Mi egyéb öröklődik a géneken kívül?

Az ELTE tanára az élet keletkezésének modellezési kérdéseivel foglalkozik; mint elmondta, az élet keletkezésének mikéntjén kívül a többi nagy evolúciós átmenet is nyitott kérdés. Szathmáry Eörs számára a genetikai kód – amelyről ma már tudjuk, hogy a különböző élőlények számos „dialektusban” beszélik – és az emberi nyelvkészség eredete a legizgalmasabb kérdés, nem véletlenül, hiszen a nyelv eredetét sokan a mai tudomány legnehezebb problémájának tekintik. Sok kérdés ma már megoldható a tudomány eszközeivel, amire példa a szem kialakulásának számítógépes modellezése. Korábban kétségbe vonták, hogy egy olyan bonyolult szerv, mint amilyen a szem, kialakulhatott folyamatos, apró változások, adaptáció révén. A számítógép révén azonban lehetővé vált kimutatni, hogy ha egy kezdetben három sejtrétegből álló egyszerű fényérzékeny szövetet véletlenszerű változásoknak teszünk ki, és lehetővé tesszük azt is, hogy az optikai értelemben jobb változat kicsivel nagyobb eséllyel maradjon fenn, félmillió év alatt el lehet jutni a hal szeméhez. Most hasonló kérdést kell megoldani a bonyolult molekulák – RNS, DNS – kialakulásával vagy a genetikai kód, illetve a nyelv létrejöttével kapcsolatban.
Az élet keletkezésének kutatása szervesen összefügg a géneken kívüli öröklődés vizsgálatával, hiszen a kérdés az élet létrejöttének megfejtése után az, hogy az egyszerű élet milyen átmeneteken keresztül jutott el a bonyolult önreprodukáló molekulákat örökítő sejtekig. Továbbmenve, a kulturális öröklődés, a tradíció kérdései is az evolúcióbiológia érdeklődési körébe kerültek, így például az is, hogyan történt az időszámításunk előtti 5300 körüli időben az átmenet matriarchátusból patriarchátusba.
A legegyszerűbb élet egy hasznos és világos modellje a chemoton, mely három autokatalitikus rendszert tartalmaz: az anyagcsere-, a genetikai és a határoló alrendszereket. A rendszer mint egész képes a szaporodásra. Változatos elméletek próbálják magyarázni az alrendszerek keletkezését és összekapcsolódásukat. A kémiai evolúció területén végzett számos sikeres kísérlet ellenére még nem teljesen értjük a nukleinsavak és lipidek keletkezésének problémáját (ezek ma fontos összetevői az örökítő és határoló rendszereknek). E hiányosságok ellenére sokan hisznek abban, hogy az evolúciónak voltak átmeneti állapotai, mint például az RNS-világ, ahol az RNS-ek mint gének és mint enzimek funkcionáltak. Valószínű, hogy a kompartmentalizáció első passzív szakaszát (adszorpció az ásványi felszínhez) követte az aktív fázis (membrán általi elhatárolás), ami a kezdetleges genom felépülése szempontjából is elengedhetetlen lehetett. A genetikai kód valószínűleg egy olyan rendszerben születhetett, melyet már élőnek tekinthetünk. Az aminosavak a ribozimek koenzimjeiként kerülhettek az RNS-világba (a nyolcvanas évek elején fedezték fel az első ma létező katalitikus RNS-eket, a ribozimeket).
A géneken túli öröklődés kapcsán szóba került a legegyszerűbb önreplikáló molekula, a glikolaldehid, amely a formóz reakció autokatalitikus magja, valamint a membránöröklődés és az epigenetikus öröklődés. Ez utóbbi például a DNS metilációjával biztosítja, hogy egy májsejt továbbadja májsejtségét: a metiláció bizonyos géneket ki-, másokat bekapcsol, és ez a mintázat öröklődik. Az epimutagének, így a környezetszennyezés és egyéb stresszorok is ezt a mechanizmust használják.
Az epigenetikus öröklődés a másodlagos öröklődési rendszer, míg a harmadik öröklődési rendszer a nyelv. A géneken túli öröklődés kémiai, membrán és epigenetikus lehetőségein kívüli negyedik fajtája a prionok által továbbadott térszerkezeti információ.

Kazai Anita