Geenhaigused on kõigi elusolendite vältimatu omadus. Enamik geneetilisi haigusi on seotud geenidega, mis on päritud kõige primitiivsematelt organismidelt. Miljardite aastate pikkune evolutsioon pole muutnud mutatsioonide suhtes vastupidavamaks ei üksikuid geene ega funktsioone, mida nad täidavad
Iga inimrakku saab võrrelda tohutu tehasega, kus enam kui kakskümmend tuhat töötavat geeni koos teevad ühte ühist põhjust. Geenide sünnitusprodukte - valke - kasutatakse nii taime enda ehitamisel (selliseid valke nimetatakse strukturaalseteks) kui ka sünnitustööriistadeks - näiteks mitmesugused ensüümid, mis osalevad rakkude hulgaliselt keemilistes reaktsioonides. Muide, tööriistu valmistavaid käsitöölisi on palju rohkem kui tellisetootjaid, betoonitöölisi ja isegi ehitajaid.
Taimes on eraldi struktuurielemendid, valgud-pealikud ja valgutehnikud, mis käivitavad mitmesugused protsessid, arvukad süsteemid, mis toetavad taime elu ja võimaldavad tal toimida geneetilise koodi kohaselt. Kui jätkame analoogiat, siis võib kogu organismi ette kujutada kui tohutut riiki, kus on mitmekesine tööstus, regulatiivsed organid ja institutsioonid ning isegi suur ametnike armee.
Tõsi, mitte ühtegi maailma riiki ei saa oma struktuuri keerukuse poolest võrrelda mõne juura perioodi "primitiivse" kalaga.
Mitte mingil juhul ei sünni kõik töötajad ideaalseks: paljunemise ajal ilmnevad mutatsioonid paratamatult geenides. Mõnel töötajal pole kätt, mõnel on paremas silmas okas, mõnel sündinud nõmme. Kõik need puudused mõjutavad paratamatult toodetava toote kvaliteeti - erinevalt inimestest ei saa geenid vabatahtlikult üle minna tootmisele, mida nende piiratud võimed ei kahjusta.
Pärilikud haigused ja geenhaigused
haiguste rühm, mis tuleneb DNA kahjustustest geenitasemel. Mõistet geenhaigused kasutatakse haiguste puhul, mis on seotud ühe geeniga.
Kuid tehased ja terved organismid saavad sageli jätkata tööd, isegi ehitades kolmnurksetest tellistest - rääkimata mõne signaalimisfunktsiooni kaotamisest rakus. Nendel juhtudel räägivad nad kaasasündinud haigustest. Praeguseks on kataloogitud umbes poolteist tuhat geeni, mille teatud mutatsioonid põhjustavad kehas mitmesuguseid fenotüübilisi muutusi, kuid võimaldavad siiski inimesel sündida.
Tomislav Domazet-Losho ja Dietard Tautz Saksamaa Max Plancki evolutsioonibioloogia instituudist küsisid, millised inimese DNA geenid on sellistele muutustele kõige vastuvõtlikumad. Kus ja millistes meie rakuvabrikute kauplustes töötavad kõige rohkem jäätmeid tootvad töötajad?
Reklaamvideo:
Ja mis kõige huvitavam - millised bioloogilise evolutsiooni etapid andsid meile kõige rohkem lööjaid?
Selle teemaga tegelemiseks rakendasid teadlased nende poolt välja töötatud "filostratigraafia" metoodikat. Viimastel aastatel on dešifreeritud evolutsioonipuu erinevatel harudel asuvate organismide genoomid ja sarnaste geenide olemasoluga erinevatel harudel sai võimalikuks jälgida, millisel tasemel konkreetne geen ilmnes. Kaasaegsed andmed võimaldavad Domazet-Losho ja Tautzil jälgida 19 sellist kihti - bakteritest kuni mitmerakuliste, imetajate ja primaatideni kuni inimesteni välja. Tulemused seda analüüsi võeti vastu avaldamiseks Molekulaarbioloogia ja Evolution; teadlased ei teinud vahet ühe geeni kahjustuse põhjustatud haiguste ja polügeensete põhjuste vahel.
Meie keha erinevad geenid tekkisid evolutsiooni erinevatel etappidel ja enamik neist oli kohal "loomingu krooni" kõige kaugemates esivanemates. Seda on raske uskuda, kuid enam kui pooled meie geenidest esinesid ühelrakulistes organismides ühel või teisel kujul ja suurem osa sellest pooles tekkis juba enne tuumade ilmumist rakkudesse. Kuid imetajate kogu areng lisas meie keha geenide koguarvust vaid umbes 10%.
Lihtne loogika ütleb, et kõige elementaarsemate rakuprotsesside eest vastutavad geenid päriti kõige iidsematelt organismidelt. Seetõttu peaksid neis esinevad mutatsioonid viima eluga kokkusobimatute defektideni ja nad ei saa kuuluda "kaasasündinud" kategooriasse, mis eeldab just seda sündi. Lisaks on need geenid olnud valikuprotsessi mõjul juba miljardeid aastaid ja võivad kuidagi “settida” kujul, mille jaoks mutatsioonid pole nii olulised.
Samal ajal pole geenid, mis eraldavad inimesi inimahvidest - mitte jumal teab, milline erinevus globaalses evolutsioonipildis on - nii tähtsad. Mis takistab inimesel sündida nahaga kaetud või matemaatiliselt analüüsivaba? Ja mis on miljon aastat võrreldes miljarditega? Seetõttu uskusid teadlased, et algajate geenide hulgas on suurem osa neist, mis põhjustavad kaasasündinud haigusi.
Selgus, et kõik on hoopis vastupidi - geneetilisi haigusi seostatakse sagedamini iidsete geenidega
Nagu näitab peaaegu kahe tuhande mitmesuguseid kaasasündinud haigusi põhjustava geeni analüüs, jääme ikkagi haigeks oma kõige kaugematelt esivanematelt päritud geenide tõttu. Ja need uuendused, mida loodus imetajatel esmakordselt rakendas, ei vii peaaegu kunagi geneetiliste haiguste tekkeni.
Samal ajal ei räägi me absoluutväärtustest - lihtsalt on rohkem iidseid geene, vaid suhtelisi. Kui iidseima filostratigraafilise taseme 8 tuhandest geenist seostatakse geneetiliste haigustega pisut vähem kui tuhat, siis platsentaimetajate enam kui 100 miljoni aasta pikkuse arenguga ilmunud kahe tuhande geeni seas on selliseid “haigusi põhjustavaid” geene vähem kui tosin. Kõige olulisem on selliste geenide osakaal nende reliikviate hulgas, mille saime eelloomulistest organismidest ja kuulsa "Kambriumi plahvatuse" ajal õitsenud mitmerakuliste organismide viimastest eelkäijatest.
Geenide arv erinevatel filostratigraafia tasemetel, mis asuvad horisontaalselt. Kõik inimkeha geenid on näidatud siniselt, geneetiliste haigustega seotud geenid on punase ja rohelise värviga. Üksikutele piikidele vastavad tasemed on märgistatud. // Domazet-Loo & Tautz / Molekulaarbioloogia ja evolutsioon
Autorid ei tee oma ootamatust tulemusest mingeid kindlaid järeldusi, piirdudes märkusega, et pärilikud haigused näivad olevat elu enda vältimatu komponent. Lisaks märgivad nad, et nende töö muudab nende geenide bioloogilise eesmärgi, mis on meie maal viimaste miljonite aastate jooksul ilmunud - näiteks primaatidele iseloomulikud poolteist tuhat, veelgi hägusemaks.
Ent teosel on ka ebaharilik praktiline kõla. Hiirtega tehtud katseid peetakse nüüd geneetiliste haiguste uurimisel "kullastandardiks". Kuid kui enamikku neist saab nematoodide ja puuviljakärbeste modelleerimiseks, siis miks raisata imetajatega töötamiseks aega, raha ja vaeva? Autorite sõnul, kui me räägime mitte bioloogilisest funktsioonist, vaid puhtteoreetilistest teemadest, näiteks geneetiliste haiguste põhjused, on parem töötada nende mudelorganismidega, milles need haigused on tekkinud.
