Mendel i Morgan – zapewne wielu z nas całkiem dobrze kojarzy te dwa nazwiska. Tak, tak, to słynne I i II prawo oraz chromosomowa teoria dziedziczenia, czyli podstawy genetyki. No i te… znienawidzone zadania z szachownicami na półtorej strony…Aktualne w szkołach do dziś. Aż się nie chce wierzyć, bo od odkryć pierwszego z wymienionych minęło ponad 150, zaś drugiego – blisko110 lat.
Trudno zaprzeczyć, że to były genialne odkrycia. Tyle, że naznaczyły one medycynę i biologię medyczną bezwzględnym DETERMINIZMEM. Ze szkodą dla naszego zdrowia i nie tylko. Któż nie zna słynnego: genów nie oszukasz! Nadal wielu w to święcie wierzy. Zapominamy jednak, że jest to nieuprawniony wniosek wynikający z badań genetycznych prowadzonych na drobnoustrojach, u których to „przeznaczenie” jest decydujące. Powód? Dość przejrzyste i nieskomplikowane mechanizmy dziedziczenia u prokariontów. Ale w naszym przypadku stawiałbym raczej na powiedzonko: wyssać z mlekiem matki. Bo u nas „geny to nie wszystko”, lecz tylko punkt wyjścia w kreowaniu ostatecznych, indywidualnych cech. A to implikuje zupełnie nowe podejście i do profilaktyki, i do diagnostyki, i do ewentualnej terapii chorób. Kiedy to dotrze do wszystkich? Lekarze muszą zrozumieć, że trzeba wręcz zmienić podejście do etiopatogenezy (przyczyny i mechanizmy powstawania) chorób, zaś my – jak wiele jest nadal w naszych rękach. Przykładów i dowodów mamy na to wyjątkowo dużo i będziemy do tego jeszcze wielokrotnie wracać.
Dziś kilka najważniejszych terminów, które stanowią bazę nowego podejścia do wielu fundamentalnych zagadnień medycznych. I wskazują, z jak delikatną materią mamy do czynienia. To nie jest banalna szkolna krzyżówka genetyczna, nawet z „szalonym” rozszczepieniem w F2: 1:2:1:2:4:2:1:2:1 czy 3:1:6:2:3:1.
Zacznijmy od najważniejszego, czyli biologii systemowej…
Zajmuje się ona badaniem złożonych interakcji (szlaki sygnałowe) między genomem, transkryptomem, proteomem i metabolomem oraz oddziaływań systemów funkcjonalnych komórki i organizmu.
Genom to materiał genetyczny zawarty w podstawowym (haploidalnym) zespole chromosomów. Termin jest często mylony z genotypem, czyli całością informacji genetycznej organizmu. Genomika jest więc dziedziną biologii zajmującą się analizą genomów. Jej głównym celem jest poznanie sekwencji materiału genetycznego (mapowanie genomu) oraz określenie wszelkich zależności i interakcji wewnątrz genomu. Niewątpliwie poznanie genomu stanowi punkt wyjścia do dalszych rozważań, ale samo w sobie ma tak naprawdę niewielką wartość w zrozumieniu istoty funkcji naszego materiału genetycznego. Odtrąbione triumfalnie zakończenie projektu HUGO okazało się jednak wielkim rozczarowaniem. Przyniosło więcej pytań niż odpowiedzi.
Idźmy dalej…
Transkryptom to zestaw cząsteczek mRNA (lub ogólniej transkryptów) obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie. W przeciwieństwie do genomu jest bardzo dynamiczny, gdyż komórki – w odpowiedzi na różne czynniki – nieustannie uruchamiają i wyłączają transkrypcję genów. Jest on przedmiotem transkryptomiki, która zajmuje się określeniem miejsca i czasu aktywności genów. Badania transkryptomiczne polegają najczęściej na określaniu poziomu ekspresji genów, czyli ilości ich transkryptów w komórkach.
Z kolei proteom to zestaw białek występujących w komórce, czyli białkowy odpowiednik genomu. Podobnie jak transkryptom, zmienia się on nieustannie w odpowiedzi na różne czynniki. Białkami w komórce zajmuje się zatem proteomika, która ustala ich struktury i funkcje. Proteomika jest dziedziną znacznie szerszą i bardziej złożoną niż genomika (liczba białek w ludzkim proteomie jest znacznie większa niż liczba genów kodujących białka – 400 000 wobec 21500). Skatalogowanie wszystkich białek, jakie mogą pojawić się w ludzkim organizmie, oraz przypisanie im określonych funkcji jest wielkim wyzwaniem dla nauki. Poznaniem ludzkiego proteomu zajmuje się międzynarodowe konsorcjum Human Proteome Organisation (HUPO).
Niestety badacze, zarówno genomu jak i proteomu, nieustannie ulegają pokusom, by nie tylko odkrywać, lecz także „majsterkować” w tej delikatnej materii. A to, jak już wielokrotnie bywało, jest zwykle ślepą uliczką.
No i na końcu pojawia się metabolom – zestaw wszystkich metabolitów (związki organiczne i nieorganiczne) obecnych w organizmie. W 2007 r. przedstawiono zarys Projektu Ludzkiego Metabolomu (The Human Metabolom Project). Skatalogowano w nim i scharakteryzowano 2500 metabolitów i 4700 ksenobiotyków, w tym 1200 leków i 3500 składników pożywienia, które znaleziono w ludzkim ciele, a lista ta stale się wydłuża. Jak się już łatwo domyślić zajmuje się tym metabolomika.
Integracja wszystkich danych badań „omicznych” (genomika, transkryptomika, proteomika, metabolomika) jest niezwykle istotna, np. dla stworzenia kompletnego obrazu efektów fizjologicznych danego leku. O lekach i zgonach z ich powodu jeszcze będzie!
Czy to wszystko? A skąd! Mamy jeszcze rzecz absolutnie podstawową. Jest to epigenetyka – nowa dziedzina wiedzy, która dąży do poznania istoty funkcjonowania genomu. Celem jest poznanie ludzkiego epigenomu (pełny zestaw chemicznych modyfikacji DNA oraz białek histonów, który reguluje strukturę chromatyny i funkcje genomu): zobacz. A w praktyce pozwoli to zrozumieć, jak należy traktować geny i wykorzystywać mechanizmy regulacji ich aktywności we własnym, codziennym życiu. Od nas samych naprawdę zależy bardzo dużo. Naprawdę uwierzcie!
No to mamy mniej więcej wszystko. Tyle, że nie wyszliśmy ani na milimetr poza tę nieszczęsną materię. A, jak się okazało, DNA ma fantastyczne, niezrozumiałe, właściwości, o których „nawet fizjologom nigdy się nie śniło”. O tym też będzie…
pozdrawiam
zlornetkawsieci 
Dodaj komentarz