Gen­forsk­ning

Ny Vitenskap – Kroppen - - Innhold -

Fra arv til gen­etis­ke syk­dom­mer, hvil­ke hem­me­lig­he­ter lig­ger

skjult i ge­ne­ne våre og hvor­dan be­stem­mer de hvem vi er?

Gener de­fi­ne­rer hvem vi er. De ut­gjør den grunn­leg­gen­de en­het for ar­ve­lig­het, som hver inne­hol­der et ko­det sett av in­struk­sjo­ner som ut­gjør et pro­tein. Men­nes­ker har an­slags­vis 20 500 gener, va­rie­ren­de i leng­de fra noen hund­re til mer enn 2 mil­lio­ner base­par. De på­vir­ker alle as­pek­ter ved vår fy­sio­lo­gi, gir ko­den som be­stem­mer vårt fy­sis­ke ut­se­en­de, de bio­kje­mis­ke re­ak­sjo­ne­ne som opp­står i cel­le­ne våre, og man­ge me­ner at vår per­son­lig­het også lig­ger pro­gram­mert i ge­ne­ne.

Hvert in­di­vid har to ko­pi­er av hvert gen - ett ar­vet fra hver av for­eld­re­ne. I be­folk­nin­gen er det fle­re va­ri­an­ter av hvert gen - det vil si ulike for­mer av sam­me kode, med en rek­ke små va­ria­sjo­ner i se­kven­sen. Dis­se va­ri­an­te­ne ut­fø­rer den sam­me un­der­lig­gen­de funk­sjon, men det er de små for­skjel­le­ne som gjør hver en­kelt av oss unik.

Inni hver cel­le i kroppen ( bort­sett fra i røde blod­cel­ler) er det en kjer­ne som inne­hol­der den gen­etis­ke in­for­ma­sjo­nen vår: De­ok­syri­bo­nuk­lein­syre ( DNA). DNA er en kode på fire tegn som be­står av ba­ser: Ade­nin ( A), Gua­nin ( G), Cy­to­sin ( C) og Ty­min ( T). Som mo­le­ky­lær­bio­log Fran­cis Crick en gang sa, « DNA ska­per RNA, RNA ska­per pro­tein og pro­tei­ner ska­per oss. » Ge­ne­ne våre lig­ger lag­ret i grup­per på fle­re tu­sen for­delt på 23 par kro­mo­so­mer i kjer­nen, så når en cel­le tren­ger å bru­ke et be­stemt gen, la­ger den en mid­ler­ti­dig kopi av se­kven­sen i form av ri­bo­nuk­lein- syre ( RNA). Ko­pi­en inne­hol­der all in­for­ma­sjon som kre­ves for å lage et pro­tein – krop­pens bygge­klos­ser.

The Hu­man Ge­no­me Pro­ject har som mål å kart­leg­ge hele det men­nes­ke­li­ge genom; det­te vil i prak­sis si å fin­ne opp­skrif­ten på et men­nes­ke. Ved hjelp av in­for­ma­sjon som lig­ger skjult i vår gen­etis­ke kode, har fors­ke­re kun­net iden­ti­fi­se­re gener som bi­drar til ulike syk­dom­mer. Ved å logg­føre fel­les gen­etisk va­ria­sjon i den men­nes­ke­li­ge be­folk­nin­gen har fors­ker­ne vært i stand til å iden­ti­fi­se­re over 1800 syk­doms­as­so­si­er­te gener, som på­vir­ker syk­dom­mer som spen­ner fra bryst­kreft til Al­z­hei­mers. De un­der­lig­gen­de gen­etis­ke på­virk­nin­ger som på­vir­ker kom­plek­se syk­dom­mer som hjerte­syk­dom­mer, er ennå ikke fullt ut for­stått, men å ved å kart­leg­ge ge­no­met vil opp­ga­ven med å iden­ti­fi­se­re gen­etis­ke ri­siko­fak­to­rer være mye enk­le­re.

In­ter­es­sant nok opp­da­get pro­sjek­tet vi har langt fær­re gener enn først an­tatt; fak­tisk bare to pro­sent av våre ge­nom­ko­der for pro­tei­ner. Gjen­væ­ren­de DNA er kjent som ikke- ko­den­de og tje­ner and­re funk­sjo­ner enn å inne­hol­de gener. I man­ge men­neske­ge­ner kal­les dis­se ikke­ko­den­de re­gio­ne­ne for in­tro­ner, og mel­lom gener er det in­ter­ge­nisk DNA. En fore­slått for­kla­ring er at dis­se se­kven­se­ne fun­ge­re som en buf­fer for å be­skyt­te vik­tig gen­etisk in­for­ma­sjon fra å mu­te­re. And­re ikke- ko­den­de DNA fun­ge­rer som bry­te­re som hjel­per cel­le­ne med å slå gener av og på til rett tid, og re­gu­le­re gen­ut­trykk.

Gen­etisk mu­ta­sjon er kil­den til va­ria­sjon i alle or­ga­nis­mer. De fles­te mu­ta­sjo­ner opp­står idet DNA blir ko­piert, når cel­le­ne for­be­re­der seg på å bli delt. Det mo­le­ky­læ­re ma­ski­ne­ri­et som er an­svar­lig for dup­li­se­ring av DNA, er ut­satt for feil, og gjør ofte feil, noe som re­sul­te­rer i end­rin­ger i DNA- se­kven­sen. Det­te kan være noe så en­kelt som at en base ved et uhell er­stat­tes med en an­nen ( f. eks A med G), el­ler kan være mye stør­re feil, som å leg­ge til el­ler slet­te ba­ser. Cel­ler har verk­tøy­ene som kan ret­te feil som kan opp­stå, og til og med dre­pe cel­ler som gjør sto­re feil, men til tross for det­te kan en­kel­te feil slip­pe gjen­nom..

I lø­pet av li­vet ditt vil det skje man­ge mu­ta­sjo­ner i cel­le­ne dine. Man­ge av dis­se er helt ufar­li­ge, en­ten de fore­kom­mer i ikke- ko­den­de re­gio­ner av DNA, el­ler end­rer ge­net så no­mi­nelt at pro­tei­net prak­tisk talt er upå­vir­ket. Men noen

mu­ta­sjo­ner le­der til syk­dom ( se ‘ Når gener slår feil’- bok­sen).

Hvis mu­ta­sjo­ner skjer i sperm og egg­cel­ler kan de sen­des vi­de­re til nes­te ge­ne­ra­sjon. Men ikke alle mu­ta­sjo­ner er dår­li­ge, og den­ne pro­ses­sen med til­fel­dig inn­før­te end­rin­ger i DNA- se­kven­sen gir den bio­lo­gis­ke un­der­støt­tel­sen til Dar­wins evo­lu­sjons­te­ori. Det­te ser vi enk­lest hos dyr. Ta for ek­sem­pel bjørke­må­le­ren. Før den in­du­stri­el­le re­vo­lu­sjo­nen had­de de fles­te av dis­se møl­le­ne hvi­te vin­ger, slik at de kun­ne gjem­me seg i et mil­jø be­stå­en­de av ly­set trær og lav. Men et mindre­tall had­de en mu­tant gen, som ga dem svar­te vin­ger; Det­te gjor­de dem til et lett mål for rov­dyr, som holdt an­tal­let nede. Da fab­rik­ke­ne be­gyn­te å spy ut sot som dek­ket trær­ne, var de de ly­se møl­le­ne som fikk pro­ble­mer, og der­med blomst­ret de svar­te møl­le­ne. De over­lev­de mye len­ger, slik at de fikk vi­dere­for­mid­let sin mu­ta­sjon til sine av­kom og end­ret grunn­ge­ne­ne.

Det er lett å skjøn­ne hvor­dan en gen­etisk endring som den som opp­sto i bjørke­må­le­ren kan gi en art for­de­ler, men hva med gen­etis­ke syk­dom­mer? Selv dis­se kan job­be til vår for­del. Et godt ek­sem­pel er sigd­celle­ane­mi - en gen­etisk li­del­se som er gans­ke van­lig i den afri­kans­ke be­folk­nin­gen.

En en­kelt nuk­le­otid- mu­ta­sjon fø­rer til at he­mo­glo­bin, pro­tei­net som er in­volvert i bin­ding av ok­sy­gen i røde blod­cel­ler, ikke ut­vik­ler seg rik­tig. I ste­det for å dan­ne sin ret­te form, klum­per he­mo­glo­bin seg sam­men og for­år­sa­ker en de­for­ma­sjon i røde blod­le­ge­mer. De får der­med pro­ble­mer med å kom­me seg gjen­nom tran­ge ka­pil­lærer og blir ofte ska­det el­ler øde­lagt. Den­ne gen­etisk mu­ta­sjo­nen ek­sis­te­rer li­ke­vel i be­folk­nin­gen for­di den har en be­skyt­ten­de ef­fekt mot ma­la­ria. Mala­riapa­ra­sit­ten til­brin­ger de­ler av sin livs­syk­lus in­ne i røde blod­cel­ler, og når sigd­cel­ler bris­ter, hind­rer det pa­ra­sit­ten i å re­pro­du­se­re. In­di­vi­der med en kopi av det­te sigd­celle­ge­net og en kopi av det fris­ke he­mo­glo­bin- ge­net har noen sym­pto­mer på sigd­celle­ane­mi,

men er sam­ti­dig be­skyt­tet mot ma­la­ria, slik at de kan vi­dere­føre ge­net i sine barn.

Gen­etikk er et felt i rask ut­vik­ling, og mer in­for­ma­sjon om funk­sjo­nen til DNA blir opp­da­get hele ti­den. Det er nå kjent at miljø­mes­si­ge på­virk­nin­ger kan for­and­re må­ten DNA pak­kes på i cel­len, som be­gren­ser til­gang til noen gener og for­and­rer struk­tu­rel­le mønse­tre i pro­tei­net.

Det­te er kjent som epi­gen­etikk, og dis­se mo­di­fi­ka­sjo­ne­ne kan ikke end­re den un­der­lig­gen­de DNA- se­kven­sen, men re­gu­le­rer hvor­dan den kan nås og bru­kes av cel­len. Epi­gen­etis­ke for­and­rin­ger kan over­fø­res fra en cel­le til sitt av­kom, og der­med gi en eks­tra me­ka­nis­me som på­vir­ker hvor­dan gen­etisk in­for­ma­sjon kan end­res i de kom­men­de ge­ne­ra­sjo­ne­ne.

Gen­forsk­ning

Newspapers in Norwegian

Newspapers from Norway

© PressReader. All rights reserved.