Hva gjør deg til den du er?
VITENSKAPSMENNENE hadde lært mye om vår genetiske oppbygning før «Human Genome Project» begynte. Det er derfor slike ord som «gener», «kromosomer» og «DNA» ofte opptrer i nyhetsmeldinger etter hvert som massemediene forteller om stadig flere oppdagelser omkring dette som forskerne tror gjør oss til det vi er. «Human Genome Project» forsøker nå å bygge videre på disse grunnleggende tingene og avlese hele vår genetiske kode.
Men før vi ser på hvordan forskerne gjør dette, anbefaler vi at du leser det som står i rammen med overskriften «Hvordan du er oppbygd» på side 6 i dette bladet.
Lokalisering av genene
Som nevnt i den forrige artikkelen er det første formålet med dette prosjektet å finne ut hvordan genene våre er plassert i kromosomene. En genekspert sammenligner dette med å «lete etter en utbrent lyspære i et hus uten adresse i en ukjent gate i en ukjent by i et fremmed land». Bladet Time hevder at oppgaven er «like vanskelig som å finne et telefonnummer når man verken har noen adresse eller et etternavn». Hvordan mestrer så vitenskapsmennene denne utfordringen?
Forskerne studerer familier for å finne de genene som bestemmer nedarvede egenskaper og velkjente karaktertrekk og tilbøyeligheter. De har for eksempel klart å spore de genene som bidrar til fargeblindhet, blødersykdom og ganespalte, til felter i et av kromosomene våre. Disse genkartene, som de blir kalt, er svært omtrentlige — de viser bare at genet ligger blant omkring fem millioner basepar.
Forskerne ønsker å være mer presise og utarbeide et fysisk kart. Én metode går ut på å dele DNA opp i biter av tilfeldig størrelse som de deretter undersøker for å finne spesielle rekker av gener. Jo flere biter man har, jo vanskeligere er det selvsagt å sortere dem. Hvis du sammenligner hver bit av DNA med en bok på en tydelig merket hylle i et bibliotek, kan du sammenligne det å finne et gen med det å «finne et sitat i en enkelt bok framfor å måtte lete igjennom et helt bibliotek,» forklarer bladet New Scientist. Disse fysiske kartene begrenser leteområdet til 500 000 basepar. Mot slutten av 1993 tilveiebrakte en gruppe forskere som var ledet av dr. Daniel Cohen ved et senter i Paris for studium av polymorfi hos mennesker, noe bladet Time kalte «det første fullt utarbeidede — men fremdeles omtrentlige — kart over menneskets genom [en celles totale mengde av genetisk materiale]».
Det neste målet med prosjektet er å bestemme den nøyaktige rekkefølgen av de kjemiske bestanddelene i hvert av de 100 000 genene våre, så vel som resten av genomet, eller det samlede genmateriale. Men etter hvert som vitenskapsmennene blir stadig flinkere til å avlese DNA-molekylene, oppdager de at genmaterialet er mer komplisert enn de trodde.
Avlesing av det samlede genmaterialet
Genene utgjør bare to til fem prosent av genomet. Resten blir ofte betegnet som «overflødig DNA». Noen forskere trodde tidligere at denne såkalt unyttige delen ble til ved et uhell under evolusjonen. Men nå tror de at noe av det som ikke er gener, regulerer strukturen til DNA og inneholder instrukser som kromosomene trenger for å kunne reprodusere seg selv ved celledeling.
Vitenskapsmenn har lenge vært opptatt av hva det er som slår et gen av og på. New Scientist melder at det kan være så mange som 10 000 av genene våre som koder for produksjonen av såkalte transkripsjonsproteiner. Flere slike danner øyensynlig en forbindelse og passer deretter inn i en spalte i DNA-molekylet, akkurat som en nøkkel i et nøkkelhull. Når de så er på plass, vil de enten aktivisere det nærliggende genet eller hemme dets virksomhet.
Det finnes også såkalte stammende gener, som inneholder gjentatte repetisjoner av deler av den kjemiske koden. Et av disse genene vil vanligvis inneholde mellom 11 og 34 repetisjoner av basetripletten C-A-G — en rekke på tre nukleotider som identifiserer en bestemt aminosyre. Når det så har 37 eller flere repetisjoner, fører det til en degenerativ hjernesykdom som kalles Huntingtons chorea.
Tenk også over virkningen av at en av bokstavene i et gen, basene, blir forandret. En feil bokstav i den 146 bokstaver lange sekvensen i en av de to bestanddelene i hemoglobin forårsaker sigdcelleanemi. Riktignok har kroppen en slags korrekturlesingsmekanisme som sjekker at DNA forblir uforandret når cellene deler seg, men bare én feil i denne mekanismen sies å kunne forårsake tykktarmskreft. Selv om mange andre lidelser, for eksempel sukkersyke og hjertesykdommer, ikke er en følge av bare én enkelt genetisk feil, skyldes de ikke desto mindre de samlede konsekvensene av mange svekkede gener.
Omskriving av genmaterialet
Legene håper at dette genom-prosjektet vil gi dem opplysninger som vil hjelpe dem til å stille riktige diagnoser og behandle forskjellige sykdommer. De har allerede utviklet tester som avdekker unormale forhold i bestemte gensekvenser. Noen er redd for at skruppelløse mennesker skal bruke gentesting til å utøve rasehygiene. For tiden er de fleste imot det å endre på genene i sædceller og eggceller. Par som får utført in vitro fertilisering — prøverørsbefruktning utenfor kroppen — og får et genetisk normalt embryo, må faktisk ta avgjørelser om hva som skal skje med de embryoene som ikke blir reimplantert i livmoren. Dessuten er det mange tenkende mennesker som bekymrer seg høylydt over skjebnen til ufødte barn som man finner har en klar genetisk feil. Mange bekymrer seg for hvorvidt folks genetiske materiale vil bli utslagsgivende for hva slags arbeid de vil få, om de vil bli forfremmet, og til og med hva slags forsikringer de vil få anledning til å tegne. Spørsmålet om genetisk ingeniørkunst, for eksempel genspleising, skaper også uro.
The Economist sier: «De er ikke tilfreds med å lese i livets bok; de vil også skrive i den.» Legene kan blant annet bli i stand til å gjøre dette ved å bruke retrovirus. Man kan tenke på et virus som en gruppe gener i en kjemisk blanding. Vitenskapsmenn kan ta et virus som angriper mennesker, og fjerne de genene som viruset trenger for å formere seg. Deretter kan de erstatte dem med en frisk utgave av pasientens svekkede gener. Når viruset så blir injisert i kroppen, trenger det inn i de cellene det pleier å angripe, og erstatter de svekkede genene med de friske genene det selv bærer.
Vitenskapsmenn meldte nylig om en enkel behandling av hudkreft som var basert på oppdagelsen av et gen som kan gi beskyttelse mot sykdommen. Siden bare én av 20 personer er bærere av dette genet, er siktemålet å inkludere det i en krem som vil overføre det til hudcellene. Der stimulerer genet produksjonen av et enzym som legene mener bryter ned kreftframkallende toksiner som angriper kroppen.
Disse framgangsmåtene virker utrolige, men bruken av genetisk ingeniørkunst er underlagt streng kontroll, ettersom vitenskapsmenn må kjempe mot den alminnelige bekymring over teknikkens mulige konsekvenser.
Det er mange mysterier omkring det menneskelige genom, eller det samlede genmateriale, som fremdeles gjenstår å bli løst. Genetikeren Christopher Wills sier at det så visst «ikke finnes bare ett menneskelig genom». «Det finnes fem milliarder, ett for bokstavelig talt hvert eneste menneske på jorden.» Det samlede genmaterialet avslører mye om deg. Men forteller det alt?
Avslører genmaterialet alt?
Noen er av den oppfatning at genene er små diktatorer som får oss til å oppføre oss slik vi gjør. Pressemeldinger i den senere tid har faktisk kunngjort at man har oppdaget gener som noen mener fører til schizofreni, alkoholisme og til og med homoseksualitet. Mange forskere advarer mot å trekke den slutning at det finnes slike mulige forbindelser. Genetikeren Christopher Wills skriver for eksempel at i noen tilfelle gjør enkelte genvarianter folk bare «mer predisponert for alkoholisme». Ifølge London-avisen The Times gav molekylargenetikeren Dean Hamer uttrykk for det syn at den menneskelige seksualitet var altfor komplisert til å bestemmes av ett gen. Oppslagsverket 1994 Britannica Book of the Year sier: «Det ble imidlertid ikke identifisert noe bestemt gen som gjorde folk predisponert for homoseksualitet, og det arbeidet som er blitt utført til nå, må bekreftes av andre.» Bladet Scientific American sier: «Det er svært vanskelig å bestemme et atferdsmønster, og praktisk talt alt som hevdes å være genetisk betinget, kan også forklares ved miljøpåvirkning.»
I TV-serien «Cracking the Code» fra BBC gav interessant nok genetikeren dr. David Suzuki uttrykk for den oppfatning at «våre personlige omstendigheter, vår religion og til og med vårt kjønn kan forandre den måten genene våre påvirker oss på. . . . Den måten genene påvirker oss på, avhenger av våre omstendigheter». Han kommer derfor med følgende advarsel: «Hvis du leser i avisen at vitenskapsmennene har oppdaget et gen for alkoholisme, kriminalitet eller intelligens eller hva som helst annet, bør du ta det med en klype salt. For å kunne si hvordan ett bestemt gen påvirker noen, må forskerne også vite alt om vedkommendes miljø, og selv det ville kanskje ikke være tilstrekkelig.»
Slett ikke, for det finnes enda en faktor som kan påvirke deg. Den neste artikkelen viser hva denne faktoren er, og hvordan den kan påvirke deg til ditt eget beste.
[Ramme/illustrasjon på side 6 og 7]
(Se den trykte publikasjonen)
Hvordan du er oppbygd
• Kroppen består av omkring 100 billioner celler, og de fleste av dem inneholder fullstendige konstruksjonstegninger over deg. (De røde blodlegemene har for eksempel ikke noen kjerne og inneholder derfor ikke disse konstruksjonstegningene.)
• Cellene har en svært komplisert oppbygning og ligner på byer med industri, kraftverk og veier som går inn og ut. Det hele blir ledet fra cellekjernen.
• Cellekjernen, hvor konstruksjonstegningene oppbevares, kan sammenlignes med et rådhus, hvor de lokale myndighetene vanligvis oppbevarer planene over alle bygningene som finnes i området. For å oppføre bygninger må byggherrene bestille materialer, skaffe verktøy og utstyr til arbeidet og organisere bygningsarbeiderne.
• Kromosomene redegjør for konstruksjonstegningene. Disse 23 parene med tett sammenkrøllede og spiralformede DNA-molekyler ville rekke fra månen og tilbake omkring 8000 ganger dersom de ble strukket ut og lagt etter hverandre.
• DNA-molekylene består av to tråder som er snodd rundt hverandre i en spiral og festet sammen av en rekke par av kjemiske bestanddeler som kalles baser, akkurat som trinnene i en vindeltrapp. Basen adenin (A) forbinder seg alltid med tymin (T), og cytosin (C) forbinder seg alltid med guanin (G). Hvis man splitter opp det stigeformede DNA-molekylet på samme måte som man åpner en glidelås, vil man kunne avlese den genetiske koden, som er «skrevet» ved hjelp av de fire bokstavene, A, C, G og T.
• Ribosomene er som mobile fabrikker og avleser de meldingene som er kodet av RNA (ribonukleinsyre). Når de gjør det, knytter de sammen forskjellige forbindelser som kalles aminosyrer, som danner de proteinene som gjør deg til den du er.
• Genene er deler av DNA som danner en mal for dannelsen av kroppens byggesteiner, proteinene. Genene avgjør hvor mottagelig du er for enkelte sykdommer. Kjemiske forbindelser som kalles enzymer, avleser genene ved å splitte opp DNA-molekylet. Andre enzymer avleser deretter genet og setter opp rekkefølgen av basene i en fart av 25 baser i sekundet.
[Ramme/bilde på side 8]
Hvordan man får fram en persons genetiske profil
Forskerne tar ut DNA fra personens vev og deler det opp i biter. De legger bitene i en gel, sender elektrisk strøm gjennom denne og legger så bitene på en tynn nylonfilm. Så bruker de en radioaktiv genprobe og fotograferer deretter. Resultatet blir et DNA-fingeravtrykk.