Na fotografiji: Istraživač s neandertalskom lubanjom
Kao što znate, genetičari smatraju da je do 95% cjelokupne ljudske DNK smećem, to jest, ne noseći nikakve korisne informacije. Dugo vremena znanstvenici nisu uspjeli rasvijetliti zašto je priroda stvorila tako veliki balast. Tek je nedavno postalo jasno da istraživači žure s odbacivanjem neželjene DNK.
"Crna kutija" iz prošlosti
Zamislimo svoj DNK kao vremenski masni, veliki i krupni časopis. Priroda ga vodi od davnina, na stranicama se nalazi ogroman broj bilješki, uređivanja. Svaka životinja u lancu evolucije obilježila je priroda na ovim stranicama, zatim opet, opet i opet, i tako sve do onog trenutka stvaranja epohe, kada se napokon pojavio čovjek koji je mogao reći: " Cogito, ergo sum " ("Mislim, dakle postojim"). Na stranicama "časopisa" nalaze se mnogi crteži, komentari, pa čak i crtani filmovi autora: nacrtani su dinosaurusi, skice mrežnih krila, krznene šape, dugi brkovi, oštre uši i pahuljasti repovi … Sve je to precrtano, ispunjeno bojom, neki crteži izbrisani su gumicom - ne možete ništa razabrati: "Nema drugih, ali oni su daleko."
To je ono što je naša bezvrijedna DNK, figurativno gledano. Sadrži fragmente gena i čitave gene, neke nejasne dodatke nečemu što već dugo ne postoji. Priroda, kakva je, govori nam da smo potomci stvorenja koja su odavno nestala u ponoru vremena.
Značajan dio ljudske DNK, koji sadrži radne gene, zauzima svega 4-5%, to jest mikroskopski volumen ukupnog broja "unosa u časopis". To dovodi do činjenice da je vrlo sitna promjena radne DNK dovoljna za mutiranje ili oštećenje bilo kojeg gena. Često se događa da nasljedne bolesti nastaju zbog činjenice da je unos u značajnom dijelu DNA izvršen s pogreškom. U ovom slučaju, ako se sjećate naše usporedbe s časopisom, čak i pogrešan zarez može biti dovoljan.
Na primjer, zbog mutacije u DNA dolazi do sindroma „staklenog čovjeka“, u kojem se kolagen nepravilno sintetizira, a djetetove kosti su toliko krhke da se razbijaju od najmanjeg utjecaja. Ali u prirodi postoje i pozitivne, evolucijski sretne varijante raspada gena. S takvim mutacijama proteini u genima mogu se skupiti duž lanca na potpuno novi način, koji tijelo može obdariti novim funkcijama, a često podrazumijeva i gubitak atavističkih, to jest starih svojstava. Jedan od najupečatljivijih primjera toga je pojava govora kod ljudi, koja je uzrokovana mutacijama gena FOXP2 prije oko 200 tisuća godina.
Promotivni video:
Riješite se smeća iz teorije
Bezvrijedna DNK prisutna je ne samo kod ljudi, već i kod životinja, a prisutna je samo u najjednostavnijim virusima. Nakon provedenog niza studija, pokazalo se da su neki dijelovi DNK smeća nevjerojatno slični mnogim vrstama živih bića koja stoje daleko jedan od drugog u procesu evolucije. Konkretno, znanstvenik David Kingsley i skupina kolega iz Stanforda, nakon njihovih pokusa, izjavili su da postoji više od 500 komada DNK identičnih u proučavanim životinjama, ali ih nema kod ljudi. Ova studija uspoređivala je i ljudski DNK s DNK našeg "bliskog rođaka" - čimpanza, s čime se podudaraju geni s 96 posto. Rezultat je bio neočekivan - razlike između ljudi i čimpanza i mnogih drugih sisavaca većinom nisu u genetskim akvizicijama, odnosno ne u prisutnosti novih gena koji su se pojavili u njemu,a kod genetskih gubitaka - odsutnost nekih fragmenata u lancima DNK. Začudo, istina je: nedostaju nam ti fragmenti koji nedostaju u nekodiranju, odnosno neželjenoj DNK. Prema tome, zaključak sugerira sam sebi da nije tako smeće …
Evo primjera: dio koji nedostaje u ljudskoj DNK pada na jedan od fragmenata genoma povezan s proizvodnjom androgenog receptora AR, koji reagira na muške hormone - testosteron i dihidrotestosteron. Postoji pretpostavka da je gubitak ovog određenog fragmenta doveo do nestanka kod ljudi obilježja svojstvenih čimpanzama i drugim sisavcima, naime: tvrdo osjetljive dlake vibrissae (na primjer, šapice kod mačaka), kao i keratinske bodlje na penisu. Mnogi sisavci imaju ove karakteristike, od miševa do majmuna.
Drugi komad DNK koji je nestao s ljudi nalazi se u blizini gena GADD45G. Ovaj gen je zadužen za rast stanica, a njegova odsutnost dovodi do štetnih posljedica za tijelo - nekontroliranog rasta stanica, što dovodi do pojave i rasta karcinoma. Međutim, odsutnost fragmenata DNA pored ovog gena pridonijelo je povećanju veličine nekih područja ljudskog mozga. Kod zametaka miševa i čimpanza, koji su umjetno lišeni takvog fragmenta, vizualne zone mozga i brojnih drugih područja mozga počele su se povećavati.
Tako se bezvrijedna DNK, možda, potpuno nezasluženo smatra zbirkom starih i besmislenih "zapisa" naslijeđenih od naših dalekih predaka. Ne igrajući izravnu ulogu u prijenosu genetskih informacija, ponaša se poput "sivog kardinala", odnosno kontrolira okolne gene, a također se "zamjenjuje pod udarima sudbine", poduzimajući napade virusa i mutacije.
Otkriće Johna Matticka
Tražiti crnu mačku u mračnoj sobi, pogotovo ako tama iznosi do 95 posto njezinog volumena, nezahvalan je zadatak. Ali okolnosti se mogu drastično promijeniti ako iznenada uspijete osvijetliti tamnu sobu, čak i pri vrlo prigušenom svjetlu.
Australijski znanstvenik John Mattick uspio je baciti malo svjetla u mračnu sobu DNK smeća. Svjetlost još nije prejako, na zidovima su vidljive sjene, predmeti u sumraku poprimaju iskrivljene oblike, ali njegova je zasluga očita: uspio je postići službenu reviziju ideje znanstvenika o bezvrijednoj DNK kao zbirki balasta koji smo naslijedili od davnina. I za to je prvi australijski znanstvenik kojem je dodijeljena nagrada Chen za izvrsnost u genetskim i genomskim istraživanjima.
"Ideje koje sam smislio prije 10 godina bile su prilično radikalne, ali uvijek sam mislio da sam u pravu", rekao je Mattik, koji je nedavno postao novi izvršni direktor Instituta Garvan. Objašnjava: „Kad su James Watson i Francis Crick otprilike 50 godina otkrili da se DNK sastoji od dvostruke spirale, znanstvenici su počeli vjerovati da je većina gena napisana uputama za proteine, građevne blokove svih tjelesnih procesa. Ova pretpostavka vrijedila je za bakterije, ali ne za tako složene organizme kao ljudi."
Znanstvenik je otkrio da su dijelovi bezvrijedne DNK, između ostalog, odgovorni za proizvodnju RNA - ribonukleinske kiseline. A sama RNA, koja se ranije smatra potpuno nekodirajućom, to jest neradnom, je cijela mreža koja kontrolira rad tijela.
"Očigledna i vrlo uzbudljiva mogućnost je da postoji još jedan sloj informacija koje izražava genom - nekodirajuća RNA formira masivnu i prethodno nepriznatu regulatornu mrežu koja pokreće ljudski razvoj", zaključio je Mattik.
RNA je prilično znatiželjna stvar. Poput DNK, ona može pohraniti podatke o biološkim procesima. RNA se također može koristiti kao genom virusa i virusu sličnih čestica. Na primjer, virus gripe u svim fazama sadrži genom koji se sastoji isključivo od RNA. Pored toga, RNA se smatra svojevrsnim pretkom DNK, koji je sve kontrolne funkcije prenio na svog mladog i uspješnijeg "nasljednika". A sada se pokazalo da RNA još nije izgubila sve uzdahe nadzora nad našim tijelom! Konkretno, mnogi znanstvenici sada pretpostavljaju da je RNA potrebna ljudima za plastičnost i učenje mozga. Pretpostavlja se da će daljnja istraživanja RNA pomoći u razumijevanju mehanizama razvoja nekih bolesti.
Ukratko, genetika je sve bliža reviziji nekih svojih temelja, a u teoriji junk DNA je sve manje i manje tamnih mrlja.
