Omien geeniemme välinen kilpailu ruokki meidän kädellisten evoluutiota. Kuva: David Greenberg
Omien geeniemme välinen kilpailu ruokki meidän kädellisten evoluutiota. Kuva: David Greenberg

Meillä on hurjasti säätelygeenejä, koska niiden kehitystä kirittivät hyppivät geenit.

Meillä ihmisillä on suunnilleen sama proteiineja tuottava noin 20 000 geenin patteristo kuin vaikkapa sammakolla. Ihmisen genomi on kuitenkin paljon mutkikkaampi, koska meillä on niin paljon säätelygeenejä. Niiden tuotteet säätelevät muiden geenien toimintaa. Ihmisen ja muiden kädellisten evoluution aikana säätelygeenit lisääntyivät, koska niitä tarvittiin haitallisten hyppivien geenien torjuntaan, osoittavat nyt yhdysvaltalaiset tutkijat. Raportin julkaisi Nature-lehti.

Ihmisen genomista vähintään puolen arvioidaan koostuvan hyppivistä geeneistä eli dna-elementeistä, jotka voivat liikkua paikasta toiseen. Ne saattavat olla peräisin esimerkiksi virusten dna:sta, jota on muinoin kiinnittynyt kantamuotojemme dna:han. Hypätessään eli asettuessaan dna:ssa uuteen paikkaan hyppivä geeni voi rikkoa muita geenejä. Siksi liikkeet ovat usein haitallisia.

Tavallisimpia hyppiviä geenejä ovat retrotransposonit, jotka eivät vain hyppää vaan monistavat itseään hypätessään. Siksi ne voivat kertahypyllä rikkoa monia geenejä.

Sitä mukaa kuin perimään tulee uusia hyppiviä geenejä tai ne muuntuvat, samassa perimässä täytyy sen terveyden ylläpitämiseksi kehittyä säätelygeenejä, jotka estävät hyppivien geenien toimintaa. Samaan aikaan hyppiviin geeneihin syntyy uusia mutaatioita, joilla ne väistelevät säätelygeenien vaikutuksia niin, että säätelygeenienkin pitää taas muuntua. Tällainen kilpailu ajan mittaan mutkistaa genomia.

Frank Jacobs Kalifornian yliopistosta Santa Cruzista ja kollegat osoittavat, että ihmisen ja muiden kädellisten perimässä tosiaan on selvät merkit hyppivien geenien ja säätelygeenien välisestä kilpailusta.

Heidän solukokeittensa perusteella ihmisen perimän hyppivien geenin liikkeitä estävät säätelyproteiinit, jotka kuuluvat suureen krab-sinkkisormiproteiinien perheeseen.

Krab-sinkkisormiproteiineja tuottavia geenejä on perimässämme yli 400, ja niistä noin 170 kehittyi sen jälkeen, kun kädelliset erkanivat muista nisäkkäistä. Kädellisten evoluution aikana retrotransposonihyppelyä sattui moneen kertaan, ja noina aikoina kehittyi myös uusia sinkkisormiproteiinien geenejä, tutkijat esittävät.

Tämä geenien kisa vaikutti myös muiden geenien säätelyyn ja sitä kautta mutkisti koko genomin toimintaa, tutkijat selittävät. Nimittäin kun sinkkisormiproteiinit estävät tietyn geenin toimintaa, ne tarraavat paitsi sen dna:han myös muihin proteiineihin. Näin dna:n kylkeen muodostuu proteiiniklimppi, joka vaikuttaa myös viereisten geenien aktiivisuuteen.

Petri Riikonen
Seuraa 
Viestejä245
Liittynyt16.3.2005

Ihmisen perimä mutkistui kilpailemalla itsensä kanssa

Science 29.09.2014 klo 10:54 Sen verran sanon, että luin alkuperäis jutun. http://www.sciencedaily.com Joo, Science Daily on näköjään julkaissut kokonaisuudessaan Santa Cruzin Kalifornian yliopiston tiedotteen, joka meilläkin oli tutkimuksen ennakkomateriaalina käytössä uutista tehdessämme. Samoin heidän käyttämänsä kuva on peräisin samasta yliopiston lehdistöjakelusta, ja siitä mekin sen otimme käyttöön. Science Daily julkaisi juttunsa jo 28. päivän puolella, koska aiheen sai julkistaa...
Lue kommentti
Taiteilijan näkemys supermassiivisesta mustasta aukosta. Se ahmii ainetta ja säteilee hurjasti. Kuva: Nasa
Taiteilijan näkemys supermassiivisesta mustasta aukosta. Se ahmii ainetta ja säteilee hurjasti. Kuva: Nasa

Eniten silti luettiin uutista Pääsiäissaaren patsaiden kivihatuista.  

1. Pääsiäissaaren kivihattujen arvoitus ratkesi

Muinaiset pääsiäissaarelaiset hyödynsivät fysiikkaa nokkelasti.

2. Suomalaisten yleisin veriryhmä altistaa ärjylle ripulille

Tietty kolibakteeri tarttuu suoliston seinämään herkemmin, jos henkilö kuuluu A-veriryhmään.

3. Hivin siedon salaisuus alkaa paljastua

Prosentin murto-osalla hiv-tartunnan saaneista on poikkeuksellisia tappajasoluja, jotka ilmeisesti vangitsevat sairastuneet solut imukudokseen.

4. Afrikan vanhimmat apinanleipäpuut kuolevat oudosti

Kolmestatoista vanhimmasta yhdeksän on kuollut täysin tai osittain viime vuosikymmenen aikana.

5. Alzheimer voi vaeltaa kuin syöpä

Tautiproteiinia valmistuu elimistössä muuallakin kuin aivoissa.

6. Kivikauden heimosodat niittivät valtaosan miehistä

Tappamisen jäljet näkyvät yhä geeneissämme, osoittaa Stanfordin yliopiston uusi tutkimus.

7. Ihminen haistaa toisen pelon

Hammaslääkäriopiskelijat tekivät enemmän virheitä, kun he harjoittelivat operaatioita nukella, jolle oli puettu ahdistuneen ihmisen aiemmin käyttämä paita.

8. Suurtutkimus laittoi huumeet vaarallisuusjärjestykseen

Huumeista ”taikasienet” vievät käyttäjiä vähiten sairaalaan, kertoo maailmanlaajuinen kyselytutkimus.

9. Silmälasit saattavat todella kieliä älystä

Älykkyyteen vaikuttavat geenit ovat yhteydessä myös huonompaan näkökykyyn.

10. Hirviömäinen musta aukko kasvaa ennätysvauhdilla

Musta aukko nielee Auringon verran massaa kahdessa päivässä.

Tiede-lehden päivittäiset tiedeuutiset jäävät kesätauolle ja palaavat 1. elokuuta.

Ilmaviljely vauhditti siemenperunoiden tuotantoa.

Uusi suomalainen varhaisperuna Jussi tuli markkinoille kolme vuotta sitten. Lajike osoittautui niin suosituksi, että siemenperunat ovat kahtena keväänä loppuneet kesken. Vasta täksi kaudeksi sitä oli ammattiviljelijöille riittävästi, 500 tonnia.

Suuri kysyntä yllätti kaikki.

Jussin siemeniä alettiin kasvattaa Suomen siemenperunakeskuksessa myös aeroponisesti, ilman multaa, koska niitä piti saada viljelijöille paljon ja nopeasti. Perinnäisellä tavalla olisi saatu riittävä määrä siemenperunoita viidessä vuodessa, mutta uusi ilmaviljelymenetelmä nopeutti tuotantoa.

Aeroponisten perunoiden varret varttuvat luonnonvalossa tai ledien loisteessa kaapin päällä, juuret ja maavarret taas venyvät kaapin sisällä pimeässä. Juuristoon ja mukulavyöhykkeelle vain ruiskutetaan ajoittain ravinnesumua.

Jos mukulat poimitaan 30–35-millisinä, kasvi innostuu tekemään niitä jatkuvasti lisää. Kasvi ei ymmärrä vanheta vaan kasvaa ja kasvaa. 

Keskimäärin menetelmä kymmenkertaistaa sadon. Jos turpeessa kehittyy vaikka kolme mukulaa, aeroponisesti niitä syntyy vähintään 30.

Työläs jalostaa

Ajatus uudesta suomalaista perunalajikkeesta syntyi toistakymmentä vuotta sitten. Tavoitteena oli kehittää kaunis, maukas, satoisa ja aikaisen kevään kylmässä maassa selviävä peruna. Sen piti myös kestää tauteja ja soveltua Suomen lyhyeen kasvukauteen ja runsaaseen valoon.

Helpommin sanottu kuin tehty. Perunan perimä sisältää neljä versiota jokaisesta geenistä, kun esimerkiksi ihmisellä niitä on kaksi. Tämän vuoksi kahden perunalajikkeen risteyttäminen tuottaa tuhansia erilaisia vaihtoehtoja. Jotta kaikki halutut ominaisuudet saadaan samaan kasviin, tarvitaan runsaasti jälkeläisiä, joista karsia.

Vuosien jalostustyö tuotti Jussin. Muutamassa vuodessa se on kahmaissut kolmasosan varhaisperunan 800 viljelyalasta. Kahdella muulla kolmanneksella kasvaa Timoa ja saksalaista Solistia. 

Missään muualla kuin Suomessa ja Ruotsissa ei kuitenkaan ymmärretä varhaisperunan arvoa. Jussi sai nimensäkin siitä, että sitä on tarkoitus syödä juhannuksena.

 

Lue lisää

Kesäkuun Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa tiedetoimittaja Arja Kivipelto kertoo, miten uuden perunalajikkeen kehitys ideasta lautasille eteni. Hän kertoo myös, mistä peruna on peräisin – ja miten ja miksi se valloitti maailman.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa paperilehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi Digilehdet-palveluun

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.

Ellet ole tilaaja, voit hyödyntää maksutonta tutustumistilausta, joka tarjoaa neljän viikon lukuoikeuden Tiede-lehden artikkeleihin.

Pääset tekemään tilauksen klikkaamalla tätä artikkelilinkkiä