Popatrzmy jeszcze na chromosomy – może tu jest już wszystko jasne? Występują w formie mikroskopijnej struktury najlepiej widocznej w metafazie podziału komórkowego (są wtedy najbardziej skondensowane). Może dla przypomnienia – chromosom jest zbudowany z 2 chromatyd siostrzanych połączonych w jednym punkcie centromerem z kinetochorem (miejsce przyczepu włókien wrzeciona). W niektórych naszych chromosomach (pary 13-15 i 21-22) są satelity (trabanty) z przewężeniami wtórnymi (NOR – organizator jąderka: fragment z genami dotyczącymi budowy rRNA, który w interfazie wchodzi w skład jąderka odpowiedzialnego za formowanie rybosomów). U eukariontów chromosomy są zakończone telomerami, zaś miejsce genu w chromosomie określa się jako locus. Chromosomy dzielą się na autosomy i ch. płciowe (allosomy, heterosomy) – u nas X i Y (typ Lygeus). Ze względu na położenie centromeru wyróżnia się chromosomy metacentryczne, submetacentryczne, akrocentryczne i telocentryczne. Prawda, że sporo wiemy? Niestety, nic bardziej mylnego.
Struktura chromosomu jest nadal bardzo tajemnicza.
Większość tego, co dziś wiemy o nich, to wnioski, które wyciągnięto z obserwacji podziałów komórkowych. Nie jest to jednak pełny obraz. Nowa metoda badań (3D CLEM; świetlna i elektronowa mikroskopia wspomagana komputerowo) struktury ludzkich chromosomów zmusiła uczonych do rewizji poglądu (po prawie 100 latach), że składają się one niemal wyłącznie z chromatyny. Odkryto, że chromatyna stanowi jedynie 53-70% całkowitej ich zawartości. Pozostałe 30-47% przypada na tajemnicze „obrzeże chromosomu” pełniące funkcje osłonki. Nie mamy pojęcia o tym, do czego służy to „obrzeże”. Być może pełni swoiste funkcje ochronne. Jeżeli tak jest, to pełni kluczową rolę w zapobieganiu wystąpienia błędów podczas podziałów komórkowych.
I drugi problem. Z badań jasno wynika, że większość DNA to śmieci. Czy to prawda? Twórcy projektu ENOCDE (Encyclopedia of DNA Elements) w 2012 r. ogłosili, że aż 80% ludzkiego genomu zawiera informacje niezbędne do funkcjonowania organizmu. Naukowcy z Oksfordu twierdzą natomiast, że jest to zaledwie 8.2% DNA. Z tego zaledwie 1% odpowiada za wszystkie procesy biologiczne organizmów (mamy tylko 21500 genów), zaś pozostałe 7% włącza i wyłącza geny kodujące odpowiednie białka. A cała reszta to bezużyteczna pozostałość ewolucyjna. Różnice w ocenie są efektem różnych definicji „funkcjonalności”. Czekamy na werdykt? To nie jest takie proste, BO „ŚMIECI” są NIEZBĘDNE choćby…do determinacj płci. Udowodnili to brytyjscy naukowcy. Rzuca to nowe światło na nasze zrozumienie śmieciowego DNA oraz mechanizmy odpowiadające za rozwój płci u ludzi. Gen SRY (locus na Y) koduje białko SOX9, które określa, czy u ssaka występują jądra, czy jajniki (przy małej ilości powstają jajniki, przy dużej – jądra). Okazuje się, że podobną funkcję do genu SRY spełnia mały fragment DNA o nazwie Enh13. Nie ma on żadnych genów, które są wykorzystywane do wytwarzania białek, więc zalicza się go do śmieciowego DNA. Ale gdy usunięto te „śmieci” zarodkom samców myszy, rozwinęły się u nich żeńskie narządy płciowe. Enh13 działa jak wzmacniacz ułatwiający ekspresję genu SRY poprzez wzrost prawdopodobieństwa jego transkrypcji. Zaskakujące, że ma on tak duży wpływ na płeć zarodka. Naukowcy podejrzewają, że podobną rolę spełnia także i u nas. Popatrzcie na to wszystko przez pryzmat modnego gender i LGBT!
Czy większość „śmieci” to transpozony?
Po ponad 20 latach od chwili rozszyfrowania genomu człowieka nadal nie wiemy, o co chodzi. A na dodatek trzeba to było „zgrać” z faktem obecności w genomie znanych od wielu lat transpozonów (tzw. jumping genes czyli skaczące geny). 8% naszego DNA składa się z sekwencji HERV (Human Endogenous RetroVirus), które pochodzą od retrowirusów endogennych należących do retrotranspozonów LTR. Niektóre z nich zostały zaadaptowane przez nasz organizm i są przydatne w wielu sytuacjach, np. podczas ciąży. Ale mogą być także istotnym czynnikiem w chorobach przewlekłych. Z kolei sekwencje LINE (Long Interspersed Nuclear Elements) należące do retrotranspozonów non-LTR stanowią w naszym genomie aż do 20% DNA. Rozprzestrzeniają się one w genomie za pośrednictwem RNA i odwrotnej transkryptazy. W genomie ludzkim zlokalizowano do 900 000 kopii tych elementów, ale tylko nieliczne (około 100) z nich zachowują swoją aktywność. LINE mogą destabilizować strukturę genomu, powodując m.in. zaburzenia ekspresji genów i alternatywnego składania oraz aktywację alternatywnych promotorów. Ich transpozycja to proces aktywny głównie we wczesnych stadiach embriogenezy (w prawidłowych komórkach somatycznych jest tłumiona za pomocą mechanizmów epigenetycznych).
Zmiany w poziomie metylacji DNA „skaczących genów” są jednym z głównych wskaźników ich aktywności wiązanej z licznymi chorobami genetycznymi i różnymi postaciami nowotworów. Retrotranspozony (wędrują jako RNA) wklejają się do DNA i prowadzą do powstawania mutacji. Często towarzyszą nowotworzeniu lub wręcz leżą u jego podstaw. Dlatego w komórkach powstały mechanizmy obrony przed namnażaniem się tych genowych pasożytów. Opisano już jak komórka może – za pomocą metylacji – zablokować fragment DNA z elementem LINE-1 tak, by stał się nieczynny. A polscy naukowcy wyjaśnili, jak komórka może bronić się przed tymi elementami na dalszym etapie – kiedy retrotranspozon już się uaktywni. Odkryli, że aby zastopować jego „inwazję”, w komórce może zajść tzw. urydylacja jego RNA. Polega ona na dołączeniu do końca RNA dodatkowych nukleotydów urydylowych, które działają jak „kula u nogi”. Ale przypominam na tę okazję pseudourydynę, która tyle biedy przyniosła zaszczepionym na słynnego wirusa!
I jak tu mówić o determinizmie genetycznym? O Mendlu i krzyżówkach genetycznych, którymi nadal katują na lekcjach biologii?
Czy to wszystko jeśli chodzi o DNA i genom? A skąd! Najważniejsze dopiero przed nami!
zlornetkawsieci 
Dodaj komentarz