Junk-DNK: đubre ili ključ ljudskosti

Od malena nas uče da su majmuni, konkretno, šimpanze naši najbliži rođaci, i donekle su i u pravu: imamo mnogo toga zajedničkog u pogledu ponašanja, izgleda, ali i na samom molekularnom nivou.

Uzimajući sve ovo u obzir, naučnici već godinama pokušavaju da dokuče šta nas to tačno odvaja od naših najbližih rođaka.

Ljudi i šimpanze su se odvojili od zajedničkog pretka pre oko 5-6 miliona godina. Iako je ljudska DNK dugačka oko 6 milijardi baznih parova, ona se razlikuje od DNK šimpanzi u oko 35 miliona parova. 

Utvrđeno je da kod ljudi postoji oko 5 miliona mesta u genomu na kojima je došlo do izmena, među kojima su mnoga od tih mesta ona koja kodiraju proteine, na čemu se novo istraživanje najviše i zasniva. Takođe, oko 50 ljudskih gena nije pronađeno kod šimpanzi.

Dakle, u pogledu DNK, imamo dosta toga zajedničkog s našim najbližim evolucionim rođacima — šimpanzama. Ali to nam i dalje ne daje odgovor na pitanje — Šta nas čini ljudima, a šimpanze majmunima?

Izvor:https://fineartamerica.com/featured/chimpanzee-human-ancestry-smetekscience-photo-library.html

Šimpanza i čovek

Novim radovima naučnici su pronašli moguće rešenje ove misterije u nekodirajućim regionima genoma koji su do pre samo 50 godina smatrani „đubretom“, pa su ih shodno tome tako i nazvali — djubre DNA.

Iako su u početku tako nazivane, bilo je veoma sumnjivo zašto onda „đubre“ čini oko 98% ljudskog genoma i na koji način je to u bilo kom smislu evolutivno korisno? 

Jedna od teorija je tvrdila da je razlog tome što se u toku evolucije taj deo DNK „nakupljao“ i vremenom, ostao. Ova teorija je odavno odbačena.

Međutim, u poslednjih 20 godina, izraz „junk DNA“ izbačen je iz literature. Uprkos tome, i dalje možemo s vremena na vreme čuti taj izraz, prvenstveno zbog toga što se u prošlosti koristio za opisivanje bilo kog dela DNK koji nije kodirao proteine. Na taj način se izraz održao do danas. Međutim, deo DNK nepoznate funkcije se u modernoj terminologiju naziva nekodirajućim segmentom DNK. 

Iako nam još uvek nije u potpunosti jasno koju tačno ulogu ima, „đubre“ je možda upravo odgovor na to šta nas to odvaja od ostalih vrsta. 

Kako je istraživanje teklo?

U radu objavljenom u časopisu „ Cell Stem Cell“ grupa naučnika sa Univerziteta u Lundu, predvođeni doktorom Johanom Jakobsonom su razvijali kulture stem ćelije čoveka i šimpanze. 

Ove ćelije su dobijene reprogramiranjem ćelija kože uzetih od odraslih jedinki šimpanze i čoveka.

Kada su uporedili moždane stem ćelije obe jedinke, naučnici su identifikovali oblast genoma koja se kod čoveka eksprimira drugačije u poređenju s šimpanzom. Potpuno neočekivano, ova promena je uticala na strukturu genoma kod čoveka, ali ne na gene koji kodiraju proteine. 

Rezultati ovog istraživanja su iznenadili same istraživače koliko i ostatak naučne zajednice, jer, pre svega, ukazuju na mogućnost da preostalih 98% ljudskog genoma (Junk-DNA) sadrži delove presudne za jedinstvenu građu ljudskog mozga. Isto tako je deo, koji je možda ključna komponenta u pronalaženju odgovora na mnoga pitanja, do pre samo 50 godina zaobilažen u istraživanjima, jer je smatran zaostatkom od predaka.

Izvor;https://www.scienceabc.com/pure-sciences/is-98-of-our-dna-really-junk.html

“Junk” DNK

„Ovo sugeriše na to da temelj evolucije ljudskog mozga predstavljaju genetički mehanizmi koji su verovatno dosta kompleksniji nego što se može i pretpostaviti“, pošto se pretpostavljalo da samo 2% ljudskog genoma, koji čine kodirajuće sekvence, nose odgovor na pitanje po čemu se naš mozak razlikuje od mozga naših „rođaka“, izjavio je dr Johan Jakobson.

Pored „junk DNK“, u ljudskom genomu takođe postoje mesta koja se nisu menjala milionima godina, tzv. „genska ostrva“ koja, kao i nekodirajuće DNK, na prvi pogled nemaju očiglednu funkciju, ali ovim istraživanjem i svakim sledećim, na korak smo bliže razumevanju i njihove uloge, a samim tim i sopstvene vrste. 

U poređenju s pređašnjim istraživanjima, ova studija bi se teško mogla uvrstiti u revolucionarne poput otkrića strukture i funkcije molekula DNK, PCR-a ili antibiotika, ali predstavlja sjajnu osnovu za dalja istraživanja nekodirajućih regiona  genoma, tzv.  „unk DNA“, jer nam možda upravo to „đubre“ otkrije šta odvaja čoveka od bilo koje druge vrste.

Izvori:

• A cis-acting structural variation at the ZNF558 locus controls a gene regulatory network in human brain development
• http://www.sci-news.com/biology/human-brain-junk-dna-10156.html