DNS-ünk nem a végzetünk
A 60-as években úgy gondolták, a DNS a fehérjék előállításához szükséges „receptgyűjtemény”. A kettős spirál szétnyílik, és az átírásnak (transzkripciónak) nevezett folyamatban a kódolószálból elkészülnek az öröklött tulajdonságok megnyilvánulásában szerepet játszó RNS-molekulák kópiái, melyek aztán a sejtek fehérjegyáraihoz szállítódnak. A 70-es évekre kiderült, hogy DNS-ünk csak kis hányada, kb. 1,2 százaléka vesz részt a fehérjék kódolásában. Vajon a többinek mi a szerepe? Egyesek szerint DNS-ünk legalább 90 százaléka „hulladék”.
Ismert, hogy a fehérjét nem kódoló DNS egy része létfontosságú. E szabályozó DNS-nek vagy genetikai kapcsolónak nevezett szakaszok a gének működését irányítják. Hogy kiderüljön, melyik szakasz milyen feladatot lát el, 2003-ban elindították az Encode nevű nemzetközi programot. A vizsgálat eredményeiről, melyekről a New Scientist is beszámolt, kiderült, hogy genomunk összetettebb és rejtélyesebb, mint hittük.
Az Encode pl. génaktivitást szabályzó kapcsolókat keresett. Eddig négymillió ilyen helyet találtak, ez a genom 8,5 százalékát jelenti. Az adatállomány elemzését koordináló Ewan Birney szerint ez az arány akár a 18-19 százalékot is elérheti.
Meglepő, hogy e kapcsolók az egész genomban előfordulnak, és sok közülük gének között, haszontalannak vélt szakaszok közepén található. Birney szerint ez azt jelenti, hogy szinte az egész genomnak valamilyen szerepe van, vagyis, ha valamit megváltoztatunk benne, annak valamikor hatása lesz valamire.
E régiók működése a korábban véltnél bonyolultabbnak tűnik. Az adatok szerint ugyanis egy kapcsoló több génnel is kölcsönhatásba léphet. Sőt a legtöbb gén működését egyszerre több kapcsoló irányítja, ráadásul minden szakaszhoz különböző molekulák kapcsolódnak. Ez talán megmagyarázhatja a biológia egyik nagy rejtélyét: a „hiányzó örökletességet”. Ismert, hogy a különböző tulajdonságok és betegségek fontos genetikai elemekhez kötődnek, ám az eddig megtalált genetikai variánsok ezen örökletesség csupán egy kis részéért felelősek. Eddig úgy vélték, hogy e variánsok elkülönülten hatnak, és hatásuk összeadódik. Ám az eredmények azt sejtetik, hogy a variánsok hatása együttes előfordulás esetén megsokszorozódhat. Jason Moore amerikai kutató szerint a „hiányzó örökletesség” számos gén, nem kódoló variáns és környezeti tényező komplex kölcsönhatásának eredménye. A komplex betegségek örökletességéről azért tudunk keveset, mert eddig figyelmen kívül hagytuk e kölcsönhatások összetettségét.
Mivel a genom kb. 20 százaléka szabályozó régióból áll, az Encode arra is választ keresett, hogy mi a szerepe a maradéknak. Úgy tűnik, a genom akár 80 százaléka is aktív, és jó része RNS-sé íródik át. Viszont ezek az RNS-ek nem a fehérjetermeléshez szükséges kódot szállítják. Akkor viszont mire jók? Tudjuk, hogy sokféle funkciójú RNS létezik, közülük sok a génaktivitás szabályozásában vesz részt. Néhány nem kódoló RNS-ről kiderült, hogy meglepő feladatot lát el. Például taxisként működik, vagyis fehérjéket szállít, vagy a genom részeit köti össze, azaz hídként működik. Megint mások csalit játszanak, úgy csökkentik a fehérjék termelését, hogy szivacsként felveszik a kódoló RNS-eket.
Ám az eddig ismert összes RNS együtt sem adja ki az említett 80 százalékot. Lehet, hogy a legtöbb RNS-átirat haszontalan, csupán az olyan túlbuzgó enzimek által termelt „zaj”, melyek nem tudják, mikor hagyják abba a transzkripciót.
A kanadai Ryan Gregory hiszi, hogy az Encode nem azt deríti ki, hogy a humángenomban található 98 százaléknyi nem kódoló DNS zöme a szabályozásban vesz részt. Meglepődne, ha a 20 000 génhez ekkora szabályzórendszer kéne.
Elképzelhető, hogy DNS-ünk jelentős része tényleg jelentéktelen szerepű. Először is fogantatáskor mindenkiben több tucat új mutáció található. Többségünkben 1–5 olyan, mely károsan hatna a DNS fehérjekódoló funkciójára. Ha DNS-ünk zöme létfontosságú lenne, a populációkban gyorsabban halmozódnának fel a káros mutációk.
Egy DNS-szakasz jelentősége úgy is eldönthető, hogy megnézzük, mi történik, ha kivágják. Egerek genomjából nagy és szerep nélkülinek tűnő, nem kódoló DNS-szakaszokat vágtak ki anélkül, hogy nyilvánvaló hatást észleltek volna.
Az is azt igazolja, hogy DNS-ünk zöme nem létfontosságú, hogy óriási a genomok méretbeli különbsége az egyes fajok között, és nagyon kicsi az összefüggés az állatok komplexitása és genomjuk mérete között. Nem tudjuk, hogy pl. a tüdőshalnak miért van a miénknél kb. 40-szer nagyobb DNS-re szüksége és kb. 400-szor nagyobbra, mint a zöld gömbhalnak.
Úgy tűnik, minél többet tudunk a humángenomról, annál rejtélyesebb. Miután az ember az egyik legbonyolultabb élőlény, nehéz helyzetben vagyunk, ráadásul e bonyolultság részben abból adódik, hogy genomunk állandó kölcsönhatásban van a környezetével. Birney szerint az eredmények miatt el kell fogadni, hogy a komplex tulajdonságok jó része a környezeti hatások vagy a szabad akarat eredménye. Mivel ezeket meg tudjuk változtatni, DNS-ünk nem feltétlenül a végzetünk!
