Ilm ja loodus

Kas hirm madude ees on esiemadelt päritud kogemus: karda roomavat looma? (17)

Rainer Kerge, 22. märts 2014, 10:00
ÄRA TULE LÄHEMALE!: Lõgismadu tundub juba peale vaadates ohtlik. Aga miks tundub? Võimalik, et inimese maohirmu taga on epigeneetiline pärandumine. Meie kauged esivanemad õppisid madu kartma ja meie juba sünnime teadmisega: kes roomab ja sisiseb-kõriseb, selle teelt tuleb kõrvale hoida! ARDEA/AOP
Hulk omadusi ja elu jooksul õpitud teadmisi päranduvad vanemalt lapsele väljaspool geene

"Geeni, millele on kirjutatud "karda madusid", ei ole ilmselt olemas. Meil on ainult 24 000 geeni ja iga asja jaoks, millega me päeva jooksul kokku puutume, neid ei jätku. Samas võiks olla evolutsiooniliselt kasulik, kui sul on kaasasündinud tarkus, et mürgise looma eest tuleb ära joosta," arutleb rakubioloogia professor Toivo Maimets.

Professor Maimets ei saa praeguste teadmiste juures kuidagi tõestada, et maokartus on pärilik. Kuigi tundub väga loogiline, et kunagi ammu, kui inimese kauged esivanemad elasid džunglis, kodeeriti meile sisse info: roomav ja sisisev elukas on ohtlik. Niisugune teadmine oli väikesele inimesele kasulik ammu enne seda, kui ema võttis ta käekõrvale ja viis zooloogilisele ekskursioonile: vaata, see on mamba, ära temaga hulla!

Nagu öeldud – maohirmugeeni meil ilmselt olla ei saa. Mis siis aga paneb mõndagi meist toolile ronima juba juhul, kui loodussaade telekas näitab süütut boapoega?

Võimalik, et maohirmu kandjat tuleb otsida epigeneetikast – see on distsipliin, mis uurib osade tunnuste, aga ka elu jooksul õpitud teadmiste põlvest põlve pärandumist moel, kus info edasikandjaks pole otseselt pärilikkusaine.

Kui Toivo Maimets tegi ligi 40 aastat tagasi Tartu 5. keskkoolis evolutsiooniõpetuse kontrolltööd, kirjutas ta, et kuulus Prantsuse õpetlane Lamarck eksis: elu jooksul keskkonnamõjudest tekkinud tunnused ei saa vanematelt lastele edasi päranduda.

Sünnist saadik hea ronija?

Lamarck väitis lihtsustatult umbes seda, et kui ema ja isa elasid kaua savannis, kus tuli alatasa lõvi eest kribinal-krabinal puu otsa ronida, pärandus see vilumus ka nende lastele, hoolimata sellest, et vahepeal koliti saarele, kus lõvisid ja puid pole.

"Ka Darwin toetas elu jooksul omandatud tunnuste pärilikkust, aga see lükati ümber sünteetilise evolutsiooni teooriaga," õpetab Maimets.

"Kui pandi kokku geneetika ja darvinism, vaadati, et elu jooksul omandatud tunnuste pärilikkus ei sobi skeemi ja see võimalus heideti kõrvale."

Nüüdseks on selge, et keskkonnamõjude tulemusel või tagajärjel tekkinud muutused pärandatakse real juhtudel vanemalt lapsele väljaspool geene.

Päritavaid omadusi, mille kandjaks pole geenid, on nii palju ja nende osakaal on sedavõrd tähtis, et teisipäeval, 18. märtsil otsustas Tartu Ülikooli loodus- ja tehnoloogiateaduskonna nõukogu moodustada molekulaar- ja rakubioloogia instituudi alla epigeneetika professuuri.

"Epigeneetika on kasvanud nii suureks, et millegagi tuleb see ära katta," tõdeb molekulaar- ja rakubioloogia instituudi direktor Toivo Maimets.

61 aastat tagasi, aprillis 1953, ilmus ajakirjas Nature paarileheküljeline artikkel, mis kirjeldas DNA struktuuri. Autoritele Francis Crickile ja James Watsonile tõi teadusmaailma ihaldatuima tunnustuse Nobeli preemia nende lühikeses kirjutises justkui möödaminnes pillatud repliik, milles nad tunnistasid, et kogu biokeemia, mida nad siiani lühidalt kirjeldasid, juhatab teed geneetilise materjali kopeerimise ja paljundamise mõistmisele.

Vähi hävitamine jooksis liiva

Selle peale, et tunnust veab põlvest põlve edasi mingi kandja, teati juba varem, kokkuleppeliselt nimetati seda kandjat geeniks. Nüüd oli selge, et geenid peituvad kromosoomides asuvas DNAs ehk pärilikkusaines, samuti taibati, kuidas geene põlvest põlve edasi antakse.

Järelikult pole midagi lihtsamat, kui kirjutada üles inimese pärilikkusaine järjestus. Seejärel tuleb teada, missugune geen vastutab konkreetse tunnuse eest (õigemini – mis geen määrab ära millise valgu sünteesi; enamik tunnuseid sünnib mitme geeni koostööst).

Edasi on juba lühike samm inimeste ravimiseks geeniteraapia abil: lülitame nii-öelda vähigeeni välja, ja kole kasvaja jääb tulemata.

Inimesed olid oma uutes teadmistes ja oskustes nii kindlad, et USA president Richard Nixon lubas 1971. aastal, et vähk hävitatakse maailmast kümne aastaga. Optimismiks andis põhjust lastehalvatuse vaktsiini tõhusus ja arvamus, et vähki tekitavad eelkõige onkogeensed viirused.

Kümne aasta pärast teati vähist tõesti palju rohkem, iseäranis seda, et see on mõõtmatult keerulisem haigus, kui 1970ndate alguses karta osati.

Sama järelduseni juhatas ka üha arenev geneetika.

"See, et me oleme saanud 60 aastat targemaks, on teinud elu õudselt raskeks! 60 aastat tagasi oli palju lihtsam: arvati, et DNA on avastatud ja nüüd saavad kohe kõik probleemid lahendatud," muigab Maimets.

Kahte samasugust inimest pole olemas

Hädad geenide uurimises algasid juba geeni defineerimisega. Maimets viipab kabineti üht seina varjava raamaturiiuli suunas.

"Need suured raamatud seal alustavad kõik sellest, et geen on nukleotiidne järjestus, mis määrab ära valgu sünteesi. Samas on selge, et kui me räägime geenist kui tunnuse tekitajast, pole geen kaugeltki ainult DNA järjestus. Geeni mõistel on terve rida kihte peal," räägib Maimets ja illustreerib:

"Kui vanematel on sinised silmad, on tihti ka nende lastel sinised silmad, ja siis räägitakse, et pärandati siniste silmade geen. Siniste silmade geeni DNA mõttes ei ole olemas. Sinised silmad on inimesel ainult selle pärast, et pruuni silma geen on defektne."

Lühidalt: geeni head definitsiooni pole olemas. Ehk pole väga vale väita, et geen on midagi noodisarnast, mis annab võimaluse, aga mitte paratamatuse mängida perfektselt maha nauditav muusikapala.

"Für Elise" noodid on üks ja seesama, aga maailmas pole olemas kaht täpselt samasugust "Für Elise" esitust. Erinevused esitustes algavad juba sellest, millise seisukorra, häälestuse ja kõlaga on klaver, milline on ruumi akustika ja kui palju on saalis kuulajaid.

Lõpuks sõltub tulemus ka asjaolust, kas klaveri taha istub lastemuusikakooli tubli õppur, Rein Rannap või Käbi Laretei.

Kõigi kolme esitus on erinev. Üks ehk ei oska veel muud, kui võimalikult täpselt noodist maha mängida – ja teeb suurest esinemiskrambist vigu.

Teised aga improviseerivad – lisavad loole oma aktsendi.

Sama lugu on geeniga – identne geenijärjestus ei avaldu eri inimestes kunagi täpselt ühtemoodi. Ka kaksikud, koguni Siiami kaksikud pole kunagi teineteise veatud koopiad.

See tuleb sellest, et geeni avaldudes tunnus modifitseerub.

Vahel see modifikatsioon – mis sest, et konkreetsel juhul on ta põhjustatud keskkonnast ja ei puuduta otseselt DNA järjestus – ka pärandub.

Oleme need, mida meie vanemad sõid

"Teise maailmasõja ajal oli Hollandis väga vähe süüa ning neil aastatel sündinud lapsed said täiskasvanuina väga vastuvõtlikuks südame ja veresoonkonna haigustele ning diabeedile. Nüüd on teada, et haigusrisk on pärandunud edasi ka järgmisele põlvkonnale," toob Maimets näite, kuidas keskkonnamõjust vajutatud pitser rändab põlvest põlve.

Oluline on mõista, et sõja ajal sündinud lapsed ei pärinud haigusriski mitte selle pärast, et ema ei saanud raseduse ajal tervislikku toitu, vaid selle pärast, et kehvad söögikorrad vajutasid nende geenidele teatud mustri.

Niisuguse mustri moodustavad näiteks metüülrühmad. Kui mingi keskkonnamõju tagajärjel istuvad metüülrühma vaprad esindajad mõne geeni algusotsa, ei saa seda geeni tööle panna.

Geen on olemas, ta on terve ja võiks töötada nagu geen muiste, aga ei saa, sest ta on metüülrühma molekulide poolt ümber piiratud nagu Ukraina väeosad Krimmis maskides ja eraldusmärkideta sõdurite poolt.

Selliseid modifikatsioone, mis takistavad või suunavad ühe või teise geeni avaldumist, on terve rida. Ning huvitaval kombel suudavad need DNA modifikatsioonid, mis ei puuduta otseselt DNA järjestust, ka päranduda.

Üks asi on see, et metüülrühma molekulide moodustatud muster tekib ka sugurakkudes oleva pärilikkusaine peale. Teine asi on aga see, et ta ei kao sealt sugurakkude ühinedes ära!

Õigemini: kui ema ja isa sugurakud saavad kokku, siis nii-öelda pestakse metüülrühmade tekitatud muster minema. Ent loote arenedes on ta õige varsti tagasi. "Kuhugi jääb mingi info alles, aga selle kandja on praegu väga ebaselge," tunnistab Maimets.

Nii me olemegi need, mida sõid ja kogesid meie vanavanemad. Vanaema ei saanud sõja ajal täisväärtuslikku toitu ja tema lapselapsed sünnivad suurenenud riskiga haigestuda südame ja veresoonkonna haigustesse ning diabeeti.

Laboris on õpetatud katseloomi kartma mõnd keskkonnanähtust – näiteks spetsiifilist lõhna – ja see hirm pärandub!

Kuidas see täpselt käib, vajab veel tugevat selgitamist. Üks on kindel – liiga lihtne elu ei ole.

17 KOMMENTAARI

t
Tegelikult 2. aprill 2014, 17:43
on nad nii jubedad, et ei suuda piltigi vaadata,
l
Liinale 24. märts 2014, 09:52
Astusid sabale, ta ennem ei hammusta kui sa jala pealt ära võtad. Hoia silm peal ja proovi kinni püüda, transpordi niikaugele kui võimalik, lähedusse viies võib tagasi tulla. Nad paiksed loomad, kus neid on seal neid ikka on rohkem.. Aitab muru pidev niitmine suvel madala niidukiga.
Loe kõiki (17)

Põnevat ja kasulikku

PÄEVATOIMETAJA

+372 5199 3733
online@ohtuleht.ee

TELLIMINE JA KOJUKANNE

+372 666 2233
tellimine@ohtulehtkirjastus.ee

REKLAAM JA KUULUTUSED

+372 614 4100
reklaam@ohtulehtkirjastus.ee