Gensjukdomar är en oundviklig egenskap hos alla levande saker. De flesta av de genetiska sjukdomarna är associerade med gener som ärvs från de mest primitiva organismerna. Miljarder år med evolution har varken gjort individuella gener eller funktionerna de utför mer resistenta mot mutationer
Varje mänsklig cell kan jämföras med en enorm fabrik, där mer än tjugo tusen arbetande gener tillsammans gör en gemensam orsak. Produkterna från genarbete - proteiner - används både i konstruktionen av själva växten (sådana proteiner kallas strukturella) och som verktyg för arbetskraft - som till exempel olika enzymer som är involverade i ett stort antal kemiska reaktioner i celler. Förresten, det finns mycket fler hantverkare som gör verktyg än tegelproducenter, betongarbetare och till och med byggare.
Det finns separata strukturelement i en växt, proteiner och proteiner, som startar olika processer, många system som stöder växtens livslängd och gör att den kan fungera som föreskrivs i den genetiska koden. Om vi fortsätter analogin, kan hela organismen föreställas som en enorm stat med en diversifierad industri, tillsynsorgan och institutioner och till och med en stor armé av tjänstemän.
Det är riktigt att inte ett enda tillstånd i världen kan komma nära att jämföra med avseende på komplexiteten i dess struktur med någon "primitiv" fisk från juraperioden.
På ingen sätt föds alla arbetare idealiska: under reproduktion förekommer mutationer oundvikligen i gener. Några av arbetarna har ingen hand, andra har en torn i sitt högra öga, andra föddes med en klyftor. Alla dessa defekter påverkar oundvikligen kvaliteten på den produkt de producerar - till skillnad från människor kan gener inte frivilligt övergå till att producera något som deras begränsade förmågor inte skadar.
Ärftliga sjukdomar och gensjukdomar
en grupp sjukdomar som härrör från DNA-skada på gennivån. Termen gensjukdomar används för sjukdomar associerade med en enda gen.
Men fabriker och hela organismer kan ofta fortsätta att fungera till och med byggda av, med villkor talade, triangulära tegelstenar - för att inte tala om förlusten av någon signalfunktion i cellen. I dessa fall talar de om medfödda sjukdomar. Hittills har cirka ett och ett halvt tusen gener katalogiserats, av vilka vissa mutationer leder till olika fenotypiska förändringar i kroppen, men som fortfarande tillåter en person att föds.
Tomislav Domazet-Losho och Dietard Tautz från Max Planck Institute for Evolutionary Biology i Tyskland frågade vilka gener i mänskligt DNA som är mest mottagliga för sådana förändringar. Var, i vilka butiker i våra cellfabriker arbetar de arbetare som producerar mest avfall?
Kampanjvideo:
Och det mest intressanta - vilka steg i biologisk evolution gav oss de flesta bunglarna?
För att hantera denna fråga använde forskarna metoden för "filostratigrafi" som utvecklats av dem. Under de senaste åren har genomen av organismer belägna på olika grenar i det evolutionära trädet dekrypterats, och genom närvaron av liknande gener på olika grenar har det blivit möjligt att spåra nivån på vilken en viss gen uppträdde. Moderna data tillåter Domazet-Losho och Tautz att spåra 19 sådana lager - från bakterier till flercelliga, däggdjur och primater, fram till människor. Resultaten av denna analys accepterades för publicering i Molecular Biology and Evolution; forskarna skilde inte mellan sjukdomar orsakade av skada på en gen och polygeniska orsaker.
Olika gener i vår kropp uppstod i olika utvecklingsstadier, och de flesta av dem var närvarande i de mest avlägsna förfäderna till "skapelsens krona". Det är svårt att tro, men mer än hälften av våra gener fanns fortfarande i en eller annan form i encelliga organismer, och det mesta av denna hälft uppstod redan innan kärnor uppträdde i celler. Men hela utvecklingen av däggdjur tilllade bara cirka 10% av det totala antalet gener i vår kropp.
Enkel logik dikterar att generna ansvariga för de mest grundläggande cellulära processerna ärvdes från de mest forntida organismerna. Därför borde mutationer i dem leda till defekter som är oförenliga med livet, och de kan inte ingå i kategorin "medfödda", vilket förutsätter just denna födelse. Dessutom har dessa gener varit under påverkan av selektionsprocessen i miljarder år och kan på något sätt "slå sig ner" i en form för vilken mutationer inte är så viktiga.
Samtidigt är generna som skiljer människor från apor - inte Gud vet vilken skillnad i den globala evolutionära bilden - inte så viktiga. Tja, vad hindrar en person från att födas täckt i huden eller inte kunna matematisk analys? Och vad är en miljon år jämfört med miljarder? Därför trodde forskare att bland nybörjare kommer det att finnas en större andel av de som leder till medfödda sjukdomar.
Det visade sig att allt är tvärtom - genetiska sjukdomar är oftare förknippade med gamla gener
Som analysen av nästan två tusen gener som orsakar olika medfödda sjukdomar visar blir vi fortfarande sjuka på grund av generna som ärvts från våra mest avlägsna förfäder. Och de innovationer som naturen först implementerade hos däggdjur leder nästan aldrig till genetiska sjukdomar.
Samtidigt talar vi inte om absoluta värden - det finns helt enkelt fler forntida gener, utan om relativa. Om av 8 000 gener av den mest forntida filostratigrafiska nivån, lite mindre än tusen, är förknippade med genetiska sjukdomar, så finns det bland de två tusen gener som verkade under 100 miljoner år av utveckling av placenta däggdjur, mindre än ett dussin sådana "sjukdomsframkallande" gener. Framför allt är andelen av sådana gener bland de relikerna som vi fick från precellulära organismer och de sista föregångarna till flercelliga organismer som blomstrade under den berömda "Cambrian Explosion".
Antalet gener på olika nivåer av filostratigrafi, som ligger horisontellt. Alla gener i människokroppen visas i blått, gener associerade med genetiska sjukdomar visas i rött och grönt. Nivåerna som motsvarar individuella toppar är märkta. // Domazet-Loo & Tautz / Molecular Biology and Evolution
Författarna drar inte några säkra slutsatser från deras oväntade resultat och begränsar sig till anmärkningen att ärftliga sjukdomar verkar vara en oundviklig del av själva livet. Dessutom konstaterar de att deras arbete gör det biologiska syftet med de gener som har dykt upp i vårt land under de senaste miljoner åren - till exempel de ett och ett halvt tusen som är karakteristiska för primater ännu mer skumma.
Men verket har också ett ovanligt praktiskt ljud. Experiment på möss anses nu vara "guldstandarden" i studien av genetiska sjukdomar. Men om de flesta av dem kan modelleras på nematoder och fruktflugor, varför slösa tid, pengar och ansträngningar att arbeta med däggdjur? Enligt författarna är det bättre att arbeta med de modellorganismer som dessa sjukdomar har uppstått om vi inte pratar om biologisk funktion utan om rent teoretiska frågor som orsakerna till gensjukdomar.
