 Chromozómy v akcii. Pigmentácia kožúška takýchto pestrofarebných mačiek sa mení podľa toho, ktorý chromozóm X v ktorých bunkách mali inaktivovaný počas svojho skorého vývoja. FOTO - NATURE |
Medzinárodný vedecký tím podrobne preskúmal chromozóm X a potvrdil, že aj v genóme bunky mužský chromozóm rád prenechá svoju prácu ženskémuVedci podrobne preskúmali aj druhé genetické žriedlo ľudskej rodovosti. V najnovšom čísle časopisu Nature to oznámil 282-členný tím genetikov na čele s Markom Rossom zo Sangerovho ústavu pri The Wellcome Trust v Hinxtone neďaleko britského Cambridgea. Pracujú vo Veľkej Británii, v USA, Nemecku, Taliansku a vo Francúzsku. Dvaja z nich navyše oddelene zistili, že ľudské genómy (genóm je súhrnná genetická informácia v jadre bunky, sada chromozómov) sú v zásade dva - ženský a mužský.
Kľúčové neznáme - X a Y
Pohlavie človeka určujú chromozómy v poslednom, 23. páre. Preto sa označujú ako pohlavné. Od každého rodiča zdedíme po jednom. Ak od oboch X, výsledná kombinácia XX znamená, že sme žena. Ak od jedného (matky) X a od druhého Y, sme muž.
Predvlani sa podarilo sekvenovať, čiže presne určiť, poradie nukleotidových báz, "písmen" DNA, v chromozóme Y. Teraz sa udialo to hlavné. Konštatujeme to bez akéhokoľvek, hoci iste všeobecne pochopiteľného, úsilia vzdať hold nežnému pohlaviu. Proste ako jednu zo základných biologických právd. Lebo sekvenovanie chromozómu X a následná analýza aktivácie/inaktivácie génov na ňom túto pravdu mimoriadne názorne potvrdili.
Po 300 miliónoch rokov evolúcie
Cicavčie pohlavné chromozómy X a Y vznikli pred asi 300 miliónmi rokov, ešte kým sa cicavce vyčlenili. Zrejme premenou jedného páru autozómov, čo sú všetky ostatné chromozómy. Pri ženách sú dnes gény na jednom z chromozómov X - každý ich obsahuje vyše tisíc - prevažne inaktivované. Fungujú najmä tie na druhom.
Na chromozóme Y oproti tomu zostalo už iba necelých sto funkčných génov. A viac ani nemusí. Čo treba, urobia analógy pôvodných génov Y na druhom členovi mužského chromozómového páru, X. Zlé jazyky by povedali, že Y sa fláka a nechá za seba robiť X, ako to v živote býva. No neznáme faktory prírodného výberu to takto zariadili a veľa s tým neurobíme. Aspoň na genetickej úrovni.
A navyše: Väčšinu vecí si možno radšej vybaví X sám a na Y nechá len to, čo naozaj nedokáže. X a Y si už vymieňajú iba gény z oblasti na končekoch X, ktoré obidva chromozómy dosiaľ zdieľajú. Gény na druhom X žien sú potom z veľkej časti inaktivované preto, aby sa zachovala zhruba rovnaká úroveň aktivity (dávka) génov z X oboch pohlaví.
Matematika skrytá v X
Chromozóm X má 155 miliónov báz DNA. Ross s kolegami na ňom identifikovali 1098 génov. Expresiou 99 z nich vznikajú bielkoviny, vyskytujúce sa v semenníkoch a v rôznych tumoroch. Podľa komentátora Nature Chrisa Guntera sú to hlavné ciele, na ktoré treba zamerať vývoj protirakovinových vakcín.
X patrí v porovnaní s inými už podrobne sekvenovanými chromozómami k tým, ktoré majú najnižšiu hustotu génov. S X súvisí aj neúmerne vysoký počet dedičných chorôb. Z nich bolo 168 vysvetlených mutáciami 113 génov spojených s X. Nová sekvencia ich umožňuje dobre charakterizovať.
X z 56 percent tvoria opakujúce sa úseky DNA. (Priemer ľudského genómu je 45 percent.) A to nie hocaké. Plných 29 percent chromozómu tvoria "sebecké" kúsky DNA, poskakujúce po genóme. Zdá sa, že ony zosilňujú signály zo špecifickej oblasti v strede X, nevyhnutné pre inaktiváciu jeho génov.
Na X je päť evolučných vrstiev, veľkých úsekov, ktoré kedysi mali X aj Y. Postupne si ich prestali vymieňať, najmä v dôsledku obrátenia predmetných sekvencií DNA na jednom z nich. (Kľúčovým poznatkom o ľudskom genóme je objav, ako je napriek základnej konzervatívnosti obrovsky pružný a premenný, ako sa delia, spájajú, obracajú i zdvojujú jeho zložky na krátkej i evolučnej časovej základni. Za zmenami sú nebiologické - fyzikálne a chemické - i biologické príčiny, napríklad vírusy.)
Nie je X ako X
V nadväznom článku v Nature Laura Carrelová z Pennsylvánskej štátnej univerzity a Huntington Willard z Dukeovej univerzity (obe inštitúcie USA) opísali aktiváciu/inaktiváciu génov na X. Willardov tím už koncom 80. rokov zistil, že na inaktivovanom ženskom X v skutočnosti nie sú inaktivované všetky gény.
Dvojica vedcov izolovala bunkové línie od 40 žien. Nato merali aktivitu každého zo 471 génov, aby zistili, či jeho kópia (na druhom X) je vypnutá alebo nie. Na druhom X nebolo vypnutých približne 15 percent týchto génov. No v starších zo spomenutých vrstiev X uniká inaktivácii menej génov, v mladších viac. Navyše desať ďalších percent génov na druhom X vykazovalo rôzne vzorce inaktivácie a úrovne aktivity pri niektorých, ale nie iných ženách. Takú odlišnosť expresie génov jednotlivých žien nik neočakával. Pri všetkých mužoch prebieha expresia vždy iba jednej kópie génu z X.
Genetická mozaika
Už dlhšie sa vie, že ženy sú mozaikou dvoch typov buniek, líšiacich sa tým, ktorý chromozóm X (od matky či otca) majú inaktivovaný. Teraz i to, že ženy majú 15 percent bielkovinových produktov génov na X vo vyššej (a často premennej) dávke ako muži. Expresiou ďalších desiatich percent génov na druhom X sa líšia medzi sebou. Keď prirátame čisto mužské gény, pohlavia sa líšia expresiou 25 percent génov na X (200 až 300). Takto podľa Willarda neexistuje jeden ľudský genóm, ale dva.
Muži (väčšina?, všetci?) si myslia, že ženy sú zložitejšie. Slovo dokonalejšie akosi cez pery prechádza ťažko. Teraz to potvrdili genetici. Ak máte aktívne dve kópie jedného génu, môže to znamenať málo i veľa, v kladnom i zápornom zmysle. Závisí to práve od konkrétneho génu. Druhá kópia takého génu vám minimálne nahradí zmutovanú prvú. To vysvetľuje väčšiu mužskú citlivosť na rad chorôb, súvisiacich s génmi na X.
Tak ako pri iných už podrobne sekvenovaných chromozómoch, nasledovať budú evolučné, vývojové (na úrovni jedinca) a medicínske štúdie. Zaujímavé sú pri všetkých ľudských chromozómoch. No pri "hyperaktívnom" ženskom X je publikum ešte napätejšie, ako pri "schátranom" mužskom Y. Hoci základ sa nemení: Ozajstný človek, to sme až dokopy.
