Genetik kodun sirləri

İnsan genomunun müəyyən edilməsi adi laborator prosedur olacaq

2001-ci ilin fevralında Amerikanın Celera Genomics özəl kompaniyası və mütəxəssislərdən ibarət Beynəlxalq konsorsium (Human Genome Project) insan genomu şifrinin oxunması üzrə tədqiqatların ilkin nəticələrinə dair xəbər yaydılar. Bu xəbər dünyada ciddi rezonans doğurmadı. Lakin elmi dairələrdə belə bir fikir dolaşdı ki, artıq insan fiziologiyasının müxtəlif aspektlərini (biz necə görünürük, özümüzü necə hiss edirik, bizim imkanlarımız necədir) dərk etməyimiz üçün əlimizdə açar var. Araşdırmalar üzrə işlərin böyük hissəsi Amerika, Kanada və Böyük Britaniyanın elmi-tədqiqat mərkəzlərində aparılıb.

"İnsan genomu" layihəsi

İnsan genomu dedikdə, 46 xromosomda yerləşən təxminən 28000 gendə cəmləşmiş genetik informasiyaların cəmi nəzərdə tutulur. Bu ideya ilk dəfə ABŞ-da yaranıb. Sonralar Böyük Britaniya, Fransa, Almaniya, İtaliya və SSRİ-də milli proqramlar qəbul olunub. Rəsmi olaraq ABŞ, Qərbi Avropa, Rusiya və Yaponiyanın aparıcı molekulyar-genetik laboratoriyalarının iştirakı ilə bu elmi proqram 1990-cı ildə rəsmiləşdi. Lakin həmin dövrə qədər də bu ölkələrdə insan genomunun öyrənilməsi üzrə tədqiqatlar aparılıb. Keçmiş SSRİ-də bu proqramın qəbul olunması barədə qərar 1988-ci ildə Nazirlər Soveti tərəfindən qəbul olunub, elmi işlər isə akademik A.A.Bayevin rəhbərliyi altında aparılıb.

İnsan genomunun öyrənilməsi 10 ildən artıq davam edib və yalnız alimlərin beynəlxalq əməkdaşlığı 2000-ci ildə genomun ilkin nümunəsini yaratmağa imkan verdi. Qeyd edək ki, genlərdə zülal və ya əqli qabiliyyəti, insan psixikasının xüsusiyyətlərini (bunlar hələlik tam təyin olunmayıb) müəyyən edən RNT (ribonuklein turşusu) molekulunun quruluşu gizlənib.

İnsanın genotipini bilməklə çox şeyləri - gözlərin rəngini, xəstəliklər və zərərli vərdişlərə meyilliliyi qabaqcadan söyləmək olar. İnsan genomu təxminən 3 milyard nukleotid əsaslı cütü özündə cəmləşdirir. DNT-ni (dezoksiribonuklein turşusu) oxumaq genetik kodun yazıldığı A (adenin), T (timin), Q (quanin), S (sitozin) nukleotidlər ardıcıllığını müəyyən etmək deməkdir. Bu bilikdən DNT-nin verilmiş konkret sahəsində nukleotidlərin ardıcıllığının müəyyən olunması üçün istifadə oluna bilər. Lakin yadda saxlamaq lazımdır ki, insan genomunun cəmi 1,5 faizi zülalları kodlaşdıran DNT molekulundan ibarətdir. Zülallar müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir və insan orqanizminin inkişafı və fəaliyyət göstərməsinə məsuliyyət daşıyırlar, onların kodlaşdırdığı DNT-nın genetik defektləri müxtəlif funksional pozuntuların səbəbi ola bilər. Beləliklə də irsi xəstəliklərin molekulyar səbəblərinin müəyyən olunması onların profilaktikası və müalicəsinə yol açır. Bundan əlavə, təbiət özü bilavasitə DNT-də hüceyrələrin yaşaması və onların xarici təsirlərə reaksiya göstərməsi, zədələnmələrin aradan qaldırılması üsullarını, yəni bütünlükdə orqanizmin inkişafı və qocalması barədə məlumatları kodlaşdırıb. Buna görə də "İnsan genomu" layihəsi insan orqanizminin fəaliyyətində fərdi genlərin rolunun dərk olunması üçün əsas yaradıb. Nəhayət, genomun quruluşunu bilməklə təkamülün mexanizmini dərk etməyə cəhd etmək olar. Bu layihə çərçivəsində aşağıdakı uğurlu işləri göstərmək olar: 1996-cı ildə funksional analiz sahəsində oliqonukleotidlər (əksər molekulyar-genetik tədqiqatlar və diaqnostika üçün baza şəraiti) sintez olunub, 2002-ci ildə zülalların qarşılıqlı əlaqəsinin öyrənilməsi üçün hibrid sistemlər yaradılıb. 2003-cü ildə çox yüksək dəqiqliklə insan genomunu təşkil edən genlərin 99 faizi sekvensiya (nukleotidlərin ardıcıllığının müəyyən olunması) olunub. 2003-cü ildə 3,7 milyon birnukleotidli polimorfizmlər, genlərin identifikasiyası sahəsində 15000 kodlaşmış DNT geni aşkarlanıb. Elə həmin ilin aprelində E.coli, S.cervisiae, C.elegans, D.melanogaster kimi genlərin tam ardıcıllığı öyrənilib.

Fövqəladə əhəmiyyət daşıyan digər məqam odur ki, 30-dan artıq virus və potensial mikroorqanizmin, eləcə də taun və vəba epidemiyalarının törədicilərinin genetik kodu oxunub. Bunun sayəsində bir çox virus və infeksion xəstəliklərin molekulyar müalicə metodlarının işlənib hazırlanması mümkün olub ki, bu da ənənəvi dərman terapiyasından daha effektlidir. Eyni zamanda genlərin orqanlar və toxumaların inkişafı və fəaliyyətində iştirakına dair çox maraqlı informasiya əldə olunub. Məlum olub ki, ən böyük miqdarda - 3195 gen beynin formalaşdırılması və onun aktivliyinin dəstəklənməsi üçün lazımdır, ən az sayda, cəmi 8 gen isə eritrositlərin yaranmasında iştirak edir.

İnsan toxumaları və orqanların formalaşmasında genlərin iştirak sayı:

Orqan/toxuma Genlərin sayı

Beyin 3195

Qaraciyər 2091

Ağciyər 1887

Ürək 1195

Sümük 904

Sümük əzələsi 735

Dəri 620

Göz 547

Qida borusu 76

Trombosit 22

Eritrosit 8

"İnsan genomu" layihəsini işləyib hazırlayan Celera Genomics şirkəti və Beynəlxalq konsorsiumun mütəxəssisləri əks-tədqiqat üsullarından istifadə edərək müxtəlif obyektləri öyrəniblər. Tədqiqat obyekti kimi orta yaşlı ağdərili kişi geni, ikinci halda isə 6 ölkədən müxtəlif insanların geni götürülüb. Təcrübə əsasında orta genom tərtib olunub. Çox maraqlı nəticə əldə olunub. Məlum olub ki, genomda genlərin sayı əvvəllər güman olunduğundan da azdır. Lakin ən azı 100 min genin aşkar olunması gözlənilirdi. Zülalların kodlaşdığı genlərin ümumi sayı bu günə kimi məlum deyil, lakin belə qəbul olunub ki, (kompüter proqramları materiallarına əsasən) insan genomunda bir qayda olaraq 28000 gen yerləşir. Lakin onun uzunluğu 3 milyard cüt gen əsası təşkil edir. Sual olunur - bu qədər DNT bolluğu nəyə lazımdır? Bu artıq yükdür, yoxsa bəşəriyyətə bu vaxta qədər məlum olmayan hansısa funksiyanı yerinə yetirir? Belə bir struktur ardıcıllığı sübut edir ki, bu, həyat üçün çox vacib olan DNT növüdür. Bu növdə çoxsaylı kodlaşdırılmış zülallar və naməlum funksiyaları nizamlayıcı elementlər, zülallara transkripsiya (DNT əsasında RNT-nin yaradılması) olunmayan RNT funksional molekulları, intron (genin tərkibinə daxil olan DNT sahəsi) və başqaları var.

Layihənin perspektivi

Müxtəlif orqanizmlərin DNT-lərinin analizlərinin oxşarlığı təkamül nəzəriyyəsinin tədqiqində yeni yol açır. Onun tarixinin bir sıra mühüm mərhələlərini - ribasomların yaranması, embrionun və onurğalıların immun sisteminin inkişafını molekulyar səviyyədə öyrənmək olar, bu isə o deməkdir ki, insanlar və primatlar, ümumiyyətlə məməlilər arasında oxşarlıq və fərqləri aydınlaşdırmaq olar. Etnik qruplar arasında ayırd edilən DNT sahələrinin öyrənilməsi çox ümidlər verir. Bu cür yanaşma müxtəlif qrupların ayrı-ayrı xəstəliklərə qarşı yüksək həssaslığının sirrini aça və onların aradan qaldırılması strategiyasını söyləməyə kömək edə bilər.

Gələcəkdə bizləri nələr gözləyir? Genetik təsnifat və irsi xəstəliklərin genetik terapiyası, genetik informasiyalar əsasında hazırlanan dərmanlar, psixi xəstəliklərin diaqnostika üsullarının dəyişməsi. Gözləntilərə əsasən, yaxın 5 il ərzində insan genomunun müəyyən olunması dəyəri 1000 dollar olan adi laborator prosedur (etik normalara sərt nəzarət olunması şərtilə) olacaq. İnsanın xəstəliklərin əksəriyyətinə meyilliliyi hələ onun dünyaya gəlməsinə qədər valideynlərinin genomları əsasında müəyyən olunacaq; heç bir həkim xəstəni onun genetik kodunun ilkin təyini olmadan müalicə etmək istəməyəcək...

"İnsan proteomu" layihəsi

Bu layihə ilk dəfə 2002-ci ildə irəli sürülüb. Proteom dedikdə, orqanizmdə olan proteinlər (zülal), onların strukturu, sayı və qarşılıqlı əlaqəsi nəzərdə tutulur. Miqyasına və cəsarətliliyinə görə onu insan genomunun sekvensiyası (nukleotidlərin ardıcıllığının müəyyən olunması) ilə müqayisə etmək olar. Hazırda layihənin həyata keçirilməsində 13 ölkədən 35 laboratoriya iştirak edir. Bu günə qədər qan plazmasına daxil olan 3020 zülalın verilənlər bazası hazırlanıb. Layihənin məqsədi hüceyrələrdə və toxumalarda, hüceyrə sklinin bütün məqamlarında DNT tərəfindən kodlaşdırılmış zülalların sintezi barədə məlumat almaqdır. Layihənin dəyəri - l milyard dollar dünya elmi ictimaiyyətini qorxutmur. Müqayisə üçün deyək ki, "İnsan genomu" layihəsi 3 milyard dollara başa gəlib, bir o qədər vəsait də yuxarıda adları çəkilən Beynəlxalq konsorsium və Celera Genomics şirkəti tərəfindən sərf olunub. Lakin çətinliklər bunda deyil. Məsələ ondadır ki, hər bir kodlaşdırıcı zülal geni başlanğıcda yeni bir zülalın onlarca variantını büruzə verə bilər (splaysinq). Onların isə hər biri əlavə olaraq müxtəlif posttranslyasiya modifikasiyanın köməyi ilə aminturşuları qalıqlarına modifikasiya oluna bilər. Bu cür modifikasiyalar hüceyrə sklindən asılı olaraq müxtəlif zamanlarda müstəqil surətdə baş verə bilər. Bütün bunlar isə 200-dən artıq insan hüceyrə növündə davam edir. Son dərəcə inanılmaz vəzifə isə insan orqanizmində olan 300000-ə qədər zülalı tədqiq etməkdir. Lakin bu vəzifənin həlli bəşəriyyətə çox lazımdır, çünki DNT ardıcıllığı zülalın real aktivliyi və onun müəyyən toxumadakı davranışını deyil, genin xromosomdakı yeri və onun kodunu göstərir. Bununla belə, hesab olunur ki, zülalların təsnifatı və onların xarakteristikası xəstəliklərin inkişafının erkən mərhələlərində ucuz və əlçatan diaqnostik metodların, eləcə də bu gün müalicə olunmayan bir sıra xəstəliklərin fərdi müalicə metodlarının işlənib hazırlanmasında son dərəcə qiymətlidir.

Hazırda bu sahədə işlər aşağıdakı şəkildə bölünüb: Koreya alimləri 13-cü xromosomu (təxminən 319 gen), ABŞ alimləri 21-ci xromosomu (195 gen), Rusiya mütəxəssisləri 18-ci xromosomu (286 gen) tədqiq edir. Bu xromosomlarda aşkar olunmuş genetik defektlər 71 xəstəliyin, o cümlədən Parkinson, şizofreniya, hepatit B və digər xəstəliklərin inkişafını müəyyən edir.

Qeyd edək ki, dünyanın bir çox inkişaf etmiş ölkələri bu layihələrdə iştirak etməyə can atır. Bu, bir sıra dövlətlərə inkişaf etməkdə olan ölkələrlə bir sırada dayanmağa və gələcəkdə tədqiqatların bəhrələrindən yararlanmağa imkan verir. Bundan əlavə, layihə heç də pis investisiya deyil. Dünya "genom bazarı" "İnsan genomu" layihəsinin başa çatmasından sonra ildə 1 trilyon dollar vəsait qazanıb. Bu isə o deməkdir ki, fundamental elmi araşdırmaların nəticələri tələbolunan məhsula çevrilib.

"Uçitelskaya qazeta"dan tərcümə etdi: Oruc MUSTAFAYEV

Azərbaycan müəllimi.- 2012.- 16 mart.- S.5.