Μαύρο DNA: Εκεί όπου η φύση κρύβει τα μυστικά της ζωής
ΕΞΕΛΙΞΗ Ενημ. 1/7/2018
Από τον Αναστάσιο Ν. Πανά
Ορισμένα γονιδιώματα δεν είναι ολόκληρα ορατά. Σημαντικό μέρος τους έχει τη μορφή Μαύρου DNA, αν και αποτελεί την κινητήρια δύναμη της ζωής.
ν
ΟΛΟΙ έχουμε ακούσει για την ύπαρξη σκοτεινής ύλης. Η σκοτεινή ύλη είναι ένας τύπος ύλης που συνεισφέρει κατά 80% στη συνολική ύλη του σύμπαντος, αλλά είναι αόρατη. Η ύπαρξή της προκύπτει από παρατηρούμενα βαρυτικά αποτελέσματα σε ορατή ουράνια ύλη, όπως οι αστέρες και οι γαλαξίες.
Το ίδιο συμβαίνει και με το Μαύρο ή Σκοτεινό DNA, την “ύπαρξη” του οποίου ανακάλυψαν πρόσφατα οι επιστήμονες.
Σήμερα με τη χαρτογράφηση των γονιδιωμάτων των ζώων έχουμε μια καλύτερη ιδέα για το πώς, για παράδειγμα, η καμηλοπάρδαλη απέκτησε τον τεράστιο λαιμό της ή γιατί τα φίδια έχουν τόσο μεγάλο μήκος.
Η αλληλουχία του γονιδιώματος (ήτοι του συνόλου του γενετικού υλικού που βρίσκεται στο DNA ενός κυττάρου) μάς επιτρέπει να συγκρίνουμε και να αντιπαραβάλλουμε το DNA των διαφόρων ζώων για να δούμε πώς εξελίχθηκαν με τους δικούς τους μοναδικούς τρόπους.
Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις βρισκόμαστε αντιμέτωποι με ένα μυστήριο. Ορισμένα γονιδιώματα ζώων φαίνεται να λείπουν από ορισμένα γονίδια. Πρόκειται για γονιδιώματα που εμφανίζονται σε άλλα παρόμοια είδη και πρέπει να είναι παρόντα για να κρατήσουν έναν οργανισμό εν ζωή. Ωστόσο, απουσιάζουν.
Αυτά τα προφανώς “αόρατα” γονίδια αποκαλούνται από τους επιστήμονες “Μαύρο DNA”. Και η ύπαρξή του θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε την εξέλιξη.
Όπως λοιπόν ξέρουμε ότι η σκοτεινή ύλη είναι εκεί και απλά δεν μπορούσαμε να τη δούμε, έτσι και με το γονιδίωμα ορισμένων έμβιων όντων: ένα σημαντικό μέρος του υπάρχει με τη μορφή του Μαύρου DNA, παρ’ όλο που αποτελεί την κινητήρια δύναμη της ζωής.
ν
ν
Όπως αναφέρει ο Adam Hargreaves, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης: «Οι συνάδελφοί μου και εγώ αντιμετωπίσαμε για πρώτη φορά αυτό το παράδοξο φαινόμενο μελετώντας την αλληλουχία του γονιδιώματος του αρουραίου της ερήμου (Psammomys obesus), ένα είδος γερβίλου που ζει σε αμμώδεις περιοχές.
»Συγκεκριμένα, θέλαμε να μελετήσουμε τα γονίδια του γερβίλου που σχετίζονται με την παραγωγή ινσουλίνης, για να καταλάβουμε γιατί αυτό το ζώο είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στον διαβήτη τύπου 2 (μη ινσουλινο-εξαρτώμενος σακχαρώδης διαβήτης ή διαβήτης των ενηλίκων).
»Αλλά όταν αρχίσαμε να ψάχνουμε για ένα γονίδιο που ονομάζεται Pdx1, το οποίο ελέγχει την έκκριση ινσουλίνης, διαπιστώσαμε ότι έλειπε, μαζί με τα άλλα 87 γονίδια που τον περιβάλλουν! Αυτά τα γονίδια, συμπεριλαμβανομένου του Pdx1, δεν μπορούν να λείπουν από έναν οργανισμό, γιατί είναι απαραίτητα για την επιβίωσή του. Πού βρίσκονταν λοιπόν;»
ν
ν
«Η πρώτη ένδειξη ήταν ότι, σε αρκετούς από τους ιστούς σωματικού λίπους των αρουραίων, βρήκαμε τα χημικά προϊόντα που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν τις οδηγίες που περιείχαν τα “ελλείποντα” γονίδια. Αλλά αυτό θα ήταν δυνατό μόνο αν τα γονίδια ήταν παρόντα κάπου στο γονιδίωμα, δείχνοντας με αυτό τον τρόπο ότι δεν έλειπαν πραγματικά, αλλά ήταν κάπου κρυμμένα.
»Οι αλληλουχίες DNA αυτών των γονιδίων είναι πολύ πλούσιες σε μόρια G και C, δύο από τα τέσσερα μόρια “βάσης” που αποτελούν το DNA. Γνωρίζουμε ότι οι πλούσιες σε GC αλληλουχίες προκαλούν συχνά προβλήματα στο DNA. Αυτό καθιστούσε πιο πιθανό τα γονίδια που ψάχναμε να είναι δύσκολο να ανιχνευθούν παρά να λείπουν. Βέβαια μέχρι τώρα δεν τα έχουμε βρει. Για το λόγο αυτό, αποκαλούμε την κρυμμένη αλληλουχία Μαύρο DNA, ως αναφορά στη σκοτεινή ύλη του σύμπαντος, που υπάρχει και δεν τη βλέπουμε. Λέγεται ότι η σκοτεινή ύλη συνεισφέρει κατά 84,5% στη συνολική ύλη και κατά 26,8% στο συνολικό περιεχόμενο του σύμπαντος, αλλά δεν μπορούμε να την ανιχνεύσουμε».
ν
ν
Μελετώντας πιο προσεκτικά το γονιδίωμα του αρουραίου της ερήμου, ο Adam Hargreaves και οι συνάδελφοί του, διαπίστωσαν ότι ένα μέρος του έχει υποστεί πολλές μεταλλάξεις, πολύ περισσότερες απ’ ότι τα γονιδιώματα άλλων τρωκτικών.
Τα γονίδια που έχουν υποστεί μεταλλάξεις είναι πλούσια σε μόρια GC και έχουν μεταλλαχθεί σε τέτοιο βαθμό ώστε να είναι δύσκολο να ανιχνευθούν με συμβατικές μεθόδους.
Κανονικά η υπερβολική μετάλλαξη θα έπρεπε να κάνει το γονίδιο να σταματήσει να δουλεύει. Περιέργως πώς, όμως, τα γονίδια του αρουραίου της ερήμου καταφέρνουν να εκπληρώσουν τους ρόλους τους παρά τη ριζική αλλαγή που έχει υποστεί η αλληλουχία του DNA.
«Αυτό είναι ένα πολύ δύσκολο έργο για τα γονίδια», παρατηρεί ο Hargreaves. «Είναι σαν να προσπαθείς να πεις κάτι φωναχτά χρησιμοποιώντας μόνο φωνήεντα».
Αυτό το είδος του Μαύρου DNA έχει βρεθεί στο παρελθόν σε πτηνά. Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι 274 γονίδια “λείπουν” από τα γονιδιώματα ορισμένων πουλιών. Αυτά περιλαμβάνουν το γονίδιο της λεπτίνης ή ορμόνης του λίπους (μια πρωτεϊνική ορμόνη που ρυθμίζει την ενεργειακή ισορροπία), την οποία οι επιστήμονες δεν κατάφεραν να εντοπίσουν. Για μια ακόμη φορά, τα γονίδια είναι πλούσια σε αζωτούχες βάσεις G και C και τα προϊόντα τους βρίσκονται στους ιστούς των πτηνών, μολονότι τα γονίδια απουσιάζουν από τις ακολουθίες του γονιδιώματος.
ν
Φωτίζοντας το σκοτεινό DNA
Οι περισσότεροι ορισμοί της εξέλιξης υποστηρίζουν ότι η πρόοδος μετέρχεται δύο στάδια: το πρώτο είναι η μετάλλαξη, το δεύτερο η φυσική επιλογή. Η μετάλλαξη του DNA είναι μια κοινή και συνεχής διαδικασία και προκύπτει εντελώς τυχαία. Η φυσική επιλογή που ακολουθεί, ενεργεί με τρόπο ώστε να καθορίσει εάν οι μεταλλάξεις πρέπει να διατηρηθούν ή όχι, συνήθως ανάλογα με το αν έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη αναπαραγωγική επιτυχία.
ν
ν
Με λίγα λόγια, η μεν μετάλλαξη δημιουργεί τη διαφοροποίηση στο DNA ενός οργανισμού, η δε φυσική επιλογή αποφασίζει αν οι αλλαγές θα διατηρηθούν ή αν υποβιβάζουν με την παρουσία τους το προτσές της εξέλιξης.
Αυτό σημαίνει πως μέσα στο γονιδίωμα υπάρχουν γονίδια σε ορισμένες θέσεις που έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες μετάλλαξης από άλλα. Μέχρι τώρα δεν έχουμε εκτιμήσει επαρκώς αυτόν τον μηχανισμό που επηρεάζει την κατεύθυνση της εξέλιξης. Αυτό με τη σειρά του σημαίνει ότι η φυσική επιλογή μπορεί να μην είναι η μοναδική κινητήρια δύναμη της ζωής.
Μέχρι στιγμής, το Μαύρο DNA φαίνεται να υπάρχει σε δύο πολύ διαφορετικούς και ξεχωριστούς τύπους ζώων. Αλλά δεν είναι ακόμα σαφές πόσο διαδεδομένο θα μπορούσε να είναι. Για παράδειγμα, έχει και ο άνθρωπος Μαύρο DNA; Είναι πολύ πιθανό και είναι κάτι που αγνοούμε.
Στο παράδειγμα του αρουραίου της ερήμου, το Μαύρο DNA είναι πιθανό να ευθύνεται για την προσαρμογή του συγκεκριμένου ζώου στην έρημο, εκεί όπου η ζωή είναι αδύνατη.
Αλλά από την άλλη πλευρά, η μετάλλαξη μπορεί να συνέβη τόσο γρήγορα ώστε η φυσική επιλογή να μην μπόρεσε να δράσει εγκαίρως για να αφαιρέσει οτιδήποτε επιβλαβές στο DNA. Οι εκδοχές στο τι μπορεί να συνέβη είναι πολλές.
Η ανακάλυψη πάντως ενός τέτοιου περίεργου φαινομένου δημιουργεί ερωτήματα σχετικά με το πώς εξελίσσονται τα γονιδιώματα και τι θα μπορούσε να λείπει από τα υπάρχοντα προγράμματα προσδιορισμού αλληλουχίας γονιδιώματος που να μην το έχουμε καν αντιληφθεί. Ίσως πρέπει να επιστρέψουμε στο DNA και να το κοιτάξουμε πιο προσεκτικά.
ν
ν
Συμπερασματικά
Ο άνθρωπος όταν γεννιέται έχει ενσωματωμένο στο DNA ένα βοηθητικό πρόγραμμα που είναι ο απαρέγκλιτος οδηγός του σε όλη τη διάρκεια της επίγειας ύπαρξης. Το πρόγραμμα αυτό, που δεν έχει καμία σχέση με τα γονίδια της κληρονομικότητας, αποτελεί τον οδηγό του ανθρώπου ή, όπως θα το έλεγε ο Ηράκλειτος, τον χαρακτήρα του:
Ήθος ανθρώπω δαίμων.
Κάθε άνθρωπος είναι ο χαρακτήρας του.
Το βοηθητικό αυτό πρόγραμμα περιλαμβάνει ολόκληρη τη ζωή του ανθρώπου έτσι όπως θα τη ζήσει. Γι’ αυτό και παλιά το αποκαλούσαν «πεπρωμένο», λέγοντας πως ο άνθρωπος δεν μπορεί να ξεφύγει από αυτό. Σήμερα μπορούμε να το γνωστοποιήσουμε, επειδή ζούμε πλέον στην ψηφιακή εποχή και οι περισσότεροι είμαστε εξοικειωμένοι μαζί της.
Το πρόγραμμα περιλαμβάνει τις διαθέσεις, τις προτιμήσεις και τις αντιδράσεις μας, και εμείς το αντιλαμβανόμαστε ως «εαυτό». Όμως δεν είναι ο αληθινός εαυτός μας. Είναι απλώς ένα βοηθητικό πρόγραμμα. Γι’ αυτό και οι παλιοί σοφοί υποστήριζαν πως είναι ευκολότερο για τον άνθρωπο να μάθει ολόκληρο το σύμπαν παρά να μάθει τον εαυτό του. Εννοούσαν τον πραγματικό εαυτό του.
Μετά απ’ αυτή την εξήγηση, αντιλαμβανόμαστε γιατί αυτοί που ασχολούνται με την κατασκευή των ζωικών σωμάτων, γνωρίζοντας ότι κάποτε ο άνθρωπος θα κατάφερνε να ξεκλειδώσει το DNA, φρόντισαν να κρύψουν τις βασικές πληροφορίες που αφορούν την κινητήρια δύναμη της ζωής, καθιστώντας τες έτσι απρόσιτες στην ανθρώπινη γνώση.
Θα ήταν άλλωστε μεγάλη αβλεψία από τη μεριά της φύσης να έχει τοποθετήσει το λογισμικό που δημιουργεί και κατευθύνει τη ζωή –και το οποίο ο άνθρωπος αποκαλεί νου, ψυχή, αισθήματα, βούληση, ένστικτο κτλ.– φανερά στο ορατό DNA έτσι που να μπορεί να το αντιγράψει οποιοσδήποτε. Άλλωστε, όπως λέει ο Ηράκλειτος, που ήταν σπουδαίος βιολόγος: «Φύσις κρύπτεσθαι φιλεί», στη φύση αρέσει να κρύβεται.
Μολονότι οι άνθρωποι ψάχνουν να βρουν τα μυστικά της, αυτή δεν αποκαλύπτεται ποτέ ολοκληρωτικά.
ν
ν
