Όλοι μας γνωρίζουμε, όπως προφανώς κι όλοι οι άνθρωποι στο πέρασμα των χιλιετιών, ότι τα παιδιά συχνά μοιάζουν στους γονείς τους κι ότι η γέννηση ενός παιδιού ακολουθεί εννέα μήνες μετά τη σεξουαλική συνεύρεση.
0 μηχανισμός της κληρονομικότητας παρέμενε ένα μυστήριο μέχρι πολύ πρόσφατα, ωστόσο αυτό δεν εμπόδιζε τους ανθρώπους να επινοούν κάθε λογής θεωρίες. Στην κλασική ελληνική γραμματεία υπάρχουν άφθονες αναφορές σε οικογενειακές ομοιότητες και οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι συνήθιζαν να αναζητούν τις αιτίες τους για να περνάει ευχάριστα η ώρα. Ο Αριστοτέλης, γράφοντας γύρω στο 335 π.Χ., υπέθετε ότι ο πατέρας προμήθευε το πρότυπο στο αγέννητο παιδί ενώ η συνεισφορά της μητέρας περιοριζόταν στο να το φέρει μέσα στη μήτρα της καθώς και να το φροντίζει μετά τη γέννα. Αυτή η ιδέα ήταν απόλυτα ταιριαστή με τις πατριαρχικές αντιλήψεις του Δυτικού πολιτισμού εκείνης της εποχής. Εθεωρείτο εύλογο ότι ο πατέρας, ο προμηθευτής του πλούτου και της κοινωνικής θέσης, ήταν επίσης ο αρχιτέκτονας των χαρακτηριστικών και του ταμπεραμέντου των παιδιών του. Αυτό βέβαια δεν σήμαινε πως ήταν άνευ σημασίας η επιλογή κατάλληλης συζύγου. Στο κάτω κάτω, οι σπόροι που φυτεύονται σε καλό χώμα βλασταίνουν πάντα καλύτερα απ’ αυτούς που το χώμα τους είναι φτωχό. Ωστόσο αυτό ήταν ένα πρόβλημα που έμελλε να τυραννήσει τις γυναίκες για πολλούς αιώνες.
Αν πράγματι τα παιδιά γεννιούνται καθ’ ομοίωση του πατρός, τότε πώς οι άντρες γεννούσαν και κόρες; Ο Αριστοτέλης πάλεψε μ’ αυτό το ερώτημα σ’ όλη του τη ζωή, και η απάντησή του ήταν ότι όλα τα μωρά θα ήταν ίδια με τον πατέρα τους από κάθε άποψη, συμπεριλαμβανομένου του φύλου, αν δεν γινόταν κάποια «παρέμβαση» μέσα στη μήτρα. Αυτή η «παρέμβαση» ήταν συνήθως ελάσσων και οδηγούσε σε επουσιώδεις αποκλίσεις, όπως π.χ. να έχει το παιδί κόκκινα μαλλιά αντί για τα μαύρα του πατέρα του· ή πάλι μπορούσε να ήταν πιο ουσιαστική - οδηγώντας σε μείζονες αποκλίσεις όπως η παραμόρφωση ή το θηλυκό φύλο. Αυτή η αντίληψη είχε σοβαρές επιπτώσεις επί πολλούς αιώνες για πολλές γυναίκες, οι οποίες είδαν να τις απορρίπτουν και να τις αντικαθιστούν επειδή απέτυχαν να γεννήσουν γιους. Αυτή η αρχαία θεωρία οδήγησε στην αντίληψη περί homunculus (ανθρωπάριου), ενός μικροσκοπικού, προσχηματισμένου πλάσματος που εμφυτευόταν στη γυναίκα κατά τη διάρκεια της σεξουαλικής συνεύρεσης. Ακόμη και μέχρι τις αρχές του 18ου αιώνα, ο πρωτοπόρος του μικροσκοπίου, Anthony van Leewenhoek, φανταζόταν ότι έβλεπε μικροσκοπικά ανθρωπάρια κουλουριασμένα μες στο σπέρμα.
Ο Ιπποκράτης, που τ' όνομά του μνημονεύεται στον όρκο που έδιναν κάποτε οι γιατροί (μερικοί το συνηθίζουν ακόμη), είχε λιγότερο ακραία άποψη από τον Αριστοτέλη και παραχωρούσε στις γυναίκες κάποιο ρόλο. Πίστευε ότι τόσο οι άντρες όσο και οι γυναίκες παρήγαν σπερματικό υγρό και ότι τα χαρακτηριστικά του νεογέννητου οφείλονταν στο ποια μέρη των υγρών υπερίσχυαν όταν ανακατεύονταν μετά τη συνουσία. Έτσι, ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, ένα παιδί μπορούσε να έχει τα μάτια του πατέρα του ή τη μύτη της μητέρας του* αν δεν υπερίσχυε κανένα από τα γονεϊκά υγρά για ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό, το παιδί θα βρισκόταν κάπου ανάμεσα, έχοντας, για παράδειγμα, χρώμα μαλλιών ενδιάμεσο από το χρώμα των μαλλιών των δύο γονιών του.
Αυτή η θεωρία εναρμονιζόταν πολύ καλύτερα με την εμπειρία των περισσότερων ανθρώπων. «Είναι φτυστός ο πατέρας του» ή «Πήρε το χαμόγελο της μητέρας του», και άλλες παρόμοιες παρατηρήσεις επαναλαμβάνονται χιλιάδες φορές καθημερινά σε όλο τον κόσμο. Η ιδέα ότι τα χαρακτηριστικά των γονιών αναμειγνύονται κατά κάποιον τρόπο στον απόγονο ήταν η επικρατούσα άποψη ανάμεσα στους επιστήμονες μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα. Ο Δαρβίνος δεν γνώριζε περισσότερα απ’ αυτούς, κι αυτός ήταν ένας από τους λόγους που δεν κατάφερε ποτέ ν’ ανακαλύψει έναν κατάλληλο μηχανισμό για να εξηγήσει τη θεωρία του για τη φυσική επιλογή* γιατί οτιδήποτε καινούργιο και ευνοϊκό θα εξασθενούσε διαρκώς εξαιτίας της διαδικασίας ανάμειξης σε κάθε γενεά. Και παρ’ όλο που οι σύγχρονοι γενετιστές χλευάζουν την προφανή άγνοια των προκατόχων τους, δεν θα δίσταζα να στοιχηματίσω ότι μια θεωρία της ανάμειξης συνιστά, ακόμη και σήμερα, απολύτως ικανοποιητική ερμηνεία γι’ αυτό που οι περισσότεροι άνθρωποι παρατηρούν με τα ίδια τους τα μάτια.
Τελικά, δύο τεχνικές εξελίξεις κατά το 19ο αιώνα πρόσφεραν δύο ενδείξεις-κλειδιά για το τι πραγματικά συνέβαινε. Η μία ήταν η εφεύρεση καινούργιων χημικών βα-φών για τη βιομηχανία της υφαντουργίας, και η άλλη μια αλλαγή στον τρόπο κατασκευής των φακών των μικροσκοπίων, που οδήγησε σε μεγάλη βελτίωση των επιδό-σεών τους. Μεγαλύτερη μεγέθυνση σήμαινε ότι τα ατομικά κύτταρα ήταν πλέον εύκολα ορατά, ενώ παράλληλα η εσωτερική τους δομή αποκαλυπτόταν όταν τα χρωμάτιζαν με τις καινούργιες βιομηχανικές βαφές. Τώρα η διαδικασία της γονιμοποίησης, η συγχώνευση ενός μεγάλου κυττάρου, του ωαρίου, μ* ένα μικρό, δυναμικό σπερματοζωάριο, ήταν πλέον αντικείμενο παρατήρησης. Όταν τα κύτταρα διαιρούνταν, παράξενες νηματοειδείς δομές φαίνονταν να συγκεντρώνονται κι ύστερα ν’ αποχωρίζονται ισομερώς σε δύο νέα κύτταρα. Λόγω του ότι βάφονταν πολύ έντονα με τις καινούργιες βαφές, αυτά τα παράξενα σωματίδια έγιναν γνωστά ως χρωμοσώματα πολλά χρόνια πριν κατανοηθεί η λειτουργία τους.
Στη διάρκεια της γονιμοποίησης, μια ομάδα απ’ αυτές τις παράξενες κλωστές έμοιαζε να προέρχεται από το σπέρμα του πατέρα και μια δεύτερη από το ωάριο της μητέρας. Ακριβώς όπως είχε προβλέψει ο άνθρωπος που αναγνωρίζεται παγκοσμίως ως ο πατέρας της γενετικής, ο Γκρέγκορ Μέντελ, ένας καλόγερος από το Μπρνο της Τσεχίας, ο οποίος είχε θέσει τα θεμέλια του συνόλου τής γενετικής καλλιεργώντας πειραματικά μπιζέλια στον κήπο του μοναστηριού του τη δεκαετία του i860. Είχε καταλήγει πως οτιδήποτε κι αν ήταν αυτό που καθόριζε την κληρονομικότητα, μεταβιβαζόταν στον απόγονο ισομερώς και από τους δύο γονείς. Δυστυχώς πέθανε πριν προλάβει να δει έστω κι ένα χρωμόσωμα, αλλά είχε δίκιο. Με τη σημαντική εξαίρεση του μιτοχονδριακού DNA (για το οποίο θα έχουμε την ευκαιρία να πούμε πολύ περισσότερα παρακάτω) και των χρωμοσωμάτων που καθορίζουν το φύλο, τα γονίδια -ειδικά τεμάχια γενετικού κώδικα που απαντιόνται στα χρωμοσώματα- κληρονομούνται εξίσου και από τους δύο γονείς. Ο σημαντικός ρόλος των χρωμοσωμάτων στην κληρονομικότητα και το γεγονός ότι πρέπει να περικλείουν τα μυστικά της είχε ήδη εξακριβωθεί το 1903. Ωστόσο χρειάστηκαν άλλα πενήντα χρόνια για να ανακαλυφθεί από τι είναι φτιαγμένα τα χρωμοσώματα και πώς λειτουργούν ως φυσικοί αγγελιοφόροι της κληρονομικότητας.
Το 1953, δύο νεαροί επιστήμονες που εργάζονταν στο Κέμπριτζ, ο Τζέιμς Γουότσον και ο Φράνσις Κρικ, εξιχνίασαν τη μοριακή δομή μιας ουσίας που ήταν γνωστή αρκετό καιρό και θεωρούνταν ευρέως ανιαρή και άνευ σημασίας. Θαρρείς για να τονίσουν ακόμη περισσότερο την ασάφειά της, της έδωσαν το όνομα δεσοξυρίβοζονουχλεϊνικό οξύ, που ευτυχώς καθιερώθηκε ως DNA. Μολονότι κάποια λιγοστά πειράματα είχαν εμπλέξει το DNA στο μηχανισμό της κληρονομικότητας, οι «καλά πληροφορημένοι» επένδυαν τα χρήματά τους σε έρευνες που επικεντρώνονταν στις πρωτεΐνες ως φορείς της κληρονομικότητας. Ήταν περίπλοκες, πολυσύνθετες, είχαν είκοσι διαφορετικά συστατικά (τα αμινοξέα) και μπορούσαν να προσλαμβάνουν εκατομμύρια διαφορετικές μορφές. Η σκέψη ήταν ότι, σίγουρα, μονάχα κάτι αληθινά πολύπλοκο θα μπορούσε να διαχειριστεί ένα τόσο μνημειώδες έργο όπως ο προγραμματισμός ενός και μοναδικού ωαρίου προκειμένου να αναπτυχθεί σ’ ένα εντελώς σχηματισμένο και λειτουργικό ανθρώπινο πλάσμα. Πώς ήταν δυνατό λοιπόν να είναι υπεύθυνο γι’ αυτό το DNA, που διέθετε μόνο τέσσερις συνιστώσες; Εντάξει, βρισκόταν στο σωστό μέρος, στον πυρήνα του κυττάρου· αλλά πιθανότατα εκτελούσε κάποια ανιαρή λειτουργία, π.χ. να απορροφά νερό, όπως, ας πούμε, το πίτουρο.
Παρά τη γενική έλλειψη ενδιαφέροντος από τους περισσότερους επιστήμονες της εποχής για τη συγκεκριμένη ουσία, ο Γουότσον και ο Κρικ ήταν βέβαιοι ότι το DNA ήταν το κλειδί για την αποκρυπτογράφηση του χημικού μηχανισμού της κληρονομικότητας. Αποφάσισαν να εφαρμόσουν στη μελέτη της μοριακής δομής του μια τεχνική που ήδη χρησιμοποιούνταν για την αποκρυπτογράφηση της δομής των πιο συναρπαστικών πρωτεϊνών. Αυτό συνεπαγόταν τη δημιουργία μακριών κρυσταλλικών ινών εξευγενισμένου DNA και το βομβαρδισμό τους με ακτίνες X. Καθώς οι ακτίνες X εισέδυαν στο DNA, οι περισσότερες το διαπερνούσαν κι έβγαιναν από την άλλη πλευρά. Ωστόσο υπήρχαν λίγες που συγκρούονταν με τα άτομα της μοριακής δομής και ανακλώνταν στη μια πλευρά όπου αποτυπώνονταν πάνω σε φιλμ αχτίνων X, όπως αυτά που χρησιμοποιούν τα ακτινολογικά εργαστήρια των νοσοκομείων για να φωτογραφίσουν ένα σπασμένο κόκαλο. Όσες ακτίνες X εξοστρακίζονταν, δημιουργούσαν ένα σχέδιο από κουκκίδες πάνω στο φιλμ, και η ακριβής τους τοποθεσία χρησιμοποιούνταν για να υπολογιστούν οι θέσεις των ατόμων μέσα στο DNA.
Ύστερα από πολλές εβδομάδες που αναλώθηκαν στην κατασκευή διαφόρων μοντέλων με ράβδους και κομμάτια από χαρτόνι και μέταλλο προκειμένου να αναπαρασταθούν τα άτομα μέσα στο DNA, οι Γουότσον και Κρικ επινόησαν ξαφνικά ένα που ταίριαζε στην εντέλεια με το αποτύπωμα των ακτινών X. Ήταν απλό και ταυτόχρονα απίστευτα θαυμαστό, ενού η δομή του υποδήλωνε αμέσως τον τρόπο που λειτουργούσε το γενετικό υλικό. Όπως έγραψαν με χαριτωμένη αυτοπεποίθηση στο επιστημονικό άρθρο με το οποίο ανακοίνωσαν την ανακάλυψή τους: «Δεν διέφυγε την προσοχή μας ότι τα συγκεκριμένα ζευγαρώματα που υποθέσαμε υποδηλωνουν άμεσα ένα δυνητικό μηχανισμό αντιγραφής του γενετικού υλικού». Είχαν απόλυτο δίκιο και γι’ αυτό τιμήθηκαν με το Βραβείο Νόμπελ για την Ιατρική και τη Φυσιολογία το 1962.
Βασική προϋπόθεση ήταν να μπορεί το γενετικό υλικό να υποβληθεί επανειλημμένα σε πιστή αντιγραφή, έτσι ώστε όποτε διαιρείται ένα κύτταρο, τα δύο καινούργια κύτταρα -τα «θυγατρικά», όπως αποκαλούνται- να δέχονται ίσο μερίδιο χρωμοσωμάτων στον πυρήνα τους. Αν το γενετικό υλικό μέσα στα χρωμοσώματα δεν αντιγραφόταν κάθε φορά που διαιρείται ένα κύτταρο, πολύ σύντομα θα εξαντλούνταν. Μάλιστα η αντιγραφή όφειλε να είναι εξαιρετικής ποιότητας, αλλιώς τα κύτταρα δεν θα μπορούσαν να λειτουργήσουν. Οι Γουότσον και Κρικ ανακάλυψαν ότι κάθε μόριο DNA αποτελείται από δύο πολύ μακριές σπείρες, σαν δύο ελικοειδείς σκάλες που πλέκονται μεταξύ τους - μια «διπλή έλικα». Όταν έρχεται η στιγμή για τη δημιουργία των αντιγράφων, οι δύο σπειροειδείς κλίμακες της διπλής έλικας αποσυνδέονται. Το DNA έχει μόνο τέσσερα βασικά συστατικά, που αναφέρονται πάντα με το αρχικό γράμμα των χημικών ονομασιών τους: Α (αδενίνη), C (κυτοσίνη), G (γουανίνη) και Τ (θυμίνη). Επίσημα είναι γνωστά ως αζωτούχες βάσεις - «βάσεις» για συντομία. Ξεχάστε λοιπόν τις χημικές ονομασίες και απλώς να θυμάστε τα τέσσερα σύμβολα: «Α», «C», «G» και «Τ».
Το κλειδί για την εξιχνίαση της δομής του DNA βρέθηκε όταν οι Γουότσον και Κοικ αντιλήφθηκαν ότι ο μόνος τρόπος να ταιριάξουν κατάλληλα οι δυο πλεξούδες της διπλής έλικας ήταν αν κάθε «Α» στη μια πλεξούδα συνδεόταν μ’ ένα «Τ» που βρισκόταν ακριβώς απέναντι του στην άλλη πλεξούδα. Όπως δύο κομμάτια παζλ, το «Α» ταιριάζει τέλεια με το «Τ», αλλά όχι με το «0» ή το «G» ή με κάποιο άλλο «Α». Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, τα «C» και τα «G» στις απέναντι πλεξούδες μπορούν να ταιριάξουν μόνο μεταξύ τους, κι όχι με «Α» ή «Τ». Μ’ αυτόν τον τρόπο και οι duo πλεξούδες διατηρούν τη συμπληρωματικά κωδικοποιημένη αλληλουχία πληροφοριών. Π.χ., η αλληλουχία «ATTCAG» στη μία πλεξούδα οφείλει να συνταιριάξει με την αλληλουχία «TAAGTC» στην άλλη. Όταν η διπλή έλικα ξετυλίγει αυτό το τμήμα, ο μηχανισμός του κυττάρου κατασκευάζει μια καινούργια αλληλουχία «TAAGTC» απέναντι από την αλληλουχία «ATTCAG» στη μία από τις δύο παλιές πλεξούδες και «χτίζει» την αλληλουχία «ATTCAG» απέναντι από την «TAAGTC» στην άλλη. Το αποτέλεσμα είναι δύο καινούργιες διπλές έλικες πανομοιότυπες με τις αρχικές. Δύο τέλεια αντίγραφα κάθε φορά. Στη διάρκεια όλων αυτών των αντιγραφών, διατηρείται η αλληλουχία των τεσσάρων χημικών γραμμάτων. Τι είναι όμως η αλληλουχία; Είναι πληροφορίες, νέτα σκέτα. Στην πραγματικότητα το DΝA δεν κάνει τίποτα από μόνο του. Δεν μας βοηθάει να ανασάνουμε ή να χωνέψουμε. Απλώς δίνει οδηγίες σε άλλα πράγματα πώς να το κάνουν. Οι κυτταρικοί μεσαίοι «μάνατζερ» που δέχονται τις οδηγίες και κάνουν τη δουλειά είναι, όπως αποδείχτηκε, οι πρωτεΐνες. Μπορεί να φαίνονται πολύπλοκες, και όντως είναι· ωστόσο λειτουργούν σύμφωνα με τις αυστηρές εντολές του «διοικητικού συμβουλίου», του DNA αυτοπροσώπως.
Μολονότι η πολυπλοκότητα των κυττάρων, των ιστών και ολόκληρου του ανθρώπινου οργανισμού σού κόβει την ανάσα, ο τρόπος με τον οποίο είναι γραμμένες οι βασικές οδηγίες του DNA είναι εκπληκτικά απλός. Όπως τα πιο οικεία μας συστήματα εντολών -η γλώσσα, οι αριθμοί και ο δυαδικός κώδικας στους υπολογιστές-, αυτό που έχει σημασία δεν είναι τόσο τα ίδια τα σύμβολα αλλά η διάταξη με την οποία παρουσιάζονται. Οι αναγραμματισμοί, π.χ. «μύθος» και «θυμός», περιλαμβάνουν ακριβώς τα ίδια γράμματα αλλά με διαφορετική σειρά, κι έτσι οι λέξεις που συνιστούν έχουν εντελώς διαφορετική σημασία. Παρομοίως, το 476.021 και το 104.762 είναι διαφορετικοί αριθμοί που χρησιμοποιούν τα ίδια αριθμητικά σύμβολα με διαφορετική διάταξη. Το ίδιο, ο αριθμός 001010 και ο αριθμός 100100 έχουν πολύ διαφορετικές έννοιες στο δυαδικό κώδικα. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, η διάταξη των τεσσάρων χημικών συμβόλων στο DNA κωδικοποιεί το μήνυμα. Τα «ACGGTA» και «GACAGT» είναι αναγραμματισμοί του D.NA που σημαίνουν εντελώς διαφορετικά πράγματα για ένα κύτταρο, όπως οι λέξεις ((μύθος» και «θυμός» σημαίνουν αλλιώτικα πράγματα για μας.
Πώς είναι γραμμένο λοιπόν το μήνυμα και πώς διαβάζεται; To DNA είναι περιορισμένο στα χρωμοσώματα, τα οποία δεν εγκαταλείπουν ποτέ τον πυρήνα του κυττάρου. Όλη τη δουλειά την κάνουν οι πρωτεΐνες. Είναι τα εκτελεστικά όργανα του σώματός μας: τα ένζυμα που χωνεύουν την τροφή μας και διευθύνουν το μεταβολισμό μας, οι ορμόνες που συντονίζουν αυτά που συμβαίνουν σε διάφορα τμήματα του σώματός μας. Είναι τα κολλαγόνα τού δέρματος και των οστών και οι αιμοσφαιρίνες του αίματος. Είναι τα αντισώματα που μάχονται εναντίον των μολύνσεων. Με δυο λόγια, κάνουν τα πάντα. Μερικές πρωτεΐνες είναι πελώρια μόρια, άλλες είναι μικροσκοπικές. Κοινό τους στοιχείο είναι ότι αποτελούνται από μια αρμαθιά υπομονάδες που ονομάζονται αμινοξέα, και η ακριβής τους διάταξη υπαγορεύει τη λειτουργία τους. Τα αμινοξέα ενός τμήματος της αρμαθιάς ελκύουν αμινοξέα από ένα άλλο τμήμα, κι αυτό που ήταν αρχικά μια ευθύγραμ-μη αρμαθιά ζαρώνει τώρα και γίνεται μπάλα. Όμως πρόκειται για μια μπάλα με πολύ ασυνήθιστο σχήμα, που επιτρέπει στην πρωτεΐνη να επιτελέσει τον προορισμό της: να γίνει καταλύτης για τις βιολογικές αντιδράσεις αν είναι ένζυμο, να σχηματίσει μυς αν είναι μυϊκή πρωτεΐνη να παγιδεύσει βακτήρια που εισβάλλουν στον οργανισμό αν είναι αντίσωμα, κτλ. Συνολικά υπάρχουν είκοσι αμινοξέα, μερικά με κάπως γνωστά ονόματα, όπως η λυσίνη ή η φενυλαλανίνη (ένα από τα συστατικά του γλυκαντικού ασπαρτάμη), και άλλα που οι περισσότεροι άνθρωποι δεν τα έχουν ακουστά, όπως η κυστεΐνη ή η τυροζίνη. Η σειρά με την οποία παρουσιάζονται αυτά τα αμινοξέα στην πρωτεΐνη καθορίζει επακριβώς το τελικό της σχήμα και τη λειτουργία της, κι έτσι ό,τι απαιτείται για την παραγωγή μιας πρωτεΐνης είναι ένα πακέτο εντολών ΌΝΛ που καθορίζει αυτή τη σειρά. Κατά κάποιον τρόπο οι κωδικοποιημένες πληροφορίες που περιέχονται στο DNA μέσα στον κυτταρικό πυρήνα πρέπει να συνδέονται με την παραγωγή των πρωτεϊνών σε ένα άλλο τμήμα του κυττάρου.
Αν σας περισσεύουν τρίχες, τραβήξτε μια απ’ τα μαλλιά σας. Το ημιδιαφανές σβολαράκι στη μια άκρη είναι η ρίζα ή θύλακος. Υπάρχουν περίπου ένα εκατομμύριο κύτταρα σε κάθε θύλακο και ο μόνος σκοπός της ύπαρξής τους είναι να παράγουν τρίχες, που αποτελούνται βασικά από την πρωτεΐνη κερατίνη. Τη στιγμή που τραβούσατε την τρίχα, τα κύτταρα λειτουργούσαν ακόμη. Φανταστείτε τον εαυτό σας μέσα σε ένα απ’ αυτά τα κύτταρα. Όλα είναι απασχολημένα παράγοντας κερατίνη. Πώς ξέρουν όμως και το κάνουν; Το κλειδί για την παραγωγή οποιασδήποτε πρωτεΐνης, περιλαμβανομένης της κερατίνης, είναι η εξασφάλιση oτι τα αμινοξέα είναι τοποθετημένα με την κατάλληλη σειρά. Ποια είναι η κατάλληλη σειρά; Πηγαίνετε να τη δείτε στο DNA που βρίσκεται στα χρωμοσώματα στον πυρήνα του κυττάρου. Ένα κύτταρο τρίχας, όπως κάθε κύτταρο στο σώμα μας, διαθέτει ένα πλήρες σετ εντολών DNA, όμως το μόνο που θέλει να ξέρει είναι πώς να παράγει κερατίνη. Τα κύτταρα των τριχών δεν ενδιαφέροντα·, για το πώς κατασκευάζονται τα οστά ή το αίμα, κι έτσι τα αντίστοιχα τμήματα του DNA «κατεβάζουν ρολά». Όμως οι εντολές για την κερατίνη, το γονίδιο της κερατίνης, είναι ανοιχτές για συμβουλές. Είναι η αλληλουχία των συμβόλων του DNA που καθορίζει τη σειρά των αμινοξέων στην κερατίνη.
Η αλληλουχία DNA στο γονίδιο της κερατίνης αρχίζει ως εξής: ATGACCTCCTTC... (κτλ. κτλ.). Επειδή δεν είμαστε συνηθισμένοι να διαβάζουμε αυτόν τον κώδικα, τον βλέπουμε σαν τυχαία κατανομή των τεσσάρων συμβόλων του DNA. Ωστόσο, όσο ακατάληπτος κι αν φαίνεται σ’ εμάς, δεν συμβαίνει το ίδιο και με το κύτταρο της τρίχας. Αυτό είναι ένα μικρό τμήμα του κώδικα για την παραγωγή της κερατίνης και η μετάφρασή του είναι πολύ απλή. Κατ’ αρχάς το κύτταρο διαβάζει τον κώδικα σε ομάδες των τριών συμβόλων. Έτσι το ATGACCTCCTTC γίνεται ATG-ACC-TCC-TTC. Κάθε ομάδα τριών συμβόλων, που ονομάζεται τρίδυμο, προσδιορίζει ένα συγκεκριμένο αμινοξύ. Το πρώτο τρίδυμο ATG είναι ο κωδικός για το αμινοξύ μεθιονίνη, το ACC αντιστοιχεί στη θρεονίνη, το TCC στη σερίνη, το TTC στη φενυλαλανίνη και ούτω καθεξής. Αυτός είναι ο γενετικός κώδικας που χρησιμοποιείται από όλα τα γονίδια στους πυρήνες των κυττάρων κάθε είδους φυτών και ζώων.
Το κύτταρο δημιουργεί ένα προσωρινό αντίγραφο αυτού του κώδικα, σαν να βγάζει φωτοτυπίες μερικών σελίδων ενός βιβλίου, κι ύστερα το διαβιβάζει στο μηχανισμό παραγωγής πρωτεϊνών σ’ ένα άλλο τμήμα του κυττάρου. Όταν φτάνει εδώ, η μονάδα παραγωγής τίθεται σε λειτουργία. «Διαβάζει» το πρώτο τρίδυμο και το αποκωδικοποιεί ως το αμινοξύ μεθιονίνη. Παίρνει ένα μόριο μεθιονίνης από το κύτταρο. Κατόπιν αποκωδικοποιεί το δεύτερο τρίδυμο, που είναι το αμινοξύ θρεονίνη, παίρνει ένα μόριο θρεονίνης και το συνδέει με τη μεθιονίνη. Το τρίτο τρίδυμο είναι το αμινοξύ σερίνη, έτσι λοιπόν ένα μόριο σερίνης ενώνεται μ’ αυτό της θρεονίνης. Το τέταρτο τρίδυμο αντιστοιχεί στη φενυλαλανίνη, κι έτσι ένα μόριο απ’ αυτή συνδέεται με τη σερίνη. Έχουμε πλέον συνδε-δεμένα στη σωστή σειρά τα τέσσερα αμινοξέα που καθορίζει η αλληλουχία DNA του γονιδίου της κερατίνης: με-θιονίνη-θρεονίνη-σερίνη-φενυλαλανίνη. Στη συνέχεια διαβάζεται το επόμενο τρίδυμο και προστίθεται το πέμπτο αμινοξύ κ.ο.κ. Αυτή η διαδικασία ανάγνωσης, αποκωδικοποίησης και πρόσθεσης των αμινοξέων στη σωστή σειρά εξακολουθεί ώσπου να αναγνωσθούν όλες οι εντολές μέχρι το τέλος. Το καινούργιο μόριο κερατίνης έχει πια ολοκληρωθεί. Απελευθερώνεται και πηγαίνει να συναντήσει εκατοντάδες εκατομμύρια άλλα παρόμοια, ώστε να αποτελέσει μέρος μιας από τις τρίχες που φυτρώνουν στο κρανίο μας. Δηλαδή, αυτό θα γινόταν αν δεν την είχατε ξεριζώσει!
Aπό το βιβλίο του Bryan Sykes - Οι Επτά κόρες της Εύας
-----------------------
[Πηγή]
Popular
Sites
Labels
