Csermely P. - Stresszfehérjék. Sejtjeink õsi védekezõ mechanizmusa

prionpnas "Egyre több adat gyûlik össze annak bizonyítására, hogy az evolúciós ugrásokat valamiféle nagyobb természeti katasztrófa környékén kell keresnünk. 2,4 milliárd évvel ezelõtt a Föld óceánjai szinte teljesen befagytak. A többsejtû élõlények megjelenésének idõszakában, mintegy 550-750 millió évvel ezelõtt, a Föld ugyancsak jó pár óriási eljegesedésen (-50 °C) és masszív ingadozásokkal járt. A környezeti katasztrófákra adott evolúciós változásokat általában a fajösszetétel szintjén szokták magyarázni. A megváltozott körülmények (a földméretû környezeti stressz) számos faj kipusztulásához vezetnek, és így utat nyitnak néhány addig háttérbe szorult faj gyors terjeszkedésének. Vajon nem lehetséges az, hogy egy fajon belül a túlélésért folytatott küzdelem valamilyen ugrásszerû fejlõdésben nyilvánuljon meg? Csak és kizárólag az egész Föld genetikai változatosságában bízhatunk? (Ameddig még bízhatunk...) Másban nem?

1998-ban Suzanne Rutherford és Susan Lindquist kísérletei találták meg a molekuláris szintû okát annak, hogy masszív környezeti stressz egy adott fajon belül is evolúciós ugráshoz vezethet. Ráadásul ezek az evolúciós ugrások a stresszfehérjék közremûködése nélkül nem lennének elképzelhetõek. Mi történik ilyenkor? Minden populáció egyedei számos olyan mutációt hordoznak génállományukban, amelyek genetikai szakkifejezéssel élve "nem okoznak fenotípusos változást", azaz a DNS megváltozása a mutáció, a hordozó egyed külsõ tulajdonságaiban nem jelentkezik. Molekuláris szinten nagyon gyakran ez úgy valósul meg, hogy az adott mutációt hordozó fehérje meghibásodik ugyan, de a hibát a stresszfehérjék áldásos mûködése kijavítja. A stresszfehérjék tehát a mutációs változásokat (az elemi evolúciós lépéseket) pufferolni képesek: a stresszfehérjék mûködése nyomán ezek a lépések kívülrõl nem látszanak. A külsõdleges változások közül a legszembetûnõbbek azok, amelyek a adott egyed külsõ megjelenését, alakját érintik. A külsõdleges jegyeket meghatározó embrionális fejlõdési folyamatokat irányító molekuláris szintû lépéseket jelenleg is intenzíven kutatják. Annyi az eddigi ismeretek alapján is elmondható, hogy változatos jelátviteli rendszerek ki-be kapcsolása kell ahhoz, hogy valakinek a keze, a lába, az arca vagy a háta olyan legyen, amilyen.

Kiderült, hogy leginkább a Hsp90 az a stresszfehérje, amely számos jelátviteli komponenst tart aktiválódásra képes állapotban mindaddig, ameddig a jel meg nem érkezik. Ha az embrionális fejlõdés során a fejlõdõ szervezetet erõteljes stressz éri, a Hsp90 "nem ér rá" a jelátviteli pályákkal foglalkozni, mert az embrió sejtjeiben termelõdõ tönkrement fehérjék javításával van elfoglalva, illetve azzal, hogy javítható állapotban tartsa õket. A Hsp90 segítõ, karbantartó szerepe nélkül az embrió szervecskéinek alakját meghatározó jelátviteli lépések félresiklanak, mivel mindazon funkcióromboló mutációk érvényre jutnak, amelyeket addig a Hsp90 áldásos javító munkája elfedett. Így a születendõ embriók közül sokan korcsok lesznek, hiszen valamely testrészük a szokásostól eltérõ lesz. Az eltérés öröklõdik mindaddig, amíg a stressz fennáll, és emiatt a Hsp90 javítókapacitása lekötött.

Akármiben is áll a stresszfehérjék mutációrejtõ szerepe, e hatás kikapcsolása az érintett egyedek többségének tragédia, hiszen vakon, fél kézzel stb. születnek. Az egész populációnak viszont az egyedek hirtelen elõtörõ, ugrásszerû változatossága a túlélés záloga, hiszen a populáció addigi formája az addigi (stressz elõtti) életfeltételekhez volt igazítva, a megváltozott feltételek (az addigiakhoz képest:stressz) viszont már egy másfajta formát igényelnének. Ha viszont a változatos mutánsok között születik néhány, amelyik életképesebb, az a saját elõnyösnek bizonyult mutációját továbbörökíti bizonyára nagyszámú utódaiban."

Forrás: Csermely Péter: Stresszfehérjék. Sejtjeink õsi védekezõ mechanizmusa