Najważniejsze chwile

W historii każdego z nas jest taki moment, kiedy na poważnie decydowały się nasze losy. Moment, który miał ogromny wpływ na to, kim jesteśmy. Mejoza, crossing-over. To chwila, kiedy geny przekazane naszemu tacie albo mamie przez babcię i dziadka przemieszały się ze sobą - tworząc jedyną w swoim rodzaju konfigurację, jedyny w swoim rodzaju układ.
Tradycyjny stół wielkanocny.

Chciałam Wam dzisiaj o tym opowiedzieć, żebyście mogli się zachwycić tak jak ja. To moment, kiedy wiele może pójść nie tak - ale jeśli czytacie moje słowa, to znaczy, że w Waszym przypadku wszystko poszło dobrze!
Ale żebym mogła zacząć, muszę wyjaśnić o co chodzi z tymi genami. Zacznijmy więc od początku. Starałam się pisać jak najprościej - jeśli nie chcecie się zagłębiać w biologiczne (bardzo uproszczone) wyjaśnienia, to możecie przeskoczyć wszystkie fragmenty pisane kursywą.
Nasze ciało zbudowane jest z komórek. W środku każdej komórki jest jądro komórkowe w którym umieszczona jest informacja na temat tego, jak budować substancje kontrolujące działanie organizmu: rozwój, pracę i powstawanie nowych komórek. Ta informacja to nasze DNA, nasz kod genetyczny. DNA to bardzo, bardzo, długa cząsteczka zbudowana z powtarzających się maleńkich kawałków. Ten łańcuch podzielony jest na 46 części - nazywamy je chromosomami. Dokładnie połowa z nich pochodzi od Waszego taty, połowa od mamy. Ale jednocześnie nie są wcale dokładnie takie jak u mamy albo taty - i to jest właśnie niesamowite!
(Może się zdarzyć, że masz więcej albo mniej chromosomów. I tu, i niżej piszę o najbardziej typowym przypadku, żeby nie komplikować.)
Wyobraźmy sobie, że każda z komórek to kuchnia. Taka kuchnia jak u Was w domu, albo u mnie, albo w Downton Abbey. Wyglądają inaczej - ale mają jedną cechę wspólną. W każdej z nich na ścianie wiszą dwie półki z książkami kucharskimi. Na każdej z półek stoją rzędem 23 tomy. Te u góry pochodzą od mamy, te na dole - od taty. Z pozoru obie półki wyglądają podobnie: najpierw “Potrawy z mąki i kasz”, potem “Kuchnia polska”, “Potrawy z grilla”, wreszcie “Mała szkoła pieczenia”. Ale jak zajrzycie do środka, zobaczycie, że wcale nie mają takiej samej treści. Niby działy te same, ale przepisy trochę się różnią. O, na przykład na stronie 84-tej “Potraw z mąki i kasz” od mamy jest przepis na naleśniki:
Wziąć dwie szklanki mąki gryczanej, szklankę mleka, 2 jajka, szczyptę soli i 2 łyżki cukru. Wymieszać i smażyć.
A w książce od taty znajdziemy coś takiego:
Półtorej szklanki mąki zmieszać ze szklanką jogurtu, dodać jajko, odrobinę soli i cukru. Dobrze wymieszać, smażyć.
Oba przepisy są na to samo, ale trochę inaczej przyrządzone - tak jak tradycyjny sposób przyrządzania potraw różni się między rodzinami.
Kiedy kucharka w tej kuchni-komórce chce zrobić naleśniki, to zawsze sięga po jeden z tych przepisów, ten który bardziej lubi. Zawsze naleśniki robi na jeden konkretny sposób.
Tak samo jest z chromosomami. Poszczególne fragmenty tej długiej cząsteczki DNA informują jak utworzyć jakieś białko czy enzym. Na obu chromosomach, tym od mamy i tym od taty, dany kawałek służy do tego samego celu - np. decyduje jakiego koloru człowiek ma oczy - ale może mieć inną treść. Za każdym razem, kiedy komórka korzysta z tego kawałka, zawsze wybiera wersję od tego samego rodzica.
Czasem przygotowanie obiadu wymaga skorzystania z kilku książek: na przykład z jednej książek czerpiemy informacje o pieczeniu schabu, z drugiej - jak zrobić sos szary, a z trzeciej o gotowaniu kaszy. W efekcie powstaje jedno danie - do zrobienia którego trzeba było skorzystać z kilku różnych tomów.
Tak samo jest i z genami: niektóre cechy są opisane przez jeden konkretny fragment konkretnego chromosomu. Ale niektóre zależą od kilku różnych fragmentów, być może z kilku różnych chromosomów.
Kiedy powstaje nowa komórka w ciele, to tak jakbyśmy w domu tworzyli nową, dodatkową kuchnię. Żeby w tej nowej kuchni też móc piec i gotować, wszystkie 46 tomów jest przepisywanych słowo w słowo i starannie ustawianych w tej samej kolejności na nowych półkach. Wszystko musi się zgadzać, nie może zabraknąć ani jednej literki!
Gdyby nasz dom rozrósł się w wysoki drapacz chmur, z setkami mieszkań na każdym piętrze - w każdej kuchni wisiałyby półeczki z dokładnie tymi samymi przepisami i każda kucharka wiedziałaby doskonale, z którego przepisu - od mamy czy od taty - skorzystać w danej okazji.
Tak samo w każdej komórce naszego ciała jest dokładnie taki sam komplet chromosomów. Kiedy komórki się dzielą, materiał genetyczny jest przepisywany i dokładnie takie sam zestaw instrukcji jest przekazywany nowo powstałej komórce.
To znaczy - tak powinno być w idealnej sytuacji. Czasem zdarzają się pomyłki. Póki są malutkie - na przykład ktoś zamiast “smażyć” napisze “smażć” - albo bez większego znaczenia - na przykład w przepisie na rzadko pieczony Tort Hiszpański - to nic się nie dzieje. Może się jednak zdarzyć, że w przepisie na naleśniki pojawi się “drobna” pomyłka:
Wziąć dwie szklanki mąki gryczanej, szklankę mleka, 2 jajka, szczyptę soli i 1002 łyżki cukru. Wymieszać i smażyć.
Jeśli taka pomyłka przemknie się niezauważona, to może być źle. I ta kuchnia i wszystkie, które będą brały z niej przykład upieką strasznie słodkie naleśniki. To może się źle skończyć dla mieszkańców!
Tak samo jest w naszym ciele. Prawie wszystkie komórki mają ten sam materiał genetyczny. Czasem jednak zdarzają się pomyłki przy kopiowaniu. Niektóre nam nie szkodzą - nawet jeśli są powielane, niektóre jednak powodują spore kłopoty. Taką sytuację, kiedy niektóre komórki mają zły materiał genetyczny nazywamy nowotworem.
Przyjrzyjmy się teraz, co się dzieje, kiedy syn pani domu szykuje się do założenia własnej rodziny. W swoim nowym domu też będzie miał kuchnię, a w niej dwie półki z przepisami. Jedną z nich dostanie od matki. Musimy ją dla niego przygotować.
Najprościej byłoby wziąć po prostu jedną z półek i dać synowi jako wiano. Tylko że wtedy wszyscy gotowaliby to samo! Syn robiłby naleśniki dokładnie tak samo jak mama albo tata (albo jak babcia czy dziadek - jeśli dostałby akurat te przepisy, z których rodzice nie korzystali). Jeśli mama miała półki MM i MT, a tata TM i TT, to dzieci mogłyby mieć tylko: MM+TM, MM+TT, MT+TM albo MT+TT. Tylko tyle byłoby możliwości! Jeśli jakaś para miałaby więcej niż czworo dzieci, to dwójka z nich musiałaby być “bliźniakami” - czyli mieć dokładnie identyczne przepisy na półkach. A przecież wiemy, że tak się nie dzieje! Nie dzieje się, bo szykując posag jesteśmy trochę mniej leniwi.
Otóż zrobimy tak: weźmiemy pierwszy tom z górnej półki i pierwszy z dolnej. Wyrwiemy parę kartek z jednej, wyrwiemy parę kartek z drugiej i zamienimy te części miejscami. Nałożymy z powrotem okładkę i przekażemy dziecku.
Czy to nie jest niebezpieczne? Czy to nie sprawi, że przepisy nie będą miały sensu?
Jest niebezpieczne. Nie jest trudno tak przemieszać tom od mamy z tomem od taty, że powstanie coś bezwartościowego. Jednak jest parę mechanizmów, które nas chronią:
  1. Bardzo duże fragmenty książki bierzemy bez zmian - z jednego albo drugiego tomu. Wszystkie więc przepisy z tych części przetrwają nietknięte.
  2. Duże fragmenty książek kucharskich nie mają znaczenia w codziennym życiu. Nawet jeśli przerwiemy w połowie zdanie “Serdeczne podziękowania za przepisy składamy pani Kow” i doklelimy “elkie prawa zastrzeżone.”, to nic wielkiego się nie stanie. I tak na podstawie tego zdania nic nie gotujemy.
  3. Jeśli przez przypadek wyrwiemy albo przerwiemy jakiś bardzo podstawową instrukcję - na przykład jak włączać kuchenkę - to w ogóle kuchnia nie powstanie i żadnego nowego domu nie będzie.
  4. Jeśli uszkodzimy przepis na tort weselny, to do ślubu raczej nie dojdzie.
  5. A jeśli pomieszamy coś w ważnym dla młodej pary przepisie (np. jak zrobić herbatę, gdy żona wraca zmarznięta do domu), to takie stadło długo nie przetrwa.
  6. Poza tym przecież młoda para będzie miała dwie półki do dyspozycji - wystarczy, jeśli na jednej z nich będzie skuteczna instrukcja parzenia herbaty.
Jeśli się uda, to możemy dostać coś takiego:
Wziąć dwie szklanki mąki gryczanej, szklankę mleka, dodać jajko, odrobinę soli i cukru. Dobrze wymieszać, smażyć.
Dostaniemy przepis, który nie jest ani wersją babci, ani dziadka - jest czymś zupełnie nowym. Może lepszym, niż cokolwiek co przodkowie gotowali?
Jak myślę sobie o tym, jak bardzo beztrosko wygląda przygotowanie posagu: ot weźmiemy każdą parę tomów i trochę przemieszamy jeden z drugim, przerywając tekst na dowolnej literce - to naprawdę ciężko jest uwierzyć, że to działa. I to działa od milionów lat. Niesamowite!
To samo dzieje się w naszym organizmie, kiedy tworzone są komórki rozrodcze. Proces podziału jednej komórki mamy albo taty na dwie z połową materiału genetycznego nazywamy mejozą. Wtedy właśnie komplet chromosomów od “przyszłej babci” miesza się z kompletem od “przyszłego dziadka”. Nitki DNA rozwijają się, układają koło siebie i przeplatają - to zjawisko nazywane jest “crossing-over”. W wyniku powstają dwie nicie - każda z nich jest mieszanką kawałków oryginalnych nici. Jeśli powstanie nowy człowiek - to będzie miał właśnie takie chromosomy. W każdej parze chromosomów jeden jest mieszanką genów babci i dziadka ze strony taty, a drugi - ze strony mamy. Każdy jest oryginalny i jedyny w swoim rodzaju (co nie oznacza, że każdy człowiek ma jedyny w swoim rodzaju materiał genetyczny - bliźnięta jednojajowe mają dokładnie takie same chromosomy, bo pochodzą z jednego jajeczka i jednego plemnika).
Crossing-over zachodzi w całkiem losowych miejscach - możliwe jest więc, że zostanie przerwany fragment, który jest odpowiedzialny za jakąś niezbędną funkcję potrzebną do utworzenia człowieka. Ale jeśli w wyniku powstanie człowiek, to znaczy, że podział nastąpił w takim miejscu, że możliwe było zapłodnienie i rozwój embrionu.
Czy to nie jest niesamowite? Ten pierwszy krok do tego, żebym JA była MNĄ, mieszanką moich rodziców, ale jednak od nich inną. Zdarzenia, w którym tyle mogło pójść nie tak, a mimo to udało się na tyle, że mogę tu siedzieć i pisać te słowa. Czasem sobie myślę, że te crossing-over to były właśnie początki mojego życia.

I jednocześnie śmieszy mnie i zadziwia, że moje początki miały miejsce zanim jeszcze stałam się człowiekiem!



Czytaj dalej:  Poczęcie

Komentarze

Popularne posty

Inne ciekawe blogi

Strona na facebooku