Ugrás a tartalomhoz

Genetika és genomika

Falus András, László Valéria, Tóth Sára, Oberfrank Ferenc, Pap Erna, Dr. Szalai Csaba (2014)

Typotex Kiadó

Komparatív genomika

Komparatív genomika

A junknak nevezett, fehérjére nem átíródó szekvenciák fontos szerepét mutatják a komparatív genomika eredményei is. A komparatív genomikában különböző fajok genomját hasonlítják össze, és olyan kérdésekre keresik a választ, mint pl.: Milyen gének jellemzőek egy fajra (pl. csimpánz vs. ember)? Milyen szekvenciák nélkülözhetetlenek az emlősélethez (pl. egér vs. ember vs. gyümölcslégy)? Melyek a többsejtűek alapfehérjéi (féreg vs. ember vs. egysejtűek)? stb. Ezek a mi témánk szempontjából olyan eredményeket hoztak, mint pl., hogy az egér hasonlósága az emberrel 90%, génjeinek 99%-ának van humán megfelelője, csak kb. 300 génben különbözünk, azaz az egér jól használható, mint modell élőlény emberi gének funkciójának vagy betegségek vizsgálatában [23].

Az egér az evolúciós fejlődésben kb. 75 millió évvel (420 millió egérgeneráció) vált el tőlünk. Érdekes módon a kutyától régebben váltunk el, azonban tekintve a kutya lényegesen hosszabb generációs idejét, génszinten kisebb a különbség. Az emberi genomot ezzel a két állatfajjal összehasonlítva 7–7,5%-ban találtak konzervált régiókat a fehérjéket kódoló géneken kívül [24].

Konzervált régiók: Ha két genomikai régió egymással csaknem teljesen megegyezik két, egymástól már régen elvált fajban, akkor ez a régió szelekciós nyomás alatt van, azaz valamilyen olyan funkciója van, amelynek változása életképtelenné teszi az élőlényt (a mutáns kiszelektálódik). Az ember genomjának, ha az emlősökével összehasonlítjuk, kb. 5%-a konzervált.

Nyilvánvalóan az ember legközelebbi rokonánál, a csimpánznál, melytől >6,3 millió évvel, és mindössze kb. 250 ezer embergenerációval ezelőtt váltunk el, még több azonosságot találtak. Ennek közelségét egy olyan, kicsit humoros példával szokták demonstrálni, hogy képzeljük el, hogy egy ember, ha megfogja az anyja kezét, és az is az ő anyjáét, és így tovább, akkor ha a mai ember Budapesten van, akkor kb. Debrecenben már egy csimpánzszerű anya fog állni. A csimpánzzal a hasonlóságunk 99%, ha az egymáshoz illeszthető szekvenciákat nézzük, összességében a hasonlóság 96%. A különbségekért főleg inzerciók/deléciók („indelek”) a felelősek. Érdekes módon a legnagyobb a különbség az Y-kromoszómában, ahol a két faj 30%-ban különbözik. Az X-kromoszóma hasonlósága miatt viszont, egy akkoriban nagy port felvert feltételezés is történt, azaz 1,2 millió évvel a két faj szétválása után kimutatható még „genomcsere”, azaz utódokat eredményező párosodás történt a két faj között. Egy másik érdekesség, hogy találtak egy, amúgy nagyon konzervált gént (FOXP2), amely különbözött az ember és a csimpánz között, de nem az ember és a neandervölgyi ember (Homo neanderthalensis) között. A FOXP2 mutációja emberben egy sajátos beszédzavart okoz, azaz a mutáció hordozója képtelen a nyelvtan legalapvetőbb szabályait is megtanulni. Ezt annak idején elnevezték (nyilván helytelenül) nyelvtangénnek.

Ha a ma élő ember genomját a régen kihalt neandervölgyi ember genomjával hasonlították össze, aminosav-szekvenciában mindössze 1000–2000 különbséget találtak, a különbség a csimpánzokhoz képest 20–50 x kevesebb. Igaz, ahogy előzőekben már tárgyaltuk, a korábbi tudományos vélekedéssel ellentétben a két faj szétválása után (amely 500 ezer évvel ezelőtt történt) párosodott egymással, azaz mind az európaiak, mind az ázsiaiak genomjának 1–4%-ában kimutatható a két faj keveredése. 78 olyan fehérjeváltozást okozó különbséget találtak az emberi genomban, amely ez idő alatt alakult ki, illetve jó néhány olyan változást, amely az emberben pozitív szelekciónak minősülhet. Ilyenek pl. a spermamozgékonyságot, a sebgyógyulást, a bőr működését vagy a kognitív képességeket befolyásoló („javító”) mutációk [17], [25].