Anna Rohde, Frilansskribent
I mitten av februari 2001 publicerade International Human Genome Sequencing Consortium en 60-sidig artikel om människans arvsmassa i den vetenskapliga tidskriften Nature. Artikeln summerar de senaste tio årens arbete och jämför vår arvsmassa med till exempel bagerijästens och bananflugans. Vad som har väckt störst häpnad är att människan har så få gener. Om den genetiska skillnaden mellan en bananfluga och en människa är relativt liten, hur kan den biologiska skillnaden ändå bli så stor?
– När jag ser på mig själv i spegeln, även om det är måndag morgon, tänker jag att det måste behövas mer än 35 000 gener för att göra mig! Jag kan inte vänja mig vid tanken att så få gener skulle räcka, säger Bengt Olle Bengtsson, professor i genetik vid Lunds universitet.
Om det är så att vi verkligen bara har mellan 30 000 och 40 000 gener och att mindre är två procent av vår arvsmassa faktiskt består av genetisk information undrar man ju vad resten är? När jag ställer den frågan säger Bengt Olle Bengtsson att den första fråga man måste ställa sig är hur man egentligen känner igen en gen.
Inom genomforskningen läggs just nu det mesta av tiden och pengarna på att leta efter gener. Genetikerna har till stora delar flyttat sin verksamhet från laboratoriet till datorn. Med datorernas hjälp jämför man de nya DNA-sekvenserna med alla gamla sekvenser som man redan vet är gener. En DNA-molekyl är en lång kedja sammansatt av molekyler av fyra olika slag.
De fyra molekylerna betecknas A, C, G och T och bygger upp den genetiska koden. I till synes ändlösa strömmar av A:n, C:n, G:n och T:n letar nu forskarna efter återkommande motiv och teman som påminner om sådant som man har sett förr: kontrollregioner, start- och stoppsignaler och sekvenser som liknar delar av kända gener.
Mycket snack och lite fakta
Den mänskliga arvsmassan har ett antal egenskaper som gör det besvärligt att hitta rätt i DNA-sekvensen och skilja genetiskt väsentlig information från det som är ovidkommande.
Människans arvsmassa är 25 gånger så stor som någon av de arvsmassor man tidigare har sekvenserat, men andelen verklig genetisk information är som tidigare nämnts mindre än 2 procent, till skillnad från de tidigare kartlagda organismerna som har betydligt mer informationstäta arvsmassor.
70 procent av människans arvsmassa ligger utanför generna, och dessutom innehåller själva generna långa sträckor av DNA utan genetisk information, sträckor som redigeras bort i samband med att den genetiska koden ”översätts” till ett protein.
 |
|
Såvitt forskarna vet i dag finns det inga stora genetiska eller molekylärbiologiska skillnader mellan människor och schimpanser. Den synbara likheten blir slående när man betraktar en albinoschimpans. |
|
JIM HUTCHINSSON/SCANPIX |
Den sammanlagda längden av dessa insprängda sekvenser, som kallas introner, kan vara flerfaldigt längre än de informationsbärande sekvenserna, exonerna. Om textstycket ovan hade representerat den genetiska koden, hade genen med sina introner kunnat se ut så här:
”Dessutom innehåller ned taretnes gtläng sedda torptin människans sklhfi hie jf9jfjj schitegenokåp llywellyn asutkam gener ävensimt made virelimso s dewamraj långa sträckor av DNA kjfökdf köksjue urtavon +12843409u massanglad 389 retumorik valstak såpoljot djhfieu rowelisan ingu owe pitur owir vrideur som inte innehåller bkjhc hun önils euowein oi v039u någon genetisk information, digeras trub oij …”
Lägg därtill att vi ofta inte vet riktigt vad vi letar efter, så inser var och en att det ställs stora krav på de datorprogram som utför jämförelserna.
Samlare och slängare
I genomens värld finns det samlare och det finns slängare. Bakterier har i regel ganska kompakta arvsmassor, som huvudsakligen innehåller aktiva gener. Bagerijäst, som är en encellig svamp, har tämligen lite DNA som inte är gener. Det verkar som om encelliga organismer tenderar att vara slängare.
– Om man förökar sig genom celldelning och är beroende av att celldelningen går snabbt för att man inte ska bli utkonkurrerad är det viktigt att inte ha mer DNA än nödvändigt. Vid celldelningen måste nämligen allt DNA först kopieras och det tar tid, förklarar Bengt Olle Bengtsson.
Alltså pågår hos de encelliga en ständig utrensning av allt som inte används.
För flercelliga organismer – t.ex. växter och djur – är fortplantningsförmågan inte beroende av hur snabbt man kan kopiera sitt DNA utan av helt andra saker, t.ex. att man fortplantar sig vid rätt årstid. Att ha mycket DNA får då inga negativa konsekvenser.
Och sådant som inte är till nackdel rensas inte heller ut genom det naturliga urvalet. Alla människor har alltså en notorisk samlare i sin arvsmassa. Cellernas reparationsmaskineri utför ett ständigt underhållsarbete av alla de gener som aktivt används, medan vår kromosomala bakgård är full av ogräs och ohyra.
Ohyra i arvsmassan
Hos de flesta växter och djur utgörs många procent av arvsmassan av s.k. repetitivt DNA, det vill säga kortare eller längre sekvenser som kan finnas i hundratusentals kopior. Hos människa består minst 50 procent av arvsmassan av sådana upprepningar.
Det repetitiva DNA-t kallas ofta för skräp-DNA, eftersom det inte har någon omedelbart skönjbar biologisk funktion. Egentligen borde man snarare betrakta det repetitiva DNA-t som kulturlager än som skräp. Genom att studera den genetiska ”kökkenmöddingen” kan man lära sig mycket om evolutionens processer.
Största delen av det repetitiva DNA-t är transposoner, eller hoppande gener som de också kallas. Transposonerna är en sorts DNA-parasiter som påminner något om virus. De flesta av dem innehåller ett par gener som översätts till de proteiner som behövs för att transposonen ska kunna göra en kopia av sig själv och placera in den på ett annat ställe i värdens arvsmassa.
Två transposoner som ligger nära varandra kan också råka flytta med sig en kopia av det som ligger emellan och på så vis möblera om i arvsmassan. De flesta transposoner i människans arvsmassa är inte längre aktiva, utan ligger kvar som fossil i våra kromosomer.
Öar i vittringslandskapet
Växter och djur har också råkat ut för att hela eller delar av genomet har kopierats under utvecklingens gång. Eftersom varken växter eller djur har fungerande system för att rensa ut överflödigt DNA har kopiorna stannat kvar om de inte varit direkt skadliga. Om kopiorna inte har kommit till omedelbar nytta har de inte heller vårdats och underhållits, utan gradvis förändrats.
Någon sällsynt gång har en dubblett förändrats så att den fått en ny och fördelaktig funktion. Då införlivas den i samlingen av aktiva gener och kommer att hållas under sträng kontroll i fortsättningen. Ibland förändras en gen i stället så att den orsakar allvarlig sjukdom eller död, och då kommer den i stället att rensas bort. Mycket av det dubblerade DNA-t är emellertid varken bra eller dåligt, utan bara sönderfallande kopior som breder ut sig som ett vittrande landskap runt de omsorgsfullt bevarade aktiva generna.
Gammalt blir nytt
Studierna av människans genetiska kod har hittills inte visat på något som förklarar människans komplexa natur. En granskning av resten av arvsmassan verkar inte heller kunna ge en tydlig förklaring. Den största skillnaden mellan människa och mask verkar finnas i proteinuppsättningen. Proteiner är ofta uppbyggda av moduler som kan kombineras på olika sätt. Människan sätter samman fler moduler till större och mer mångsidiga proteiner än vad maskar och flugor gör, men använder sig också av fler nyskapande kombinationer. Men förmågan att skapa nya byggen av gamla delar är sannolikt något som alla ryggradsdjur delar, så det ger ändå ingen förklaring till våra mänskliga särdrag.
– Våra närmaste släktingar är de två schimpansarterna. Vi måste kartlägga deras DNA-sekvenser innan vi kan uttala oss om hur annorlunda vi egentligen är, menar Bengt Olle Bengtsson. Såvitt vi vet i dag finns det inga stora genetiska eller molekylärbiologiska skillnader mellan oss och schimpanserna.
–Trots det är schimpanser och människor markant annorlunda. Om vi ger alla människor var sin påse små färgade glasbitar kommer somliga att skapa konstverk medan andra får helt ointressanta resultat, säger Bengt Olle Bengtsson för att illustrera hur subtila skillnader – genetiska, biokemiska, miljömässiga eller andra – kan få stora effekter.
– Om vi sade att det inte är någon skillnad mellan oss och andra organismer vore det lögn. Om vi å andra sidan hävdar att vi lever i en helt annan värld vore det lika fel. Vi har samma fyra bokstäver, A, C, G och T till vårt förfogande som allt annat liv, men jag tror att vi kommer att komma fram till att vi hanterar vår genetiska information på ett annorlunda sätt, och att det kan förklara att människan kunnat utvecklas till en så komplex och flexibel kulturvarelse, avslutar Bengt Olle Bengtsson.
Aktuella webbplatser
(Artikeln publicerad 2001-03-31)
Stor likhet mellan människa och bananfluga
http://www.ne.se/rep/stor-likhet-mellan-människa-och-bananfluga
Nationalencyklopedin, 2012-05-27
Kopiera källangivelse
