Genske bolesti su nezaobilazna osobina svih živih bića. Većina genetskih bolesti povezana je s genima naslijeđenima od najprimitivnijih organizama. Milijarde godina evolucije nisu učinile niti pojedine gene niti funkcije koje obavljaju otpornije na mutacije
Svaku ljudsku stanicu možemo usporediti s ogromnom tvornicom u kojoj više od dvadeset tisuća radnih gena zajedno čini jedan zajednički uzrok. Proizvodi genskog rada - bjelančevine - koriste se i u izgradnji same biljke (takvi se proteini nazivaju strukturalni) i kao oruđe rada - poput, na primjer, različitih enzima koji su uključeni u bezbroj kemijskih reakcija u stanicama. Usput, puno je više zanatlija koji izrađuju alate od zidarica, betonskih radnika, pa čak i građevinara.
Postoje zasebni strukturni elementi u biljci, bjelančevine bjelančevina i proteini koji započinju razne procese, brojni sustavi koji podržavaju život biljke i omogućuju joj da djeluje kako je propisano genetskim kodom. Ako nastavimo analogiju, tada se cijeli organizam može zamisliti kao ogromna država s raznovrsnom industrijom, regulatornim tijelima i institucijama, pa čak i velikom vojskom dužnosnika.
Istina, niti jedna država na svijetu ne može se približiti složenosti njezine strukture s bilo kojom "primitivnom" ribom iz jurskog razdoblja.
Nipošto se svi radnici ne rađaju idealno: tijekom reprodukcije mutacije se neminovno pojavljuju u genima. Neki od radnika nemaju ruku, neki imaju trn u desnom oku, neki su rođeni sa grbavcem. Sve ove mane neizbježno utječu na kvalitetu proizvoda koji proizvode - za razliku od ljudi, geni se ne mogu dobrovoljno prebaciti na proizvodnju nečega što im ograničene sposobnosti ne mogu naštetiti.
Nasljedne bolesti i genske bolesti
skupina bolesti koja je posljedica oštećenja DNA na razini gena. Pojam genske bolesti koristi se za bolesti povezane s jednim genom.
Međutim, tvornice i čitavi organizmi često mogu raditi čak i gradeći se od, govoreći uvjetno, trokutastih opeka - da ne spominjemo gubitak neke signalne funkcije u stanici. U tim slučajevima oni govore o urođenim bolestima. Do danas je katalogizirano oko tisuću i pol tisuća gena, od kojih određene mutacije dovode do različitih fenotipskih promjena u tijelu, ali ipak dopuštaju da se osoba rodi.
Tomislav Domazet-Losho i Dietard Tautz s Instituta Max Planck za evolucijsku biologiju u Njemačkoj pitali su koji su geni u ljudskoj DNK najosjetljiviji na takve promjene. Gdje, u kojim trgovinama naših tvornica ćelija rade radnici koji proizvode najviše otpada?
Promotivni video:
I što je najzanimljivije - koje su nam faze biološke evolucije dale najviše gnjavaža?
Da bi se bavili ovim pitanjem, znanstvenici su primijenili metodologiju "filostratigrafije" koju su razvili. Posljednjih godina dešifrirali su se genomi organizama koji se nalaze na raznim granama evolucijskog stabla, a prisutnošću sličnih gena na različitim granama postalo je moguće pratiti na kojoj se razini pojavio određeni gen. Suvremeni podaci omogućuju Domazet-Losho i Tautzu da pronađu 19 takvih slojeva - od bakterija, do višećelijskih, sisavaca i primata, sve do ljudi. Rezultati ove analize prihvaćeni su za objavljivanje u Molecular Biology and Evolution; znanstvenici nisu razlikovali bolesti uzrokovane oštećenjem jednog gena i poligenskih uzroka.
Različiti geni našeg tijela nastali su u različitim fazama evolucije, a većina njih bila je prisutna u najudaljenijim precima „krune stvaranja“. Teško je povjerovati, ali više od polovice naših gena bilo je još uvijek prisutno u jednom ili drugom obliku u jednoćelijskim organizmima, a većina ove polovice nastala je i prije pojave jezgara u stanicama. No, cjelokupni razvoj sisavaca dodao je samo oko 10% ukupnog broja gena u našem tijelu.
Jednostavna logika nalaže da su geni odgovorni za najosnovnije stanične procese naslijeđeni od najstarijih organizama. Stoga bi mutacije u njima trebale dovesti do oštećenja nespojivih sa životom i ne mogu spadati u kategoriju "urođenih", što pretpostavlja upravo ovo rođenje. Pored toga, ti su geni bili pod utjecajem selekcijskog postupka već nekoliko milijardi godina i mogli bi se nekako „naseliti“u obliku za koji mutacije nisu toliko bitne.
Istodobno, geni koji razdvajaju ljude od majmuna - ne zna Bog koja je razlika u globalnoj evolucijskoj slici - nisu toliko važni. Pa, što sprječava da se osoba rodi prekrivena kožom ili nesposobna za matematičku analizu? A što je milijun godina u usporedbi s milijardama? Stoga su znanstvenici vjerovali da će među početnim genima biti veći udio onih koji dovode do urođenih bolesti.
Pokazalo se da je sve sasvim suprotno - genetske bolesti češće su povezane s drevnim genima
Kao što pokazuje analiza gotovo dvije tisuće gena koji uzrokuju razne urođene bolesti, još uvijek se razbolimo zbog gena naslijeđenih od naših najudaljenijih predaka. A te inovacije koje je priroda prvi primijenila kod sisavaca gotovo nikada ne dovode do genetskih bolesti.
Istodobno, ne govorimo o apsolutnim vrijednostima - jednostavno postoje stariji geni, nego o relativnim. Ako je od 8 tisuća gena najstarije filostratigrafske razine nešto manje od tisuće povezano s genetskim bolestima, tada je među dvije tisuće gena koji su se pojavili tijekom 100 milijuna godina razvoja placentalnih sisavaca manje od desetak takvih gena koji uzrokuju bolest. Najviše od svega, udio takvih gena među onim relikvijama koje smo dobili od pregelarnih organizama i posljednjih prekursora višećelijskih organizama koji su procvjetali za vrijeme čuvene "Kambrijske eksplozije".
Broj gena na različitim razinama filostratigrafije, smještenih vodoravno. Svi geni ljudskog tijela prikazani su plavom bojom, geni povezani s genetskim bolestima prikazani su crveno i zeleno. Označene su razine koje odgovaraju pojedinim vrhovima. // Domazet-Loo & Tautz / Molekularna biologija i evolucija
Autori ne izvode nikakve sigurne zaključke iz svog neočekivanog rezultata, ograničavajući se na napomenu da se čini da su nasljedne bolesti neizbježna komponenta samog života. Uz to, napominju, njihov rad čini biološku svrhu tih gena koji su se pojavili u našoj zemlji u posljednjih milijun godina - na primjer, onih tisuću i pol tisuća koji su karakteristični za primate još mračniji.
Međutim, djelo ima i neobičan praktičan zvuk. Eksperimenti na miševima danas se smatraju "zlatnim standardom" u istraživanju genetskih bolesti. Ali ako se većina može modelirati na nematodama i voćnim mušicama, zašto gubiti vrijeme, novac i trud radeći s sisavcima? Prema autorima, ako ne govorimo o biološkoj funkciji, nego o čisto teorijskim pitanjima kao što su uzroci genetskih bolesti, bolje je raditi s onim modelnim organizmima u kojima su te bolesti nastale.