Elsőből lesz az utolsó

Az ember 1-es kromoszómája nem csupán a legnagyobb, de génekben az egyik leggazdagabb kromoszóma is. Génjeinek rendellenes megváltozásához több mint 350 különböző betegség köthető. Ezek közé tartozik számos daganatos elváltozás, idegrendszeri betegség és fejlődési rendellenesség, melyek legtöbbjénél a hibásan működő gént is sikerült azonosítani. A kromoszóma részletes megismerése tehát új célpontokat nyújt a gyógyszerkutatásoknak is.

Az ember genetikai állománya, azaz genomja 22 testi és két ivari (X és Y) kromoszómába rendeződik. A teljes genom leírását, vagyis az azt felépítő bázisok sorrendjének (szekvenciájának) meghatározását már 2003-ban befejezték. Az elemzések azonban itt nem értek véget. Szerte a világon számos kutatócsoport folytatta a vizsgálatokat, és a pontosabb szekvencia reményében az addig ismeretlen régiókat is feltáró módszereket alkalmaztak. Kromoszómáról kromoszómára haladva faggatták a genomot, meghatározták a már ismert gének pontos helyét az egyes kromoszómákon, és számos új gént is találtak. Azonosítottak olyan szekvenciákat is, melyek ma még ismeretlen fehérjéket kódolnak (ezek feltételezett gének). A részletes elemzések során más fajok genetikai állományával is összevetették az egyes kromoszómákat. Az ilyen vizsgálatok bepillantást engednek az emberi faj kialakulásába, az intelligencia fejlődésébe, fajunk evolúciós történelmébe. A részletes elemzések során utolsóként került sorra az ember 1-es kromoszómája.

Miért került az 1-es kromoszóma a sor végére?

Az egyes kromoszóma teszi ki a teljes genom 8%-át, ez a legnagyobb emberi kromoszóma. Mérete hatszorosa a legrövidebb 21-es kromoszómáénak. Az észak-karolinai Duke Egyetem kutatója, az egyes kromoszóma vizsgálatait vezető Simon Gregory hatalmas megkönnyebbülést érzett, amikor nyolc év munkáját sikerült lezárni - mondta el a Nature-nek. Nagy mérete miatt az 1-es kromoszómától azt várták a kutatók, hogy jól reprezentálja a teljes genomra vonatkozó általános jellemzőket.

A teljes leírt szekvencia 223 875 858 bázisból áll, ez a teljes kromoszóma 99,4 százalékát teszi ki. 26 hosszabb-rövidebb szakasz leírása méh hiányzik, melyeket egyelőre a legmodernebb eljárások alkalmazásával sem tudtak feltérképezni. A kromoszómán található ún. CpG-szigetek gyakorisága (8,9 egymillió bázispáronként) - melyek fontos szerepet töltenek be a génműködés aktivitásában - és a kromoszóma GC-aránya (41 %) - vagyis a guanin és citozin nevű bázisok mennyisége - közelít a teljes genomra jellemző átlaghoz. A kromoszómán átlagosan 14,2 gén található egymillió bázispáronként, ami viszont majdnem kétszerese a genomra jellemző 7,8-as átlagnak. Ezzel nemcsak a legnagyobb, de génekben az egyik leggazdagabb kromoszóma is. Van továbbá egy igen kirívó tulajdonságokkal rendelkező, kétmillió bázispár hosszúságú régiója, ahol összesen 104 gén és 98 CpG-sziget található, és a GC aránya is igen magas (58,4%).

Összesen 3141 génszerű struktúrát találtak a kromoszóma vizsgálata során, melyek közül 1669 az ismert gén. 332 új kódoló szekvenciát fedeztek fel, és 420 további feltételezett gént azonosítottak. Találtak 991 pszeudogént, azaz olyan génmaradványokat, melyek az evolúció során elvesztették egykori funkciójukat, de az eredeti gén még felismerhető.

A kutatók összehasonlították az ember 1-es kromoszómájának megfelelő régióikat néhány faj - az egér, a patkány, a zebradánió és kétféle gömbhal - genomjában. Mintegy 11 000 evolúciós léptékkel mérve állandó régiót (ún. evolúciósan konzervált régiót - azaz ECR-t) azonosítottak. Ezek közül 10 669-ről megállapították, hogy valamilyen ismert gén fehérjekódoló régiójában (ún. exonjában) található. A maradék 302-ről pedig feltételezik, hogy vagy valamely eddig még ismeretlen génben találhatók, vagy fontos evolúciósan konzervált szabályozó régióban, illetve a kromoszóma szerkezetének kialakítása szempontjából fontos szakaszban helyezkednek el.

A kutatók azonosítottak 22 ún. mikroRNS-gént, melyeknek az RNS-alapú génelcsendesítésben van fontos szerepük. A korábban már több cikkünkben is bemutatott folyamat lényege, hogy miután a DNS-ben kódolt információ átíródik az információt szállító hírvivő RNS-sé, a mikroRNS-ek gátolják annak átíródását fehérjévé.