Kromosomen sekretuak erabat argituz
Ogi-legamiaren (hau da, Saccharomyces cerevisiae -aren) hirugarren kromosoma sekuentziatzeko Europako 35 laborategitan 147 ikerlari bi urtez aritu ziren lanean. Munduan lehen aldiz ezagutu dituzte kromosoma baten oinarri guztiak.
Ogi-legamiaren genoma
Hamasei kromosoma ditu eta hemen elektroforesiaz bananduta erakusten dira. Guztira 13.612.00 nukleotido ditu. Orain arte sekuentziatutako hirugarren kromosoma, txikienetakoa dela ikusten da.
Zergatik aukeratu zuten legamia hori hain ikerlan garrantzitsua egiteko? Milaka urtetan ogia egiteko balio izan duen legamia hau mundu guztiko landare eta animalia guztien eredu izan daitekeelako. Bere ondare genetikoan izan ere, intsektuen, landareen eta gizakiaren geneak ere bai baitaude. Dena den, legamiaren 16 kromosometatik hirugarrena besterik argitu ez denez gero, oraindik ustegabe asko izango ditugulakoan gaude. Agian intsulinaren genea aurkituko da (odoleko azukre-tasa erregulatzen duena) edo minbizia sortzen dutenak. Gizakia bera ez ote da onddo mikroskopiko honen gene guztiak eta gainera propio bereak dituen izakia?
Esan dezagun organismo biziak prokarioto eta eukarioto izeneko taldeetan sailkatzen direla. Prokariotoetan (bakterio eta alga urdinetan adibidez), geneen multzoa edo genoma ez dago mintzak mugatzen duen zelulako nukleoan eta eukariotoetan (gainerako espezie guztietan) genoma zelularen nukleoan dago. Ogi-legamia eukarioto sinplea da eta gizakia eukarioto konplexuagoa. Horregatik, legamian adibidez minbiziaren geneak edo onkogeneak aurkituko balira, gizakiarengan duen eragina aztertzeko aukera paregabea litzateke.
Ogi-legamia ordea, medikuntza aldetik bakarrik ez da interesgarria. Industrian ere Saccharomyces cerevisiae -aren andui edo zepa desberdinak okindegietan ezezik ardogintzan eta garagardogintzan ere erabiltzen dira eta munduan iharduera horietan milaka milioi dolar mugitzen dira. Horregatik, munduan lau bat mila zientzilari ari dira naturan diren 600en bat legami-motetako bat den hau ikertzen.
Gaur egun legamiaren bigarren eta hamaikagarren kromosoma ari dira Europan aztertzen, geneen erdiak baino gehiago sekuentziaturik dituztelarik. Lehen, bostgarren, seigarren eta bederatzigarren kromosomak berriz, hurrenez hurren Kanada, Estatu Batuak, Japonia eta Britainia Haundiko ikerlariak ari dira arakatzen. Laster beste bost kromosoma (7, 8, 10, 14 eta 15.a) sekuentziatzen hasiko dira Europako laborategi-sarean eta 2000. urte ingururako legamiaren genomari sekretu guztiak argituko dizkiotela espero da. Orduan informazio-multzo handia eta lanerako sistemak ongi menperatuko direnez, lan handiagoei ekin ahal izango zaie. Giza genoma erabat aztertzeko adibidez, 50.000 gene baino gehiago sekuentziatu beharko dira eta munduan milaka ikerlek aritu beharko dute horretan.
Baina giza genoma erabat arakatzeak eskatzen duen dirutza eta lana medio, eginkizun hori ez da bihar edo etzi burututa egongo. Burutzen denean, dena den, gaur egun inbentariaturik dauden 3.000 gaitz genetiko baino gehiago sortzen dituzten geneak identifikatuko dira. Horrela gaixotasun horiek hobeto ulertu, tratatu eta (agian) prebenitu egingo dira.
Ogi-legamiak baditu ikerketarako abantaila batzuk. Bakterioak bezala ( Escherichia coli bezala, adibidez) erraz manipula daitekeen organismo zelulabakarra da, baina eukariotoa denez, goi-mailako izaki bizidunek bezala nukleoa eta funtzio biologikoak ditu. Giza genoma baino berrehun aldiz txikiagoa den arren, legamiaren genomak zelularen bizitzarako behar diren informazio guztiak ditu. Bestela esan, zelularen tamaina txikiko eredua da.
Legamiaren nukleoa, mezu genetikoa transmititzen duen molekula batez (ADN edo azido desoxirribonukleikoaz) osatutako liburua dela kontsidera daiteke. Liburua idazteko lau letra (oinarri edo nukleotido) besterik ez dira erabiltzen: A (adenina), C (zitosina), G (guanina) eta T (timina). Legamiaren liburuak hamasei kapitulu edo kromosoma ditu eta guztira 7.000 lerroalde edo gene, bakoitzak ezaugarri genetiko heredagarri baten mezua duelarik. Liburuak guztira 13.600.000 letra edo nukleotido dituela kalkulatu da.
Europako hogeita hamabost laborategitan aztertutako hirugarren kromosomak 182 gene ditu eta liburu osoko kapitulurik laburrenetakoa da; % 2,5 besterik hartzen ez duena. Bere 315.356 nukleotidoek 182 geneak osatzen dituzte, baina horrez gain eginkizuna genean bertan agertzen ez direneko sekuentzia genetikoak ere bai. Hauek erregulazio-sekuentziak, errepikatutako zatiak, intrusioak, etab. dira. Koderik ez dute baina garrantzitsuak dira genea adierazteko. Legamian geneak genomaren bi herenak baino gehiago direla uste da, eta gainerakoa kodetu gabeko sekuentziez osaturik dago.
Legamiaren hirugarren kromosoman nabarmendu den gene bakoitzeko, laborategi desberdinetako ikerlariek hiru datu-base handi kontsultatu dituzte: Alemaniako Heidelberg-koa, Estatu Batuetako Los Alamos-koa eta Japoniako Mishima-koa. Kontsulta egin ondoren, 182 gene horietatik 37 ezagunak zirela ikusi dute, aurrez genetika klasikoko metodoez aurkituta zeudelako.
Esan beharra dago Pasteur-ek legamiak alkoholaren hartziduran zuen zeregina aurkitu ondoren mikroorganismo hau etengabe aztertu dela laborategietan. Escherichia coli bakterioa da laborategietan etengabe ikertzen den beste mikroorganismo bat. Izan ere, bai bata eta bai bestea, manipulatzen eta ugaltzen errazak dira. Orain arte beraz, inolako plan zehatzik gabe aurkitu izan dira aipatu ditugun 37 gene horiek, baina hirugarren kromosomako gainerako 145 geneetako 117ek ez dute naturan antzekorik eta genetikariek oraindik ezagutzen ez dituzten funtzioak kodetzen dituzte. Beste 14 gene, hirugarrena ez den beste kromosometan dauden eta ezagun direnen antzekoak dira. Azkenik, gainerako 14 geneak animali eta landare-espezie batzuetan daudenak dira.
Antzekotasun horiek batzuetan ustegabekoak eta harrigarriak dira. Adibidez, legamian ozpin-euliaren (drosofilaren) begiko pigmentu zuria kodetzen duen genea dago, nahiz eta legamiak begirik eduki ez. Gizakiongan sexua erabakitzen duen eta duela gutxi Y kromosoman aurkitu den genea ere badu. Landare lakadun batzuekin sinbiosian nitrogenoa finkatzeko genea ere aurkitu diote. Legamiak nitrogenorik finkatzen ez badu ere, gene horiek ezinbestekoak zituen legamiak.
Tabakoaren geneak, saguenak eta zelula-bizitzako goi-mailako funtzioak (arnasketa, sexualitatea, proteinen sintesia, metabolismoa, etab.) segurtatzen dituztenen antzekoak aurkitu dituzten legamiaren hirugarren kromosoman.
Guzti horrek animaliak eta landareak duela lau mila milioi urte sortutako oso izaki zelular sinple eta antzekoen ondorio direla adierazten du. Organismo primitibo hauetan, espezie guztietan (baita konplexuenetan ere) dauden gene amankomun batzuk daude.
Argitzeke dago jatorrizko izaki bizidun batzuk sortu zirenez gero zergatik oso gutxi eboluzionatu duten eta beste batzuk etengabe zegatik eboluzionatu duten. Bestetik, argitu beharra dago hasierako programa genetikoari gehigarriak erantsi eta gaur egungo espezie-dibertsitatera nola heldu den. Eboluzioaren misterio hauek hobeto ulertuko dira legamiaren eta beste zenbait landare- eta animali espezieren sekuentziazioa burutzen denean. Escherichia coli eta Bacillus subtilis prokariotoen (beraz, legamia baino gutxiago eboluzionatutakoen) sekuentziazioa 2000. urterako egon daiteke amaituta.
Horrez gain Europan, Estatu Batuetan eta Japonian ondoko eukarioto hauek ari dira laborategietan sekuentziatzen: Schizosaccharomyces pombe (Afrikan edariak hatzitzeko erabiltzen den legamia), Arabidopsis thaliana (koltza eta errefauen antzeko landare txikia da eta bost kromosoma baino ez dituenez, 70 milioi nukleotido “besterik” ez ditu), Cænorhabditis elegans (azkar ugaltzen den eta lurrean bizi den milimetro bat luzeko zizare nematodoa), Drosophila melanogaster (bere kromosoma erraldoiak direla eta laborategietan oso ikertua), eta Mus laboratorius (laborategiko sagua).
Gaur egun Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis, Cænorhabditis elegans eta Arabidopsis thaliana -ren ikerketak martxa onean ari dira. Gainerakoen plangintza baino ez dago, finantzaketa-arazoak medio. Izan ere, nukleotido bat identifikatzea batezbeste bi dolar kostatzen da, eta gizakiak hiru mila milioi dituela hartu behar da kontutan.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
