tolimiausių protėvių. Ir tos naujovės, kurias gamta pirmiausia įgyvendino žinduoliuose, beveik niekada nesukelia genetinių ligų.
Tuo pačiu metu mes nekalbame apie absoliučias vertybes - tiesiog yra daugiau senovės genų, bet apie santykinius. Jei iš 8 tūkstančių senovės filostratigrafinio lygio genų šiek tiek mažiau nei tūkstantis yra susiję su genetinėmis ligomis, tada tarp dviejų tūkstančių genų, kurie atsirado per 100 milijonų placentos žinduolių vystymosi metų, yra mažiau nei tuzinas tokių „ligas sukeliančių“genų. Svarbiausia, kad tokių genų dalis yra tarp tų relikvijų, kuriuos mes gavome iš ikiklinikinių organizmų ir paskutinių daugialąsčių organizmų pirmtakų, kurie sužydėjo garsiojo „Cambrian sprogimo“metu.
Genų skaičius skirtinguose filostratigrafijos lygiuose, esančiuose horizontaliai. Visi žmogaus kūno genai pavaizduoti mėlyna spalva, genai, susiję su genetinėmis ligomis, pavaizduoti raudona ir žalia spalva. Lygiai, atitinkantys atskiras smailes, yra paženklinti. // Domazet-Loo & Tautz / Molekulinė biologija ir evoliucija
Iš netikėto rezultato autoriai nepadaro jokių užtikrintų išvadų, apsiribodami pastebėjimu, kad paveldimos ligos atrodo neišvengiama paties gyvenimo sudedamoji dalis. Be to, jie pažymi, jų darbas daro biologinę tų genų, kurie mūsų šalyje atsirado per pastaruosius milijonus metų, paskirtį - pavyzdžiui, tų pusantro tūkstančio, kurie būdingi primatams, dar labiau niūrus.
Tačiau kūrinys turi ir neįprastą praktinį skambesį. Tyrimai su pelėmis dabar laikomi „auksiniu standartu“tiriant genetines ligas. Bet jei daugumą jų galima modeliuoti nematodais ir vaisinėmis muselėmis, kodėl gi gaišti laiką, pinigus ir pastangas dirbant su žinduoliais? Anot autorių, jei mes kalbame ne apie biologinę funkciją, o apie grynai teorinius klausimus, tokius kaip genų ligų priežastys, geriau dirbti su tais pavyzdiniais organizmais, kuriuose šios ligos atsirado.