Η σεξουαλική αναπαραγωγή προστατεύει το DNA

Πρόσφατη έρευνα ανέδειξε πειραματικά μία επιπλέον χρησιμότητα της σεξουαλικής αναπαραγωγής: συμβάλλει σημαντικά στην αποφυγή της συσσώρευσης βλαπτικών μεταλλάξεων!

Οι γενετιστές γνώριζαν ήδη ότι οι βλαπτικές μεταλλάξεις στο γενετικό υλικό (DNA) όχι μόνο συσσωρεύονται με το πέρασμα του χρόνου αλλά, επιπλέον, δρουν και συνεργατικά μεταξύ τους.

Ετσι, αν στο γονιδίωμα ενός οργανισμού υπάρχουν ήδη πολλές βλαπτικές μεταλλάξεις, τότε η εμφάνιση μιας νέας επιπλέον μετάλλαξης επηρεάζει την αναπαραγωγική ικανότητα του οργανισμού πολύ περισσότερο απ’ ό,τι θα συνέβαινε αν το γονιδίωμά του δεν ήταν ήδη τόσο δυσλειτουργικό λόγω των συσσωρευμένων προγενέστερων μεταλλάξεων.

Γεγονός που, από μόνο του, καθιστά βάσιμη την υποψία ότι ο ρόλος της σεξουαλικήςαναπαραγωγής δεν περιορίζεται στη δημιουργία απογόνων αλλά λειτουργεί και ως τροχοπέδη στη συσσώρευση καταστροφικών μεταλλάξεων. Μια εύλογη υποψία η οποία, ωστόσο, δεν είχε επιβεβαιωθεί πειραματικά, μέχρι σήμερα. Η επιβεβαίωσή της ανακοινώθηκε πρόσφατα στο εγκυρότατο επιστημονικό περιοδικό «Science».

Σε αυτό το άρθρο παρουσιάστηκαν εκτενώς οι πρωτοποριακές έρευνες του Shamil Sunyaev και της ομάδας του στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ στη Βοστόνη. Οι ερευνητές αυτοί ανέλυσαν τρεις ομάδες δεδομένων, δύο από ανθρώπινα γονιδιώματα και μία τρίτη από γονιδίωμα της μύγας φρούτων (Drosophila melanogaster).

Τα δεδομένα που ανέλυσαν αφορούσαν τρεις διαφορετικούς τύπους γονιδιακών μεταλλάξεων: αυτές που δεν τροποποιούν τη σωστή αλληλουχία των πρωτεϊνών, αυτές που την τροποποιούν εν μέρει και, τέλος, μια τρίτη κατηγορία μεταλλάξεων που καθιστούν μη λειτουργικό το γονίδιο που περιέχει τις πληροφορίες για την παραγωγή της πρωτεΐνης.

Από αυτές τις συγκριτικές αναλύσεις προέκυψε ότι η τρίτη και πιο καταστροφική κατηγορία μεταλλάξεων -αυτές που καθιστούν μη λειτουργικά τα γονίδια- επηρεάζουν εντελώς διαφορετικά τις λειτουργίες του γονιδιώματος, ανάλογα με το αν η δράση τους συσσωρεύεται αριθμητικά ή, εναλλακτικά, αν οι μεταλλάξεις δεν συσσωρεύεται αλλά διασκορπίζονται σε διαφορετικά γονιδιώματα.

Διαπίστωσαν, λοιπόν, ότι τόσο στα ανθρώπινα γονιδιώματα όσο και στης μύγας οι μεταλλάξεις δεν συσσωρεύονται αριθμητικά, αλλά τείνουν να εκπροσωπούνται λιγότερο απ’ ό,τι θα περίμενε κανείς.

«Η σεξουαλική αναπαραγωγή, ανασυνδυάζοντας τα γονίδια, δημιουργεί κάποια γονιδιώματα πολύ πλούσια σε καταστροφικές μεταλλάξεις, με αποτέλεσμα οι οργανισμοί που έχουν αυτά τα μεταλλαγμένα γονιδιώματα να μην επιβιώνουν και άρα να μην αφήνουν απογόνους στον πληθυσμό.

Ετσι, θυσιάζοντας μερικούς οργανισμούς, εξαλείφονται από τον πληθυσμό πολλές καταστροφικές μεταλλάξεις», υποστηρίζουν οι ερευνητές. Στο σχετικό άρθρο υποστηρίζουν επίσης ότι, πιθανότατα, ο ίδιος μηχανισμός εξάλειψης και περιορισμού ισχύει και για τη δεύτερη κατηγορία των πιο ήπιων μεταλλάξεων, όμως αυτό δεν το έχουν διερευνήσει ακόμη.