Izadi Jakintza»Izadi jakintza
Giza genoma proiektua
LABURPENA: Giza genoma osorik kartografiatzea eta sekuentziatzea da GIZA GENOMA
PROIEKTUAren helburua. Bi eragiketa desberdinen bidez burutzen da kartografia lan hori:
mapa genetikoa egitea, hots, mutazio puntu biren arteko distantzia neurtzea, kromosomen berkonbinazoan
gertatzen den banantze maiztasuna kalkululatuz; eta mapa fisikoa egitea, hots,
murrizketa entzimak erabiliz lorturiko DNA genomikoaren zatiak ordenatzea. Sekuentziazioa,
ordea, genoma osoaren nukleotidoen sekuentziaren ezagutzea da. Datorren mendearen hasieran,
ustez, amaitua izango den proiektu honek itxaropen handiak piztu ditu lortuko diren datuen
inguruan, eta arazo etikoak jarri ditu ezagutza horretaz egingo den erabilera dela eta.1986-1987an, zientzialari batzorde batek
Giza Genoma Proiektua izenez ezagutzen
den zientzia proiektua burutzea proposatu
zien Estatu Batuetako Energia Departamentuari
eta Osasun Erakunde Nazionalari.
Proiektu horren helburua giza genoma erabat
sekuentziatzea da, hau da, genoma
haploidea osatzen duten hiru mila milioi
baseen sekuentzia zehaztea. Esan behar da
genoma “sekuentziatzea” ez dela genoma
“deszifratzea”; izan ere, osatzen duten 3.000
milioi base era lotuan “irakurtzeko” gai izatea
da genoma sekuentziatzea; genoma deszifratzeak,
aldiz, sekuentziaren geneetako
bakoitzari dagozkion proteinen funtzioa
identifikatzea ekarriko du.
Proiektua gauzatu ahal izateko, Estatu
Batuetako Kongresuak 200 milioi dolarreko
inbertsioa onartu zuen urteko. 1989an abiatu
zen proiektua eta lehen aldian James Watson
izan zen haren zuzendaria. Proiektuaren
izaria ulertu ahal izateko, giza genomaren
neurria eta ezaugarriak hartu behar dira
kontuan.
Giza genomaren tamaina eta ezaugarriak
Genoma haploide osoak, gutxi gorabehera,
DNAren 3.000 milioi base pare ditu
(6.000 milioi base pare zelula diploide
bakoitzeko). Baseen sekuentzia liburu batean
inprimatuko balitz, orri bakoitzean
milioi bat base pare ezarriz, liburu horrek
3.000 orri izango lituzke. Liburu hori, giza
genomaren hiztegia, 23 ataletan ordenatua
izango litzateke, kromosoma pare bakoitzeko
atal bana: lehen 22 atalei autosomak eta
azkenekoari kromosoma sexualak egokituko
litzaizkieke. Atal bakoitzeko orri kopurua
kromosomen tamainaren arabera aldatuko
litzateke.Alabaina, gizakiengan proteinak kodetzen
dituzten geneen kopurua 100.000 ingurukoa
dela kalkulatzen da, batez besteko neurria
1.000 base parekoa dela. Horrek esan
nahi du genomaren 3.000 milioi baseetatik
100 milioi baizik ez direla geneek okupatzen
dituztenak, gainerakoa “gehiegizko” DNAri
legokioke. Soberakin horren parte bat intronei
dagokie eta beste parte bat kodetzaile ez
den eta geneen artean dagoen gehigarrizko
DNAren segmentu luzeetan aurkitzen da.
217Gehiegizko DNAren beste parte bat gene
jakin batzuren kopia kopuru handia dagoelako
esplikatzen da, hala nola kopia anizkoitzeko
geneak (ehundaka kopia batzuk) histonek
eta RNA erribosomikoek kodetua.
Halaber, badira oso antzekoak diren kopiak,
elkarren antz andia duten gene funtzionalen
aldaera desberdinak direnak (ez aleloak),
proteina berdin edo berdintsuetarako
kodetzen dutenak baina ehun berezietan
edo hazkuntzaren une jakinetan azaltzen
direnak. Sekuentzia errepikatu horiek genomaren
alde jakin batean egon daitezke,
edota banaturik, bai eta kromosoma desberdinetan
ere.
“Gehiegizko” DNAren beste beste zati bat
pseudogene izeneko gene ez funtzionalen
kopia anizkoitzak dira. Pseudogene horiek
ezin dira azaldu, edo mutazioak jasan dituztelako edo eragilerik edo sekuentzia erregulatzaile
egokirik ez dutelako.
Amaitzeko, badira DNAren sekuentzia oso
errepikatuak edo sekuentzia bakuneko DNA
izenez ezagutzen diren DNAren sekuentziak.
Sekuentzia errepikatuak dituzten familia
horiek ehundaka mila, edo baita miloika
elementu errepikatu izan ditzakete, eta
ohiko neurria 5-10 base parekoa da (banaka
batzuk 200 edo 300 base pareetara iristen
dira). Asko errepikatzen diren sekuentziahoriek bata bestearen ondoren kokaturik
(“tandem” eran) zein barreiaturik egon daitezke.
Giza genomaren kartografia eta sekuentziatua
Bi epe desberdinetan ekiten zaio giza genomaren ikerketari: kartografia eta sekuentziatzea. Hiztegiaren konparazioari berriro helduz, genomaren kartografia egitea 23 atalak 1.etik 3.000.erainoko orrialdetan jartzea da eta sekuentziatua orriak “hitzez betetzea” izango litzateke.
Genomaren kartografia
Bi lan desberdinen bidez burutzen da kartografia:
mapa genetikoa egitea eta mapa fisikoa
egitea.
1.1. Mapa genetikoa egitea genomaren baitan
erreferentzia puntu sail bat (“zuinak”
edo “mugarriak”) jartzea da. Erreferentzia
puntu horiek puntu polimorfoak (mutazio
edo aldakortasun puntuak) badira, bi puntuen
arteko distantzia genetikoa neur daiteke
berkonbinatze kromosomikoan gertatzen
den banantze maiztasuna aztertuz. Zentimorgana
da mapa genetikoaren banakoa eta
bi aleloen artean banantze maiztasuna ehuneko
batean gertatzen dela adierazten du.
Mapa honek, lehendik zehaztutako erreferentzia
puntuen —zuinen— artean hainbat
gaisotasunen geneak kokatzeko aukera
eman du. 1996ko martxoan, 23 kromosometako
2.335 markatzaile edo erreferentzia
puntuz hornituriko mapa genetikoa aurkeztu
zuen Parisko Genethon-eko taldeak.1.2. Mapa fisikoa egitea murrizketa entzimak erabiliz lorturiko DNA genomikoaren zatikiak ordenatzea da. Lan hori burutzeko banako berari dagozkion DNAren milaka kopia ebakitzen dira eta gero, erabileraren ondoriozko galeren ondoren, genoma beraren hamar ale lortuko dira, leku desberdinetik ebakiak eta halako eran non kopia desberdinen zatikiak elkarren gainka jarririk, genomaren “puzzlea” berregin daitekeen, zatikiak binaka konparatuz gainjartzen direnak aurkitu ahal izateko..
Genomaren kopia desberdinak leku desberdinetatik ebaki ahal izateko , txegoste partziala
egiten da , hau da , murrizketa entzima
erabiltzen da jopuntu guztietan ( ezagutza
gune guztietan ) ebaki ez dezan , adibidez ,
250 alditan behin. Hori lortzeko , oro har , entzimari , eragile izateko behar dituen zenbait
gai kentzen zaizkio , eta hala , murrizketa
entzima baten bidez , hots , genoma , printzipioz
, 4. 000 basetan behin moztu beharko
lukeen baina 250 alditan behin baizik ez diharduen entzima baten bidez , milioi bat
base duten zatikiak lortzen dira , genomaren
kopia desberdinetan leku desberdinetatik
ebakiak.Genomaren hamar kopia horiek leku desberdinetatik
ebaki ondoren, zatikiak klonatu
egiten dira garagardo legamiaren zeluletan
zatiki bakoitzaren kopia asko lortzeko
eta haiek elkarren gainka jarriz behar diren
egiaztapenak egin eta ondoko sekuentziatzea
burutu ahal izateko. Bakterioen ordez
legamia zelulak erabiltzen dira, zeren eta
horietan DNA zatiki askoz handiagoak
(milioi bat basekoak barne) sar baitaitezke,legamia artifizialen kromosomak (YAC deiturikoak)
sortuz. Halako kromosomek ondoko
zerak dituzte: legamiaren segmentu zentromeriko
bat, erreplikazio funtzionalaren eragile
bat legamian, legamia gen gutxi batzuk,
klonatu nahi den DNA zatikia eta legamiaren
segmentu telomerikoak muturretan.
Behin klonazioa burutu ondoren, kolonia
bateko zelula guztiek YAC bera dute edo,
berdin dena, genomaren zatiki bera.
Horrenbestez, zatiki klonatuen banku bat
lortzen da, laboratorioko hozkailu batean
gordetzeko modukoa.
Genomaren 10 kopietatik datozen zatikiekin
mapa fisikoa egin ahal izateko, puska
bakoitzaren aztarna genetikoa atera behar
da, eta aztarna genetikoak bina-bina konpazatikiakratu (500 milioi konparazio inguru) elkarren
gainka ongi datozenak aurkitzeko.
Konbinazio kopurua hain handia izateak
programa informatikoak erabiltzera behartzen
du; ordenagailuen lana, mapa fisikoa
mapa genetikoarekin korrelazioan jarriz
egiaztatzen da.
1992an, Frantziako Généthon-eko ikertzaile
taldeak giza genomaren mapa fisikoaren
%50 inguru eta 21 kromosomaren kartografia
osoa burutua zegoela adierazi zuten.
Urte hartan jakinarazitako usteen arabera,
genomaren kartografia osoa zenbait urtetako
kontua zen.
Genomaren sekuentziatzea
Kartografiarako lorturiko zatiak luzeegiak
direnez, 500 base inguruko puskatan zatitubehar dira nukleotidoen sekuentzia lortzeko.
Milioi bat base duen zati beraren hamar
kopiak ebaki, 500 baseko 2.000 puskatan
bakoitza, klonatu eta ordenatu egiten dira,
mapa fisikoa moldatzerakoan bezalaxe.
Ondoren, 500 baseko puska bakoitza
sekuentziatzen hasten da, Allan Maxam eta
Walter Gilberten metodoaren arabera. Aise
ulertuko denez, genomaren mapa egiteak
eta sekuentziazioak duten tamaina eta konplexutasuna
dela eta, prozesuak nahitaez
automatizatu beharra dago. Ikerketa zentroek
robot kateak erabiltzen dituzte DNA ateratzeko, kartografiatzeko, sekuentziatzeko,
sekuentziak analizatzeko, etab.
Genoma zatien sekuentziatzea egiten den
aldi berean, cDNA-en sekuentziatzea egiten
da. Goian adierazi bezala, murrizketa entzimen
erabileraren aurrean, cDNAk geneak
ordezkatzea da metodo honen abantaila;
baina, genomaren DNA zelula guztietan
badago ere, badu desegokitasun bat,
RNAm-a genea azaltzen ari den zeluletan
baizik ez dagoela alegia. Eragozpen horiek
gorabehera, gene sekuentzia milaka batzuk
lortu ahal izan dira.1986-1987an Giza Genoma Proiektua
ezagutarazi zenean, zientzialari batzuek
zalantzan jarri zuten hori burutu zitekeenik,
esanez proiektuaren tamainak, bai lanaren
aldetik eta bai ekonomiaren aldetik, eskatuko
lituzkeen inbertsioekin beste edozein
alorretako ikerketak geldiaraziko lituzkeela.
Prozesuen automatizazioak eta proiektu
honetarako izendatutako aurrekontuak bestelako
ikerketei zegozkienekin egindako konparazioak
aurkako horien esanak gezurtatu
dituzte. Hala eta guztiz, arazo etikoak egun
ere eztabaidatzen ari dira.
Baldin eta giza genomaren kartografiak
eta sekuentziatzeak eritasun genetikoen eragile
diren geneen kokaera ezagutzeko aukera
emango badu ere, eta horrenbestez jaio
aurretik halakoei buruzko diagnosiak eta
tratamendu eginkorra aurkitzeko aukera
emango badu ere, sendagintzako erabilera
horiek ez dituzte, horrenbestez, zenbaitarazo etiko ezkutatzen. Hona horietariko
batzuk: genomaren sekuentzia patentatu
ahal izango da?, merkatuan ustiatu ahal
izango da?, zilegi ote da giza espeziearen
herentziazko ondarea erostea eta saltzea?,
pertsona baten DNAren datuak zabaldu
ahal izango dira?, etab.
Eric Lander, Harvard Unibertsitateko
giza genetistak lau galdera plazaratu zituen
gogoeta egiteko:
1. Abortatzeko eskubide konstituzionala
erabatekoa den bitartean, hautaketa ez
da inoiz erraza izaten. Eman dezagun haurdunaldiaren
hasieran zuk bazeneki egiatan
haur horrek:
a) 9 hilabeteetan hil beharko duela bizkarrezurreko
gihar atrofiaz, eritasun genetiko
hilgarri horren ondorioz;
b) bizitza osoan fibrosi zistiko izeneko
eritasun kroniko mingarria jasan beharko
duela, eta 20 urte inguru dituenean hilko
dela;c) Huntingtonen eritasuna izango
duela 40 urte dituenean eta 50 edo dituenean
hilko dela;
d) Alzheimer eritasuna izango duela 60
urte-edo dituenean;
e) sortzez gorra izango dela;
f) nanoa izango dela, baina horretaz
aparte, osasuntsua;
g) depresio maniako larrirako joera
izango duela, partez botiken bidez kontrola
daitekeena.
Abortatzea hautatuko zenuke? (Demagun
zu nahiko gaztea zarela eta, nahi izanez
gero, haur gehiago izatea zentzuz itxaro izatekoa
duzula). Zure aukera alde batera utzita,
beste bikote batek hala egitea ez-etikotzat
joko zenuke? Zein printzipiotan oinarritzen
dituzu zure hautabide horiek?
2. Demagun zeuk jakin zenezakeela
ziurtasun osoz jasan beharko duzula:
a) Huntingtonen eritasuna 40 urte
inguruan;
b) Alzheimeren eritasuna 60 urte inguruan.Cohen doktoreak “Esperantzaren geneak” liburuan ondoko ariketa hau proposatzen du:
Kartografia fisikoaren artearekin ohitu nahi baduzue, eta hau iradokizun soil bat besterik ez
da, gehien gorrotatzen duzuen liburuarekin trebatzen ahal zarete.
1) Eros itzazue liburu horren hamar ale
2) Orri guztiak erauzi eta arretaz ezaba ezazue orri zenbakia (bestela oso erraza bailitzateke).
Ale bakoitzeko orriak hogeita hamarna letrako puska horizontaletan moztu (hau da, hiru-sei
testu lerro ingurukoak). Xehetasun hori, “ingurukoak” alegia, garrantzitsua da. Halako polimorfismo
bat onartu behar baita, hein bateko aldakortasuna ebakitzeko moduan: berdina izanagatik
ere, hamar liburuetako testua ez da leku berberetatik moztu behar ale bakoitzean. Nahas itzazue
hain alaikiro sakrifikatu dituzuen hamar liburu horietako orri puska guztiak pila batean.
3) Hamar ale xehatu horiekin jatorrizko testua berregitea da jokoaren helburua. Ez egin
tranparik ukitu gabeko hamaikagarren ale baten laguntzaz.
Liburu horiek, bakoitza mila eta bostehun puskatan mozturik, osaturiko metarekin, testua
berregin ahal izango duzu elkarri egokitzen zaizkion esaldi zatiak bata bestearen gainean ezarriz…
Hamabost mila esaldi zatirekin ez dituzue 225 milioi konparazio besterik beharko… eta lana
erraztuko zaizue esaldiak arazorik gabe irakurriko dituzuelako… Hori lortzen duten lehenengoek
liburuaren ale bat jasoko dute dohainik, ale berria eta osoa! Emozio gehiago jarri nahi baduzue,
saio bat egin ezazue ezagutzen ez duzuen hizkuntza arrotz batean idatzitako liburu beraren
hamar alerekin. Orduan, zalantzarik gabe, ordenagailu baten laguntza beharko duzue, giza genomaren
kartografoen modura…
Mota honetako ariketa batean iharduteari alergia badiozue, 12-15 urte arteko seme-alabeei
proposatu jokoa. Horiek izugarri gustukoa baitute gauza bat desmontatzea berriro montatzen
hasteko, zientzialariek bezalaxe, haur handi batzuk besterik ez baitira horiek, mundu guztiak
dakienez…
