A 12-es emberi kromoszóma részletes elemzése

Az ember genetikai állománya, azaz a humán genom szekvenciájának általános leírását követően a kutatók az egyes kromoszómákat elemzik részletesen. A Nature összeállítása alapján most a tizenkettes kromoszómát mutatjuk be. A 12-es kromoszóma a daganatos betegségekre való hajlammal összefüggésbe hozható gének magas száma miatt vált hírhedtté, de találtak mozgási rendellenességekkel, cukorbetegséggel, szív és érrendszeri betegségekkel, négy különböző hangulati betegséggel kapcsolatba hozható géneket is. A 12-es kromoszómán található a CD4-receptor is, amely a HIV-vírussal való fertőzés és a betegség kialakulása során játszik fontos szerepet. A 12-es kromoszómát összehasonlították több gerinces faj genetikai állományának megfelelő részével, és igen szépen kirajzolódik a kromoszóma evolúciós története. Az eredeti szekvenciát egészen a tyúkig vissza lehet vezetni, és a kromoszóma átrendeződéseinek története is jól végigkövethető a rágcsálók és a főemlősök fejlődési ágán keresztül.

A más gerinces fajok genetikai állományával való összehasonlítás szépen kirajzolja a 12-es kromoszóma evolúciós történetét. Az eredeti szekvenciát egészen a tyúkig vissza lehet vezetni. A tyúk genetikai állományában 13 olyan szakaszt azonosítottak, amelyek együtt a 12-es kromoszóma szekvenciájának 72 százalékát teszik ki.

A 12-es valószínűleg két ősi kromoszómából alakult ki úgy, hogy azok egyes darabjai kicserélődtek egymással (ún. reciprok átrendeződés), és ebből keletkezett a humán 12-es és a 22-es kromoszóma mai formája. A rágcsálók és a főemlősök feltételezett közös evolúciós őséhez képest kilenc nagy átrendeződés történt az ember 12-es kromoszómájában - derült ki az egér és a patkány genetikai állományával történő összehasonlításból. Azt is megállapították a kutatók, hogy a kromoszóma átalakulásának üteme (báziskicserélődési rátája) lelassult az emberszabásúaknál más főemlősökhöz és a rágcsálókhoz képest.

A 12-es kromoszómán található az ún. ATXN2 gén, melynek egyes mutációi szerepet játszanak egy örökletes idegrendszeri rendellenesség, a cerebelláris (kisagyat érintő) ataxia (izommozgás koordinációjának zavara) kialakulásában. Ez a gén a kromoszóma egy olyan különleges, 987 000 bázispár méretű szakaszán található, ahol az átlagostól kevesebb rekombináció történik, azaz a gének között az átlagosnál szorosabb kapcsoltság áll fenn (igen nagy a kapcsoltsági egyensúlytól való eltérés, azaz a linkage disequilibrium). Ez igen fontos megfigyelés evolúciós szempontból, hiszen egy épp jelenleg is zajló pozitív kiválasztódásnak (szelekciónak) lehetünk a szemtanúi. Ez a szakasz a genom egyik legnagyobb ilyen régiója, és az ATXN2 gén egyik formájának (CAG repeat allél) a szelekciója miatt lehet megfigyelni ezt az állapotot az európai ősökkel rendelkező amerikai populációkban.

A humán 12-es kromoszóma különböző részein egyébként igen eltérő mértékű a rekombinációs aktivitás, ezt mind a fizikai, mind a genetikai térképek vizsgálata alátámasztja. Azonban sem "rekombinációs sivatagokat" (ahol egyáltalán nincs rekombináció) sem "őserdőket" (átlagosnál több rekombináció) nem találtak a kutatók.

A rekombináció az ivarsejtek képződésekor, a számfelező osztódás során (meiozis) történik. A folyamat során az anyai és apai kromoszómák párokba rendeződnek, és bizonyos szakaszaik kicserélődhetnek egymással. Az anyai és apai kromoszómák keveredésekor a genetikai információ megváltozik, és az ivarsejtekből keletkező utódokban a szülőktől eltérő, új kombinációban jelenik meg (részletesen lásd korábbi cikkünkben).