Ģenētika #6: Ne X un ne Y :)

Autors: Liene Korņejeva

Lai pēc dzimumhromosomu aplūkošanas pārējās hromosomas nejustos apdalītas, šī sadaļa tiks veltīta viņām :D Iepazīsimies, AUTOSOMAS. Nekāda saistība ar auto vai somām; šādā vārdā dēvē tās hromosomas, kuras nav dzimumhromosomas.  Turklāt cilvēkam tādas ir 44 katrā šūnā. Un visas apskatīt reizē nebūs sarežģīti, jo katrs no 22 hromosomu pāriem un līdz ar to viņās esošie gēni gan ikdienā, gan mitozes/mejozes laikā uzvedas līdzīgi.

Jau rakstīju, ka dzimumhromosomas ir vienīgās, kurām piešķirts nosaukums; autosomas tiek atzīmētas visai pieticīgi – ar numuru. Šūnu kodolos ir divas pirmās hromosomas, divas otrās, divas trešās un tā līdz 22. pārim. Pāros hromosomas netiek saliktas haotiski; dažādu pāru hromosomas viena no otras atšķiras ne tikai ar izmēru (garumu), bet, ja rūpīgi ieskatās, arī ar “svītrojumu”. Tumšākās un gaišākās josliņas hromosomā nozīmē, ka ir vietas, kur DNS pavediens ir sapakots ciešāk (tumšākās) un tādas, kur ne tik blīvi (gaišākās). Svītrojuma joslas ir vienādas viena pāra hromosomām, kas ļauj tās datora ekrānā atšķirt un salikt pa pāriem.

Hromosomas

Ja līdz šim esat sapratuši iepriekšējās sadaļas, zināsiet, ka pa pāriem hromosomas ir tādēļ, ka viena no pāra nāk no mammas, bet otra no tēta. Katra pāra hromosomas satur vienus un tos pašus gēnus. Piemēram, gēns, kurš nosaka acu pamatkrāsu (neņemot vērā krāsas variācijas), atrodas 15. hromosomā (iezīmēts zils); gēns, kurš kodē olbaltumvielu tirozināzi (zinu, briesmīgs nosaukums, bet saņematies un lasiet tālāk :D), sēž 11. hromosomā (iezīmēts ar sarkanu). Savukārt gēns, pēc kura receptes tiek veidota olbaltumviela ZBLR (kuras nosaukumu un funkciju apstāstīšu vēlāk) ir atrodams 19. hromosomā (zaļš). Un tā es varētu turpināt ar vēl pārdesmit tūkstošiem gēnu nosaukumu un novietojumu :D 

Šos gēnus neizvēlējos nejauši. Stāstīšu stāstu par katru no tiem un cerēšu, ka pēc izlasīšanas viss par ģenētiku būs pilnīgi skaidrs :D:D:D 

Stāstu sākšu ar to, ka iesākumā, iespējams, bija plānots, ka visi radījumi būs aprīkoti ar diviem ģenētiskā materiāla komplektiem, kuri, rūpīgi sargāti un ieslēgti seifā, būs nepieejami izmaiņām – bibliotēka slēgta un aizzīmogota. Diemžēl no tādas bibliotēkas jēgas nekādas. Tādēļ, laikam ritot un šūnām daloties, apkārtējo faktoru (UV starojuma, radiācijas, ķīmisku vielu, vīrusu utt) ietekmē, grāmatu saturā sāka rasties kļūdas (mutācijas). Kāda lapa tika izrauta, kāds vārds vai burts izdzisis, daži burti vārdā samainīti vietām – un tā rezultātā dažas no receptēm (gēniem) ir kļuvušas nesalasāmas.

Ne vienmēr kļūdas veidojas kādā svarīgā vietā un ne vienmēr nozīmē kādas receptes bojāeju. Reizēm kļūdaini piparmētru tējai pieliekot kanēli, izveidojas jauna un negaidīta kombinācija. Tieši šo kļūdu dēļ mēs visi neizskatāmies pēc klonēšanas eksperimenta rezultāta :D

AcisReiz mēs visi (nu labi, mūsu senči) bijām brūnacaini. Gēns, kurš tika iedots mums lietošanai, nodrošināja diezgan lielu pigmenta daudzumu acs varavīksnenē (krāsainajā jūsu acs daļā). Un tanī laikā tas bija gluži saprotami, jo mūsu senču populācijas dzīvoja Āfrikā un no turienes pakāpeniski izplatījās pa zemeslodi. Āfrikā ir diezgan pieklājīgs saulaino dienu pārsvars, tādēļ acs sargāšanai tumšajam pigmentam bija gluži praktisks pielietojums. Un tad kādā jaukā dienā kādam jaukam, brūnacainam tautietim, pašam to neapzinoties, dzimumšūnu veidošanās laikā šis gēns tika izmainīts – tajā radās mutācija. Šo mutāciju viņš (vai viņa) nodeva saviem bērniem un tie saviem bērnu bērniem, kuri visi vienalga bija brūnacaini, jo otrs gēns viņiem visiem bija aktīvs un tika izmantots pigmenta ražošanai.

TERMINOLOĢIJAS ATKĀPE

  • Katram gēnam ir iespējami vairāki (vismaz 2) varianti, un tos sauc par alēlēm, piemēram šeit – zilās (maz pigmenta) un brūnās krāsas alēles.
  • Katrs cilvēks manto divas gēna alēles (katru savā hromosomā). Ja abi gēni ir vienādi (brūns un brūns vai zils un zils), šis cilvēks pēc šī gēnu pāra ir homozigots. Ja gēni atšķiras (vienam cilvēkam vienā hromosomā brūnas krāsas, bet otrā – zilas krāsas gēns), viņš ir heterozigots
  • Gēns, kurš, abiem satiekoties, “vinnē” jeb nezaudē savu izpausmi, tiek saukts par dominantu. Šajā gadījumā dominants ir brūnās krāsas gēns (alēle)
  • Gēns, kurš, abiem satiekoties, neizpaužas, ir recesīvs. Šajā gadījumā recesīvs ir zilās krāsas gēns (alēle).

Vēl kāds lasa? :D Nu tātad pagāja gadi un reiz satikās un viens otrā iemīlējās divi jauni cilvēki, kuri abi bija heterozigoti pēc acu krāsas Acu genigēna (uzzīmējiet šo situāciju ar krāsainiem zīmuļiem uz lapas! Nē, ne jau cilvēkus, bet viņu gēnus :D). Viņu bērns mantoja no abiem vecākiem recesīvo alēli un, visiem par lielu pārsteigumu, viņa acis visu mūžu palika zilā krāsā. Viņš, iespējams, bija dikti smuks ar savām zilajām acīm :D un gēns tika nodots daudziem bērniem un bērnu bērniem un recesīvā alēle izplatījās pa pasauli. Sanāk, ka tagad visi, kas šo lasa caur zilām acīm :D ir radinieki tam, kura dzimumšūnās veidojās šī mutācija. 

Ja kādam ir vēlme, variet iedziļināties divos gadījumos, kad mutācija ir pamats ģenētiskai slimībai – albīnismu izraisa recesīvs gēns (gluži līdzīgi zilajai acu krāsai), bet ģimenes hiperholesterinēmiju (palielinātu holesterīnu asinīs) – dominanta gēna alēle. 

ALBĪNISMS. Recesīva slimība, jo nepieciešami divi recesīvi gēni, lai slimība izpaustos.

Kad mēs apēdam kādu ar olbaltumvielām bagātu produktu (steiku, piemēram :)), mūsu gremošanas traktā, jeb, cilvēcīgāk, zarnās, olbaltumvielas tiek sadalītas pa pirmreizinātājiem jeb aminoskābēm. TirozinazeAminoskābes ir ķieģelīši, no kuriem šūnās tiek ražotas tādas olbaltumvielas, kā vajag tieši mums. Viena no šādām aminoskābēm ir tirozīns. Tad, kad Jūs izejat saulītē (vai tērējiet līdzekļus ādas vēža dzimtenē solārijā:D), Jūsu ādas un acu šūnas saņem signālu, ka, ultravioletā starojuma aizturēšanai nepieciešams drusku palielināt pigmenta koncentrāciju. Pigmentu (to sauc par melanīnu) veido olbaltumviela tirozināze no tirozīna. 

  • Ja darbojas abas tirozināzes receptes (homozigots dominants), šūna, kura dabūjusi UV starojumu, uzražo melanīnu un āda kļūst brūnāka.
  • Ja darbojas tikai viena recepte (heterozigots), tirozināze tāpat ražojas no otras un melanīns sintezējas tāpat. Līdz ar to atšķirt vilcienā cilvēkus, kuriem vienā tirozināzes receptē ir kļūda, nav iespējams.
  • Ja nestrādā neviena no abām tirozināzes receptēm (homozigots recesīvs), tirozīns netiek pārvērsts par melanīnu. Un šo slimību sauc par albīnismu. Tas skar ne tikai ādu, bet arī acis, jo pigmentam ir liela loma acs sargāšanā no pārlieku spilgtas gaismas, kā arī no tā paša UV starojuma.

Albinisms

ĢIMENES HIPERHOLESTERINĒMIJA. Dominanta slimība, jo slimības izpausmei pietiek ar vienu izmainītu gēna alēli.

Turpināsim steika tēmu :D Steiks satur ne tikai olbaltumvielas, bet arī taukus, to skaitā tā sauktos “sliktos” zema blīvuma lipoproteīnus (ZBL) – skaidrības dēļ tālāk to saukšu par “slikto” holesterīnu. Kaut nekas jau nav tikai labs vai tikai slikts – holesterīns ir organismam vajadzīgs un no tā tiek ražotas daudz nepieciešamas vielas. Tikai gadījumā, ja asinīs tā ir par daudz, tas sāk izgulsnēties uz asinsvadu sieniņām, tā veidojot visiem pazīstamo aterosklerozi un radot risku sirds slimībām, insultam un citām nepatikšanām. Tādēļ ja ģimenes ārsts jūsu asins analīzēs redzēs lielu ZBL rādītāju, viņš kratīs pirkstu un liks ēst salātus :D

Hiperholisterinemija

Parasti holesterīns pēc ēšanas nonāk asinīs un no turienes to savāc šūnas, kurām holesterīns ir nepieciešams. Lai šūna varētu noķert holesterīna molekulu asinīs, tā izstiepj savas “rociņas” jeb receptorus (ZBLR – bildē sarkans) – tās ir olbaltumvielas, kuras gaida savu ZBL molekulu un, to noķērušas, ievelk šūnā iekšā pārstrādei. Ja rociņas strādā labi un pārtikas racions nesastāv no megagigahiperburgeriem, holesterīna līmenis asinīs ir normāls. 

Gēns, kurš kodē receptoru (rociņas), atrodas 19. hromosomā. Arī šajā gēnā sensenos laikos ir radusies mutācija, kuru vecāki nodod bērniem un bērni saviem bērniem. Tomēr, atšķirībā no albīnisma, šoreiz arī viens izmainīts gēns izraisa saslimšanu. Tātad:

  • Ja darbojas abi normālie ZBLR gēni, ZBL tiek efektīvi pārnests no asinīm šūnās. 
  • Holesterina plaksnitesJa cilvēks ir mantojis vienu normālu, bet otru izmainīto gēnu (heterozigots), šūnu virsmās rociņu būs uz pusi mazāk, kas nozīmē, ka visu holesterīnu no asinīm aiznest nebūs iespējams. “Uzvar” izmainītais gēns – tas šoreiz ir dominants. Šādiem cilvēkiem asinīs pastāvīgi būs paaugstināts holesterīna līmenis (ZBL ir daļa no nosakāmā holesterīna rādītāja) un, ja viņi neparūpēsies par tā līmeņa pazemināšanu, insulti, infarkti un citas nepatikšanas viņus skars agrāk, kā citus. Pastāvīgi paaugstinātu holesterīna rādītāju reizēm cilvēkam var redzēt “sejā” :), jo holesterīns mēdz izgulsnēties zem ādas dzeltenīgu plātnīšu veidā ap plakstiņiem un arī ap roku/kāju locītavu cīpslām. Šādu izmainītu gēnu nes apm. 1 no 500 cilvēkiem.
  • Ja (tas notiek ļoti reti) cilvēks ir mantojis abus izmainītos gēnus (viņš ir dominants homozigots), apēstais holesterīns paliek asinīs, jo receptoru ražošanai nav neviena pareiza recepte. Šādā gadījumā jau bērnībā ar holesterīnu aizlīp asinsvadi, novedot pie dažādām sirds slimībām vai skarot citus orgānus. 

Tā kā slimība izpaužas arī heterozigotiem indivīdiem, parasti slimnieks šo gēnu ir mantojis no mammas vai tēta; līdz ar to, ja veiksiet holesterīna mērījumus pacienta radiniekiem, jums ir lielas iespējas uzlikt uz diētas ne vienu vien indivīdu ☺

JAUTĀJUMI, ja nu gadījumā kāds ir līdz šai vietai izlasījis :)

1. Vienā ģimenē vīram un sievai abiem ir brūnas acis, bet viņiem piedzimst zilacains bērniņš. Otrā ģimenē vīram un sievai abiem zilas acis un viņiem piedzimst brūnacains bērniņš. Abu ģimeņu vīrieši ir ļoti noraizējušies par eeee paši zināt, ko :D Kurai ģimenei būtu vērts taisīt paternitātes testu? Kāpēc?

2. Kurš no zemāk redzamajiem ciltskokiem (kvadrātiņi vīrieši, aplīši sievietes, laulātie savienoti un zem viņiem ķekarā bērni :D) būtu tipisks ģimenei ar albīnismu un kurš ģimenei ar ĢH?

a) Koks

b) Koks

3. Jauns vīrietis un jauna sieviete, kuri abi ir veseli, satikās albīniķu ikgadējā sanāksmē, jo kā vienam, tā arī otram mamma slimo ar albīnismu. Ja viņi apprecēsies, vai ir iespējams, ka viņu bērniņam arī būs albīnisms? Cik liela ir šī varbūtība?

4. Kādēļ ģimenes hiperholesterinēmiju sauc par ģimenes hiperholesterinēmiju? Ja ne vīram, ne sievai nav šī slimība, vai ir iespējams, ka viņu bērnam tā būs?

Komentāri