Genske bolezni so neizogibna lastnost vseh živih bitij. Večina genetskih bolezni je povezana z geni, podedovanimi od najbolj primitivnih organizmov. Milijarde let evolucije ni naredilo niti posameznih genov niti funkcij, ki jih opravljajo bolj odporne na mutacije
Vsako človeško celico lahko primerjamo z ogromno tovarno, v kateri več kot dvajset tisoč delujočih genov skupaj naredi en pogost vzrok. Izdelki genskega dela - beljakovine - se uporabljajo tako pri gradnji rastline (takšne beljakovine imenujemo strukturni), kot orodja dela - kot so na primer različni encimi, vključeni v nešteto kemičnih reakcij v celicah. Mimogrede, veliko več je obrtnikov, ki izdelujejo orodja kot zidarji, betonski delavci in celo gradbeniki.
V rastlini so ločeni strukturni elementi, beljakovine in proteini, ki začenjajo različne procese, številne sisteme, ki podpirajo življenje rastline in omogočajo, da deluje, kot je predpisano z genskim kodom. Če nadaljujemo z analogijo, si lahko celoten organizem predstavljamo kot ogromno državo z raznoliko industrijo, regulativnimi organi in institucijami in celo z veliko vojsko uradnikov.
Resnično, nobena država na svetu se ne more približati glede na zapletenost njene strukture s katero koli "primitivno" ribo iz jurskega obdobja.
Nikakor se vsi delavci ne rodijo idealno: med reprodukcijo se mutacije neizogibno pojavijo v genih. Nekateri delavci nimajo roke, nekateri imajo trn v desnem očesu, nekateri so se rodili z grbavcem. Vse te pomanjkljivosti neizogibno vplivajo na kakovost izdelka, ki ga proizvajajo - za razliko od ljudi, geni ne morejo prostovoljno preiti na proizvodnjo nečesa, kar jim omejene sposobnosti ne škodijo.
Dedne bolezni in genske bolezni
skupina bolezni, ki so posledica poškodbe DNK na genski ravni. Izraz genske bolezni se uporablja za bolezni, povezane z enim genom.
Vendar lahko tovarne in celi organizmi pogosto nadaljujejo z gradnjo iz, pogojno rečeno, trikotne opeke - da ne omenjam izgube neke signalne funkcije v celici. V teh primerih govorijo o prirojenih boleznih. Do danes je bilo katalogiziranih približno tisoč in pol genov, katerih nekatere mutacije vodijo do različnih fenotipskih sprememb v telesu, vendar človeku še vedno omogočajo, da se rodi.
Tomislav Domazet-Losho in Dietard Tautz z inštituta Max Planck za evolucijsko biologijo v Nemčiji sta vprašala, kateri geni v človeški DNK so na takšne spremembe najbolj dovzetni. Kje, v katerih trgovinah naših tovarn celic delajo delavci, ki proizvajajo največ odpadkov?
Promocijski video:
In najzanimivejše - katere faze biološke evolucije so nam dale največ preganjalcev?
Za reševanje tega vprašanja so znanstveniki uporabili metodologijo "filostratigrafije", ki so jo razvili. V zadnjih letih so bili razstavljeni genomi organizmov, ki se nahajajo na različnih vejah evolucijskega drevesa, in s prisotnostjo podobnih genov na različnih vejah je bilo mogoče izslediti raven, na kateri se je pojavil določen gen. Sodobni podatki omogočajo, da Domazet-Losho in Tautz izsledita 19 takih slojev - od bakterij, do večceličnih, sesalcev in primatov, vse do človeka. Rezultati te analize so bili sprejeti za objavo v Molekularni biologiji in evoluciji; znanstveniki niso ločili med boleznimi, ki jih povzroči poškodba enega gena, in poligenimi vzroki.
Na različnih stopnjah evolucije so nastali različni geni našega telesa in večina je bila prisotna pri najbolj oddaljenih prednikih "krone stvarstva". Težko je verjeti, vendar je bilo več kot polovica naših genov v takšni ali drugačni obliki še vedno prisotnih v enoceličnih organizmih in večina te polovice je nastala še pred pojavom jeder v celicah. Toda celotnemu razvoju sesalcev je dodalo le približno 10% celotnega števila genov v našem telesu.
Preprosta logika narekuje, da so bili geni, odgovorni za najosnovnejše celične procese, podedovani od najstarejših organizmov. Zato naj bi mutacije v njih povzročile okvare, ki niso združljive z življenjem, in ne morejo soditi v kategorijo »prirojenih«, ki predpostavlja prav to rojstvo. Poleg tega so ti geni že več milijard let pod vplivom selekcijskega procesa in bi se lahko nekako "naselili" v obliki, za katero mutacije niso tako pomembne.
Obenem geni, ki človeka ločijo od opic - ne ve Bog, kakšna je razlika v globalni evolucijski sliki - niso tako pomembni. No, kaj preprečuje, da bi se človek rodil pokrit s kožo ali nezmožen matematične analize? In kaj je milijon let v primerjavi z milijardami? Zato so znanstveniki verjeli, da bo med novimi geni večji delež tistih, ki vodijo do prirojenih bolezni.
Izkazalo se je, da je vse ravno obratno - genetske bolezni so pogosteje povezane s starodavnimi geni
Kot kaže analiza skoraj dveh tisoč genov, ki povzročajo različne prirojene bolezni, še vedno zbolimo zaradi genov, ki so jih podedovali od naših najbolj oddaljenih prednikov. In te inovacije, ki jih je narava prvič uvedla pri sesalcih, skoraj nikoli ne vodijo do genetskih bolezni.
Hkrati ne govorimo o absolutnih vrednostih - preprosto obstajajo bolj starodavni geni, ampak o relativnih. Če je od 8 tisoč genov najstarejše filostratigrafske ravni nekaj manj kot tisoč povezanih z genetskimi boleznimi, potem je med dva tisoč geni, ki so se pojavili v več kot 100 milijonov letih razvoja placentnih sesalcev, manj kot ducat takšnih "povzročiteljev bolezni" genov. Najbolj pa delež takšnih genov med tistimi relikvijami, ki smo jih dobili od predhodnih organizmov in zadnjih predhodnikov večceličnih organizmov, ki so cveteli med slovito "kambrijsko eksplozijo".
Število genov na različnih ravneh filostratigrafije, ki se nahajajo vodoravno. Vsi geni človeškega telesa so prikazani v modri barvi, geni, povezani z genetskimi boleznimi, so prikazani v rdeči in zeleni barvi. Stopnje, ki ustrezajo posameznim vrhom, so označene. // Domazet-Loo & Tautz / Molekularna biologija in evolucija
Avtorji iz svojega nepričakovanega rezultata ne sklepajo nobenih prepričljivih zaključkov in se omejijo na pripombo, da se zdi, da so dedne bolezni neizogiben sestavni del samega življenja. Poleg tega, ugotavljajo, njihovo delo naredi biološki namen tistih genov, ki so se pojavili pri nas v zadnjih milijonih let - na primer tistih tisoč in pol, ki so značilni za primate, še bolj zamolknjen.
Vendar ima delo tudi nenavaden praktičen zvok. Poskusi na miših danes veljajo za "zlati standard" pri preučevanju genetskih bolezni. Če pa jih je mogoče večino modelirati na ogorčicah in sadnih muhah, zakaj zapravljati čas, denar in trud pri delu s sesalci? Če govorimo ne o biološki funkciji, temveč o povsem teoretičnih vprašanjih, kot so vzroki genetskih bolezni, je bolje, da je bolje sodelovati s tistimi modelnimi organizmi, v katerih so te bolezni nastale.