Penyakit gen adalah properti yang tidak dapat dihindari dari semua makhluk hidup. Sebagian besar penyakit genetik dikaitkan dengan gen yang diwarisi dari organisme paling primitif. Miliaran tahun evolusi tidak membuat gen individu maupun fungsinya menjadi lebih kebal terhadap mutasi
Setiap sel manusia dapat dibandingkan dengan sebuah pabrik besar, di mana lebih dari dua puluh ribu gen yang bekerja bersama-sama melakukan satu penyebab yang sama. Produk kerja gen - protein - digunakan baik dalam konstruksi tanaman itu sendiri (protein semacam itu disebut struktural), dan sebagai alat kerja - seperti berbagai enzim yang terlibat dalam berbagai reaksi kimia dalam sel. Ngomong-ngomong, ada lebih banyak pengrajin yang membuat perkakas daripada pembuat batu bata, pekerja beton, dan bahkan tukang bangunan.
Ada elemen struktural terpisah dalam tumbuhan, kepala protein dan mandor protein, memulai berbagai proses, banyak sistem yang mendukung kehidupan tumbuhan dan memungkinkannya berfungsi seperti yang ditentukan oleh kode genetik. Jika kita melanjutkan analoginya, maka seluruh organisme dapat dibayangkan sebagai negara besar dengan industri yang beragam, badan pengatur dan institusi, dan bahkan sejumlah besar pejabat.
Benar, tidak ada satu negara pun di dunia yang dapat dibandingkan dalam hal kompleksitas strukturnya dengan ikan "primitif" dari periode Jurassic.
Tidak semua pekerja terlahir ideal: selama reproduksi, mutasi pasti muncul dalam gen. Beberapa pekerja tidak memiliki tangan, beberapa memiliki duri di mata kanannya, beberapa terlahir dengan punggung bungkuk. Semua cacat ini pasti memengaruhi kualitas produk yang mereka hasilkan - tidak seperti manusia, gen tidak dapat secara sukarela beralih untuk menghasilkan sesuatu yang tidak membahayakan kemampuan mereka yang terbatas.
Penyakit keturunan dan penyakit gen
sekelompok penyakit akibat kerusakan DNA pada tingkat gen. Istilah penyakit gen digunakan untuk penyakit yang berhubungan dengan satu gen.
Namun, pabrik dan seluruh organisme sering dapat terus bekerja bahkan saat sedang dibangun dari, secara bersyarat, batu bata segitiga - belum lagi hilangnya beberapa fungsi pensinyalan di dalam sel. Dalam kasus ini, mereka berbicara tentang penyakit bawaan. Sampai saat ini, sekitar satu setengah ribu gen telah dikatalogkan, mutasi tertentu menyebabkan berbagai perubahan fenotipik dalam tubuh, tetapi masih memungkinkan seseorang untuk dilahirkan.
Tomislav Domazet-Losho dan Dietard Tautz dari Max Planck Institute for Evolutionary Biology di Jerman menanyakan gen mana dalam DNA manusia yang paling rentan terhadap perubahan tersebut. Di mana, di toko pabrik sel mana pekerja yang paling banyak menghasilkan limbah bekerja?
Video promosi:
Dan yang paling menarik - tahap evolusi biologis apa yang paling banyak membuat kita gagal?
Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan menerapkan metodologi "philostratigraphy" yang dikembangkan oleh mereka. Dalam beberapa tahun terakhir, genom organisme yang terletak di berbagai cabang pohon evolusi telah diuraikan, dan dengan adanya gen serupa di cabang yang berbeda, menjadi mungkin untuk melacak pada tingkat mana gen tertentu muncul. Data modern memungkinkan Domazet-Losho dan Tautz melacak 19 strata semacam itu - dari bakteri, hingga multiseluler, mamalia dan primata, hingga manusia. Hasil analisis ini diterima untuk publikasi di Molecular Biology and Evolution; para ilmuwan tidak membedakan antara penyakit yang disebabkan oleh kerusakan satu gen dan penyebab poligenik.
Gen yang berbeda dari tubuh kita muncul pada tahap evolusi yang berbeda, dan kebanyakan dari gen tersebut ada pada nenek moyang terjauh dari "mahkota penciptaan". Sulit dipercaya, tetapi lebih dari separuh gen kita masih ada dalam satu bentuk atau lainnya dalam organisme uniseluler, dan sebagian besar separuh ini muncul bahkan sebelum munculnya nukleus dalam sel. Tetapi seluruh perkembangan mamalia hanya menambahkan sekitar 10% dari total jumlah gen dalam tubuh kita.
Logika sederhana menyatakan bahwa gen yang bertanggung jawab atas proses seluler paling dasar diwarisi dari organisme paling purba. Oleh karena itu, mutasi di dalamnya harus mengarah pada cacat yang tidak sesuai dengan kehidupan, dan mereka tidak dapat masuk ke dalam kategori "bawaan", yang mengandaikan kelahiran ini. Selain itu, gen-gen ini telah berada di bawah pengaruh proses seleksi selama milyaran tahun dan entah bagaimana bisa "menetap" dalam bentuk yang tidak begitu penting mutasi.
Pada saat yang sama, gen yang memisahkan manusia dari kera - bukan Tuhan yang tahu apa perbedaan dalam gambaran evolusi global - tidak begitu penting. Nah, apa yang mencegah seseorang dilahirkan tertutup kulit atau tidak mampu menganalisis matematis? Dan berapa juta tahun dibandingkan dengan milyaran? Oleh karena itu, para ilmuwan percaya bahwa di antara gen pemula akan ada proporsi yang lebih besar dari gen yang menyebabkan penyakit bawaan.
Ternyata semuanya justru sebaliknya - penyakit genetik lebih sering dikaitkan dengan gen purba
Seperti yang ditunjukkan oleh analisis terhadap hampir dua ribu gen penyebab berbagai penyakit bawaan, kita masih sakit karena gen yang diwarisi dari nenek moyang kita yang paling jauh. Dan inovasi yang pertama kali diterapkan alam pada mamalia hampir tidak pernah mengarah pada penyakit genetik.
Pada saat yang sama, kita tidak berbicara tentang nilai absolut - hanya ada gen yang lebih kuno, tetapi tentang yang relatif. Jika dari 8 ribu gen tingkat filostratigrafi paling kuno sedikit kurang dari seribu dikaitkan dengan penyakit genetik, maka di antara dua ribu gen yang muncul selama 100 juta tahun perkembangan mamalia plasenta, terdapat kurang dari selusin gen “penyebab penyakit” semacam itu. Yang terpenting, bagian gen seperti itu di antara peninggalan yang kita dapatkan dari organisme prekeluler dan prekursor terakhir organisme multisel yang berkembang selama "Ledakan Kambrium" yang terkenal.
Jumlah gen pada berbagai tingkatan filostratigrafi, terletak secara horizontal. Semua gen tubuh manusia ditampilkan dengan warna biru, gen yang terkait dengan penyakit genetik ditampilkan dalam warna merah dan hijau. Level yang sesuai dengan puncak individu diberi label. // Domazet-Loo & Tautz / Biologi Molekuler dan Evolusi
Para penulis tidak menarik kesimpulan yang meyakinkan dari hasil yang tidak terduga, membatasi diri pada pernyataan bahwa penyakit keturunan tampaknya menjadi komponen kehidupan yang tak terelakkan. Selain itu, mereka mencatat, pekerjaan mereka membuat tujuan biologis dari gen-gen yang telah muncul di negara kita dalam jutaan tahun terakhir - misalnya, satu setengah ribu yang merupakan ciri primata menjadi lebih suram.
Namun, karya tersebut juga memiliki suara praktis yang tidak biasa. Percobaan pada tikus sekarang dianggap sebagai "standar emas" dalam studi penyakit genetik. Tetapi jika kebanyakan dari mereka dapat dimodelkan pada nematoda dan lalat buah, mengapa membuang waktu, uang dan tenaga untuk bekerja dengan mamalia? Menurut penulis, jika kita berbicara bukan tentang fungsi biologis, tetapi tentang pertanyaan teoritis murni seperti penyebab penyakit gen, lebih baik bekerja dengan model organisme di mana penyakit ini muncul.
