Print this page

Parasiitti-DNA: Virusperäistä roskaa genomissamme? Osa 1

Luominen.fi logo
Tämä artikkelisarja (2-3) on täydennystä Luominen numero 50:n artikkelille ”Parasiitti-DNA: Virusperäistä roskaa genomissamme?”. Tämä on digitoitu versio Luominen-lehden numeron 50 artikkelista ja samalla artikkelisarjan alkuperäinen ensimmäinen osa.
Artikkelin 2. osan löydät täältä
Artikkelin 3. osan löydät täältä
Mikko Tuuliranta, elokuu 2023

Vain noin 1,5 % ihmisen DNA:sta koodaa proteiineja. Loppu on luokiteltu roskaksi (tilke-DNA!), passiiviseksi fossiiliseksi jäänteeksi, jota luonnonvalinta ei ole kyennyt poistamaan. Tällainen ”jäänneselitys” on kuulunut evoluutioteoreetikkojen selitysapparaattiin Darwinin ajoista lähtien: Kun jonkin elimen, rakenteen tms. funktiota ei tiedetty, siihen lyötiin leima ”toimimaton kehitysopillinen jäänne”. Hyödyttömät jäänteet ovat siis evoluutioteorian (ja biologian!) sisään rakentuneita totuuksia ja siksi niitä ei tutkittu; synti tuhlata rahaa tunkion penkomiseen. Uuden lukion biologia 2 (WSOY 1986, s.74-75) kertoo, että ”Vastaavia surkastumia havaitaan myös aikuisyksilöissä, ihmisessäkin parisataa” (kursiivi alkuperäinen).

Molecular Biology of the Cell (Alberts ym.) on eräs arvostetuimmista biologian oppikirjoista. Vuoden 2008 painos toteaa: "Suurin osa meidän (proteiineja) koodaamattomasta DNA:sta on lähes varmasti hyödytöntä roskaa, joka on säilynyt kuin kasa vanhoja sanomalehtiä."

Roska-DNA:n olemassaoloa on toki kyseenalaistettu jo vuosia, erityisesti kreationististen tutkijoiden taholta. Suomenkielinen Wikipedia (5/2023) kuitenkin toteaa, että tilke-DNA:n olemassaolo todistettiin kokeellisesti vuonna 2004, kun U.S. Department of Energy Joint Genome Institute (JGI) poisti hiiren alkion perimästä miljoonia emäspareja ilman että mitään vaikutuksia ilmeni. Kokeita, joissa alkion kantasolujen geenejä mykistetään, kutsutaan poistokokeiksi (knockout): Jos jonkin geenin funktiota ei tunneta, se (+vastaava alleeli) mykistetään liittämällä siihen markkeri. Sitten katsotaan, minkälainen hiiri alkiosta syntyy. Yksi biologian suurista yllätyksistä on ollut se, että useimmiten knockout -alkiosta syntyy aivan tavallisia hiiriä. Ja vain pari prosenttia lituruohon (A. thaliana) 200 knockoutista ilmensi kehityshäiriötä. Leipähiivan geeneistä voitiin poistaa 60 % ilman että sillä oli mitään vaikutusta ilmiasuun!

Tämä ei sovi teoriaan, sillä sen mukaan kaikilla geeneillä täytyy olla valintaetu; jos sitä ei ole, valinta poistaa niitä kantavat yksilöt. Tämä siis tarkoittaa että: Kun elämä jatkoi kehitystään alun yksisoluisista eliöistä vähäisine geeneineen kohti monisoluisuutta ja monimutkaisuutta, piti syntyä uusia geenejä, jotka johtivat täysin uusiin piirteisiin. Teorian mukaan niiden piti kehittyä vanhojen geenien satunnaisten kahdentumien ja niiden mutaatioiden kautta. Valinta suosi mutaatioista syntyneiden uusien geenien yksilöitä; uudet populaatiot koostuivat yksilöistä, joiden luonnonvalinnallinen menestys johtui näistä uusista (ja siksi välttämättömistä) geeneistä. Mutta eliöt, jotka tuhlasivat raaka-aineita, energiaa ja aikaa uusiin mutta toimimattomiin roskageeneihin, niiden piti karsiutua. Näin ei kuitenkaan käynyt; roska on sitkeästi seurannut kehittyvää eliökuntaa kuin hai laivaa. Miksi? Siksi, että roska-DNA, jos sitä on, on ”roskaantunut” vasta viime aikoina, jolloin evoluutio alkoi kääntyä devoluutioksi:

Vuonna 2012 julkaistu laaja ENCODE-tutkimus näet osoitti, että ainakin 80 % ihmisen DNA:sta käännetään RNA:ksi, mikä selvästi viittaa siihen, että roska-DNA tekee jotakin. Monille darvinisteille tämä oli kuitenkin liian vaikea pala nieltäväksi. Jotkut alkoivatkin nimitellä myös ei-koodaavaa RNA:ta roskaksi, roska-RNA:ksi! Näin siksi, että tämän ”uuden” RNA:n funktioita (esim. epigenetiikassa) ei vielä tiedetty. ENCODE-projektin vetäjä kuitenkin toppuutteli todeten, että tutkijoilta saattaa mennä jopa sata vuotta ennen kuin kaiken DNA:n ja RNA:n funktiot ymmärretään. Näyttää siis siltä, että olemme teorian kannalta ristiriitaisessa tilanteessa, jossa genomimme on täynnä ”kaikenlaista ylimääräistä roinaa” – joka on kuitenkin toiminnallista!

Evoluutioteoria on kuitenkin ”sopeutuva”. Koska se on ihmisen keksintö, ihminen keksii aina myös selityksen: Tärkeää on, että on selitys, vaikka absurdi, kunhan sellainen vain on. Ja kun jokin sellainen löytyy (aina), ei tarvitse ajatella sitä mahdollisuutta, että teoria saattaakin olla väärä. – Voidaan jäädä rauhassa odottelemaan tulevia tutkimuksia, jotka varmasti poistavat siihen liittyviä epävarmuuksia. Toistaiseksi selitys on, että valinta ei olekaan kyennyt poistamaan ylimääräistä roinaa, ”koska se olisi ollut soluille liian suuri ponnistus” (saattaisi vaarantaa niiden elinkelpoisuuden). Roska/parasiitti-DNA toimi joskus muinaisuudessa evoluution moottorina, mutta nyt se on mutatoitunut haitalliseksi romuksi, josta solu ei pääse eroon!

Tolkuttomasti loisia (roska-DNA:ta)!

Näin muuan evolutionisti luonnehti ihmisen DNA:ta eräässä Facebook-ryhmässä katsottuaan hiljattain (2022) julkaistun YouTube-videon ”Parasites in your genome”.1 Asiantuntijana esiintyy Dr. Hancock, joka on parasitologi eli loisten kuten virusten asiantuntija. (Virus on solunsisäinen loinen ja voi lisääntyä vain elävän solun sisällä.) Video vaikuttaa olevan tarkoitettu tukemaan jo vuosia toistettua mantraa: Jos Jumala olisi, hän ei olisi luonut roskaa. Mutta koska sitä on, Jumalaa ei ole.

Hancockin (ja monen muun) väite, että genomiamme kuormittavat lukuisten muinaisten virusinfektioiden jälkeensä jättämät, nyt vailla funktioita olevat, jopa haitalliset virusperäiset DNA-jaksot, ei kuitenkaan ole aivan tuulesta temmattu: 1970-luvun alkupuolella tutkijat löysivät kanan ja viiriäisen DNA:sta eräälle RNA-virukselle tyypillisiä geenejä, vaikka linnut eivät olleet sairastuneet ko. viruksen aiheuttamaan tautiin. Tästä he tekivät sen johtopäätöksen, että virus oli tartuttanut niiden esi-isät. Näin siis siksi, että ko. DNA-jakso muistutti suuresti ns. retrovirusten (esim. HIV) RNA:ta. Näiden virusten lisääntymismekanismi on mutkikas, koska niillä on hyvin erikoinen entsyymi, käänteiskopioitsija. Viruksen päästyä solun sisään käänteiskopioitsija tekee RNA:sta DNA-kopion ja liittää sen isäntäsolun DNA:han (pysyvästi). Sitten tästä DNA:sta voidaan solun omilla entsyymeillä tuottaa uutta virus-RNA:ta sekä uusi käänteiskopioitsija (+ useita muita proteiineja). Fysikaaliskemiallisten ominaisuuksiensa johdosta ne kokoontuvat itsestään uusiksi viruksiksi, jotka voivat siirtyä toisiin soluihin.

Nykyiset retrovirukset, kuten muutkin virukset voivat infektoida vain tiettyjä solutyyppejä. Esim. HIV infektoi vain ihmisen B-lymfosyytti -nimisiä valkosoluja ja Rousin sarkoomavirus lintujen sidekudossoluja. Lisäksi on olemassa retroviruksia, jotka eivät aiheuta mitään sairauksia. Teorian kannalta ongelma on se, että muinaisten virusten olisi pitänyt infektoida sukulinjan soluja, temppu, johon nykyvirukset eivät vaikuttaisi kykenevän. Mutta, joka tapauksessa ihmisen DNA:ssa on nyt ”valtavasti loisia”. Vaikuttaa siltä, että jopa yli puolet ihmisen DNA:sta koostuu näistä loisista, ”hyppivistä geeneistä”, transposoneista. Suurin osa niistä on ERV- (engl. endogenous retrovirus), LINE-, ja SINE-nimisiä toistojaksoja, jotka esiintyvät jopa satoina tuhansina (toimimattomina?) kopioina ympäri genomia. Ne ovat 300 – 9 000 nukleotidin pituisia pätkiä ollen siitä erikoisia, että ne voivat tehdä itsestään kopion ja siirtää sen jonnekin muualle RNA-välivaiheen kautta. Siksi niitä kutsutaankin retrotransposoneiksi tai retroviraalisiksi elementeiksi, koska kaikki tapahtuu näin erikoisella tavalla virusperäiseksi kuvitellulla käänteiskopioitsijaentsyymillä ”mutkan kautta takaperin”: Tuman DNA:n toinen nauha kopioidaan ensin RNA:ksi. Sitten käänteiskopioitsija rakentaa sille komplementaarisen DNA-nauhan. Sitten RNase-entsyymi pilkkoo RNA:n ja k-kopioitsija rakentaa ensimmäiselle DNA:lle vastinnauhan, jonka jälkeen ”kaksoiskierre” siirretään johonkin toiseen paikkaan.

Kun tällainen systeemi toimii monien sukupolvien ajan, se lisää genomien kokoa, muuttaa niiden rakennetta, geenien järjestystä ja ilmentämistä sekä synnyttää mutaatioita (monella tavalla). Tämä johtaa siihen, että aikojen saatossa genomit rappeutuvat.

Väitetään siis, että valtaosa tällaisista hyppivistä geeneistä ”ei tee kerrassaan mitään” – ainakaan enää (paitsi pomppivat paikasta toiseen – jos enää sitäkään). Mutta vaikka ne nyt vaikuttavat olevan yhteydessä moniin sairauksiin, muinaisuudessa ne olivat "merkittäviä evoluution moottoreita”: Eliöiden monimuotoisuuden väitetään olevan näiden hyppivien ja virusperäisiksi uskottujen DNA-jaksojen ansiota! Niiden kerrotaan jopa tuoneen jonkun muinaisen matelijan genomiin geenin, joka mahdollisti istukan synnyn. Näin yksi geeni olisi laukaissut prosessin, joka muutti matelijan nisäkkääksi! Kaikki käännetään jonkinlaiseksi ”evoluutioksi”: Ensin evoluutio teki eliöistä parempia mutta vähän myöhemmin huonompia.

Tällainen on siis lyhykäisyydessään darvinistinen selitys DNA:n hyppiville toistojaksoille. Luomismalliin perustuva selitys on kuitenkin parempi, koska se ottaa huomioon ”globaalin evoluutiobiologian”, elämän neliulotteisen kokonaisuuden. Sen perusta on redundanssi, ”biologinen henkivakuutus”.

Redundanssi

Redundanssi tarkoittaa liiallisuutta, ylimäärää. Humaaniteknologiassa puhutaan redundanssijärjestelmistä (esim. vara-akku tai varmuuskopiointi), joilla toiminta varmistetaan häiriön sattuessa. Eliöt soluineen ovat kuitenkin paljon monimutkaisempia kuin humaaniteknologia, eikä niiden häiriötön toiminta voi olla vain yhden tai muutaman varajärjestelmän kontolla – kaikki on täytynyt ennakoida. Ihmisellä on ainakin 250 erilaista perussolutyyppiä2 ja aineenvaihduntamme arvioidaan koostuvan vähintään 10 000 erilaisesta, toisiinsa linkittyneistä reaktiosarjoista, kymmenistä tuhansista signaalireiteistä ja hyvä terveys edellyttää näiden kaikkien häiriötöntä toimintaa. Ihminen kehittyy, kasvaa, lisääntyy ja vanhenee ihmisenä; matka hedelmöityksestä hautaan on pitkä ja monivaiheinen: monet vaatimukset ja vaarat odottavat elämän polulle lähtijää.

Ateismin apostoli Richard Dawkins tarinoi ikuisista geeneistä: Vain geenit ovat ikuisia, itsekkäitä klooneja, jotka käyttävät eliöitä hyväkseen matkalla utopiaan. Kun eliö kuolee, ne pysähtyvät aina samannimisellä asemalla (Seuraava Sukupolvi), vaihtavat junaa ja jatkavat ikuista matkaansa taivaanrantaan. Voitaisiin sanoa, että Dawkins ei ollut edes väärässä (not even wrong): Seuraavan Sukupolven asema, junan vaihto on riskialtis tehtävä, jossa vanhan sukupolven täytyy luovuttaa uudelle polvelle mahdollisimman tarkat kopiot tiedostoistaan ja niiden käyttöohjeista (metadata). Tiedostoja (joiden täytyy pelata yhteen) on mielikuvituksellinen määrä. Jos kutakin tiedostoa olisi vain yksi, yksikin virheellisesti kopioitu lenkki saattaisi katkaista koko ketjun. Tästä syystä biologiset tietojärjestelmät ja signaalien välitysreitit ovat moneen kertaan varmistettuja, skaalattomia ja epälineaarisia, eräänlaisia hämähäkin verkkoja kuten internet: jos yksi- tai useampiakin ohjelmia kaatuu tai reittejä katkeaa, redundanssi saattaa varmistaa systeemin toiminnan.

Joku voisi kuvitella, että redundanssi perustuu varageeneihin, duplikaatioihin. Tuplageenejä tosin on, mutta ne eivät ole järjestelmän perusta; perusta on paljon monimutkaisempi, vielä osittain tuntematon. Se on kuitenkin opittu, että monet geenit ovat monitoiminnallisia; niillä on päällekkäisiä funktiota eli ne voivat korvata toisiaan. Siksi yhden tai muutaman geenin poistolla ei usein ole mitään vaikutusta eliön ilmiasuun. Esimerkiksi eurooppalaisilla on geenejä, joita aasialaisilla ei ole, mutta silti he saattavat olla meitä fiksumpia.

Vielä silloin kun Dawkins kirjoitti bestseller-kirjaansa Geenien itsekkyys (1976), geeni kuviteltiin yksittäiseksi DNA-jaksoksi, joka koodaa vain jotain tiettyä proteiinia. Myöhemmin kävi kuitenkin ilmi, että geenien rajat ovat kuin veteen piirrettyjä viivoja ja että koko geenin käsite on ”sumea”. Sama geenialue voi koodata jopa tuhansia erilaisia proteiineja (vaihtoehtoinen silmukointi) ja geeni voidaan koota osina, jotka sijaitsevat toisistaan tuhansien nukleotidien päässä, jopa eri kromosomeissa. Tuman sisällä sijaitseva kromosomisto on tarkoin järjestäytynyt dynaaminen kokonaisuus – ei kolmi- vaan neliulotteinen, jossa aika on neljäs ulottuvuus: Saman yksilön erityyppisissä soluissa DNA:n ja kromosomien rakenteet muuntuvat ajan funktiona, kun transposonit ja niihin liittyvät epigeneettiset mekanismit muokkaavat genomeja kulloistenkin tarpeiden mukaan.

Tämä muokkaus alkaa jo hedelmöittyneessä munasolussa ja jatkuu hautaan saakka. Ajoittain sitä tapahtuu myös ituradan soluissa, jolloin populaatiot voivat jakaantua alalajeiksi. Transposonit ja epigeneettiset järjestelmät lienevät selitys luotujen lajityyppien ”evoluutiolle” vedenpaisumuksen jälkeen: Esimerkiksi laajan ja monipuolisen perimän omanneet ”peruskissa” ja ”kantasusi” muuntuivat ja jakautuivat nykyisiksi kissa- ja koiraeläimiksi, joista monet vieläkin risteytyvät keskenään ilmentäen joskus ”uusia” piirteitä. Tästä jo Darwinin havaitsemasta kyyhkysjalostukseen liittyvästä ilmiöstä käytetään nimitystä reversio eli palautuminen alkuperäiseen tilaan (ollen ristiriidassa hänen teoriansa kanssa!).

Ja mitä tulee väitteeseen, että evoluutiomme, olemassaolomme on virusten ansiota, asia on päinvastoin: Virukset ovat eliöiden soluista karkuun päässeitä geneettistä materiaalia sisältäviä partikkeleita. Päästyään uusiin isäntiin, ne muuntuivat ja myöhemmin osa niistä (erityisesti RNA-viruksista) palautui alkuperäisiin isäntiin (eläimiin), joissa ne nyt voivat aiheuttaa sairauksia. Merkittävänä ”siirtomekanismina” RNA-viruksille lienee toiminut lihansyönti ja verta imevät hyönteiset. RNA-viruksissa on siis eläinperäisiä geenejä eikä päinvastoin! Tämä ilmeisesti selittää sitä, että retrotransposonit, ERVt vaikuttaisivat olevan tärkeä osa elimistön immuunijärjestelmää niiden säädellessä antiviraalisten geenien ilmentymistä: Koska RNA-virukset ovat soluista irti päässeitä, hieman muuntuneita karkulaisia, solut (jos ovat riittävän terveitä) tunnistavat ja torjuvat tällaiset ”kotiinpaluuta yrittävät tuhlaajapojat”.3

Aiheesta yksityiskohtaisemmin artikkelisarjan kakkososassa.

Lähdeluettelo ja kommentit
  1. https://www.youtube.com/watch?v=ve-mE4ezU6M
  2. Monissa elimissä niiden kudoksille ominaiset perussolutyypit ovat jakautuneet lukemattomiin alatyyppeihin. Väitetään jopa, että ihmisen aivoissa ei olisi yhtäkään geneettiseltä koostumukseltaan täysin samanlaista neuronia: transposonit ovat muokanneet jokaisen neuronin genomin erilaiseksi!
  3. Switching Sides: How Endogen Retroviruses Protect Us from Viral Infections. Badarinarayan S. ym. Journal of Virology 2021. https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/jvi.02299-20.

Katso myös