Οι επιπτώσεις των μεγάλων προγραμμάτων εύρεσης της αλληλουχίας γονιδιωμάτων (1) / Διάλεξη 20 / Συγκριτική Γονιδιωματική - Εισαγωγή, Ταυτοποίηση λειτουργίας γονιδίων, Μελέτη συνταινίας, Γονιδιωματικοί διπλασιασμοί, Το ελάχιστο γονιδίωμα, Η προέλευση του ευκαρυωτικού γονιδιώματος, Επαναλαμβανόμενες ακολουθίες, Μεταθετά στοιχεία, Οριζόντια μεταφορά γονιδίων, Η αύξηση της πολυπλοκότητας του πρωτεώματος - Τριανταφυλλίδης Αλέξανδρος (ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, 2014)
Συγκριτική Γονιδιωματική - Εισαγωγή, Ταυτοποίηση λειτουργίας γονιδίων, Μελέτη συνταινίας, Γονιδιωματικοί διπλασιασμοί, Το ελάχιστο γονιδίωμα, Η προέλευση του ευκαρυωτικού γονιδιώματος, Επαναλαμβανόμενες ακολουθίες, Μεταθετά στοιχεία, Οριζόντια μεταφορά γονιδίων, Η αύξηση της πολυπλοκότητας του πρωτεώματος: Καλημέρα λοιπόν. Συνεχίζουμε σήμερα και μπαίνουμε σε ένα άλλο κομμάτι που έχει να κάνει με τα γωνιδιώματα και είναι το κομμάτι της συγκριτικής γωνιδιωματικής. Ασχοληθήκαμε εκτενώς στα προηγούμενα μαθήματα με διάφορα γωνιδιώματα διαφορετικών οργανισμών και πήραμε διάφορες πληροφορίες και τώρα έχουμε να δουλέψουμε να δούμε τη συγκριτική γωνιδιωματική. Τι σημαίνει για σας συγκριτική γωνιδιωματική και τι πληροφορίες πιστεύετε ότι μπορείτε να πάρετε μέσα από αυτό. Τι είναι η συγκριτική γωνιδιωματική. Για να κάνω ερωτήσεις για να ξυπνήσουμε λίγο, να μπούμε λίγο σε μια διαδικασία. Για πείτε. Συγκριτική γωνιδιωματική, ναι. Με ένα άλλο, ναι. Με σκοπό ένα γωνιδίωμα, όχι ένα γωνίδιο, ένα γωνιδίωμα, ναι. Με σκοπό να πάρουμε κάποιες πληροφορίες. Τι πληροφορίες θα μπορούσαμε να πάρουμε, ναι. Μεταλλάξεις, ναι. Πες, ναι. Με την εξέλιξη κάποιων οργανισμών. Ναι, άλλο. Από όσα έχουμε πει σε όλα αυτά τα μαθήματα τα προηγούμενα που κάναμε, που μιλούσαμε γωνιδιώματα, πολλές φορές συγκρίναμε γωνιδιώματα μεταξύ τους. Και πολλές φορές λέγαμε αυτό είναι αυτό, το άλλο είναι εκείνο, άρα λοιπόν μπορούμε να καταλήξουμε σε κάποιο συμπέρασμα. Τι συμπεράσματα μπορούμε να έχουμε. Με τη συγκριτική γωνιδιωματική παρακολουθούμε την εξέλιξη της ζωής από τότε που εμφανίστηκε μέχρι τώρα. Μπορούμε να δούμε δηλαδή τα πρώτα προκαρυωτικοί οργανισμοί ήρθανε πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια σε αυτόν τον πλανήτη. Οι πρώτοι ευκαιριώτες ήρθανε μέσα πριν από 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Μέσα σε όλα αυτά τα χρόνια συνεχώς οι οργανισμοί εξελίσσονται. Πώς μπορούμε λοιπόν να παρακολουθήσουμε αυτή τη συνεχή εξέλιξή τους. Μέχρι τώρα όταν μελετούσαμε την εξέλιξη μπορεί να βρίσκαμε ίσως κάποιο γωνίδιο και να το παρακολουθούσαμε αυτό το γωνίδιο. Αλλά παρόλα αυτά μια μελέτη ενός γωνιδίου δεν μπορούσε να δώσει πραγματικότητα και την πραγματική πληροφορία σχετικά με το τι έχει συμβεί στον οργανισμό αυτόν καθ' αυτόνα. Σκεφτείτε ότι ένα γωνίδιο θα είναι πόσο 10.000 βάσεις, 20.000 βάσεις, 50.000, 100.000 βάσεις. Όταν έχεις δισεκατομμύρια βάσεις και όταν συγκρίνεις πολλούς διαφορετικούς οργανισμούς μεταξύ τους προφανώς μπορείς να πάρεις πολύ περισσότερες πληροφορίες όταν συγκρίνεις ολόκληρο το γωνιδίωμα. Και να το κάνεις αυτό και όταν το κάνεις αυτό θα μπορέσεις να πάρεις πάρα πάρα πολύ περισσότερες πληροφορίες και να παρακολουθήσεις αυτή τη διαδικασία της εξέλιξης. Να παρακολουθήσεις κατά πόσο είναι μια διαδικασία που συνέβη μια φορά, είναι μια συνεχής διαδικασία, είναι διαδικασία η οποία δημιουργούνται διάφορες εξαιρέσεις σε όλο αυτό και ούτω καθεξής. Μπορούμε να πάρουμε πολλές διαφορετικές πληροφορίες οι οποίες μπορούμε να ξεκινήσουμε από το πιο απλό επίπεδο, το επίπεδο της βάσης, και να προχωρήσουμε στο μεταγωνιδιακό επίπεδο και το μεταγωνιδιακό επίπεδο είναι το μετά το γονίδι, σε συγκεκριμένη περίπτωση ενώ, και ποιο είναι το μετά το γονίδιο, η πρωτεΐνη. Έτσι λοιπόν, μπορούμε να πάρουμε διάφορες πληροφορίες. Πρώτα από όλα, μπορούμε να αρχίσουμε να μελετάμε διάφορους γενετικούς δείκτες. Η σύγκριση δεν είναι απαραίτητο να συμβαίνει μόνο μεταξύ ειδών. Είδαμε ότι τώρα πια είναι πάρα πολύ σύνηθες να συγκρίνουμε και με πολλά άτομα μεταξύ τους το ίδιο είδος. Μιλήσαμε για 1000 Genomes Project, μιλήσαμε για 1001 Arabidopsis Genomes Project, μιλήσαμε για Saccharomyces Project επίσης, όπου εκεί πέρα είχαμε ρισίκουση πολλών διαφορετικών ατόμων. Άρα σε τέτοις περιπτώσεις είμαστε ακόμα μέσα στο είδος. Κι εφόσον μιλάμε μέσα στο είδος, θα ψάξουμε τον πολυμορφισμό. Τι πληροφορίες ας πούμε είχαμε πει ότι πήραμε από τον τροσόφυλλαν Genetic Panel, τι πληροφορίες πήραμε από τις μελέτες που κάναμε όταν δουλέψαμε διαφορετικά strains διαφορετικών ποντικών. Θυμάστε πως μας βοηθάει σε αυτό το επίπεδο ακόμα, στο επίπεδο μέσα στο είδος, η σύγκριση μεταξύ των διαφορετικών ατόμων. Ποιος ήταν ο σκοπός μας, εδώ λέει στον διάστηση γεσταίνειας, αλλά δεν με ενδιαφέρει μόνο αυτό, ποιος ήταν ο σκοπός οποιοδήποτε ρισίκουερσινγ προγράμματος έχει γίνει μέσα σε ένα είδος. Για θυμηθείτε τι λέγαμε, μελετάμε πολλά διαφορετικά άτομα, μελετάμε τον γονιδίωμά τους, μελετάμε πολυμορφισμούς και τι θέλουμε να κάνουμε. Άρα λοιπόν δεν έχει σημασία μόνο η ασθένεια, μπορεί να έχει σημασία οποιοςδήποτε φαινότυπος, γιατί αυτός ο πληθυσμός αντέχει σε μεγαλύτερες θερμοκρασίες, αντέχει σε ψηλότερα υψόμετρα, αντέχει σε ψηλόπαιχα σε σχέση με κάποιον άλλο. Έχει διαφορετικό φαινότυπο αυτός ο πληθυσμός σε σχέση με αυτό τον πληθυσμό. Μπορώ να βρω μεταλλάξεις οι οποίες να συσχετίζονται σε ψηλή συχνότητα σε αυτό τον πληθυσμό που έχει αυτό το φαινότυπο. Και άμα βρω αυτές τις μεταλλάξεις μπορώ να δω ποια με τη βοήθεια των γονιδιωμάτων σε τι γονίδια βρίσκονται. Και ώστε να μην μπορώ να σάξω αυτά τα γονίδια να μην βρω γονίδια, να βρω κάτι άλλο, να βρω ρυθμιστικά στοιχεία. Τι είναι αυτά τα ρυθμιστικά στοιχεία, πώς λειτουργούν, τι γίνεται εκεί πέρα. Έγινε. Άρα λοιπόν το πρώτο που μπορούμε να κάνουμε είναι να δούμε μια τέτοια πληροφορία στο είδος. Αλλά από εκεί και πέρα μπορούμε να αρχίσουμε να ψάχνουμε και άλλες πληροφορίες. Να βρούμε αλληλουχίες οι οποίες είναι κοινές μεταξύ διαφορετικών ειδών που έχουνε μείνει συντηρημένες. Τι σημαίνει για σας συντήρηση. Όταν βλέπετε εσείς συντήρηση κατά τη διάρκεια της εξέλιξης τι καταλαβαίνετε. Είναι σημαντικά αυτά τα οποία συζητάμε αυτή τη στιγμή, γιατί είναι αυτό που σας είπα. Μέχρι τώρα ασχοληθήκαμε τα γωνιδιώματα, ξεχωριστά το καθένα από αυτά. Αλλά τώρα θέλουμε να ενώσουμε αυτή την πληροφορία. Στα επόμενα μαθήματα, στο σημερινό το μάθημα σε πιτοπλίστων, αυτό θα προσπαθήσουμε να κάνουμε. Να ενώσουμε πληροφορίες από διαφορετικά γωνιδιώματα και να δούμε τελικά τι πληροφορίες μπορούμε να πάρουμε. Θα έχουμε κάποιες επικαλείψεις με αυτά που είχαμε πει στα προηγούμενα μαθήματα, αλλά ο σκοπός αυτός είναι να ακούσετε ξανά κάποια πράγματα που τα είχατε ξεχωριστά και να μπορέσουμε να τα ενώσουμε και να φτώσουμε σε κάποιο συγκεκριμένο συμπέρασμα, που θα μας μείνει τελικά σαν κέρδος της συγκριτικής γωνιδιωματικής. Τι ρώτησα πιο πριν. Τι ρώτησα, πέστε. Τι σημαίνει για εσάς η συντήρηση στην εξέλιξη. Άντζελα ήθελες να πεις. Έχει μια πάρα πολύ μεγάλη σημασία, άρα λοιπόν συντηρείται, άρα λοιπόν έχει κάποιον συγκεκριμένο ρόλο και αυτό λοιπόν μπορούμε να το δούμε. Όταν ξέρουμε το ρόλο ενός γωνιδίου σε ένα είδος και βρούμε μια αντίστοιχη αλληλουχία σε κάποιο άλλο είδος, αυτό μας βοηθάει να καταλάβουμε τη λειτουργία αυτού του γωνιδίου και στο άλλο το είδος. Να μπορέσουμε να κάνουμε σε πολλές περιπτώσεις τεκμηρίωση, annotation. Το annotation το έχουμε συζητήσει και άλλη φορά που το έχουμε πει στο μάθημα, θα το δείτε πολλές φορές από εδώ και πέρα. Είμαι σίγουρος ότι το έχετε δει στις εργασίες που έχετε κάνει που σημαίνει αυτό το πράγμα. Να αποδώσετε μια λειτουργία στο συγκεκριμένο γωνίδιο. Και πέρα από τα γωνίδια που είναι κοινά, δεν μας ενδιαφέρουν μόνο τα κοινά γωνίδια που προφανώς είναι σημαντικά για τη ζωή, μας ενδιαφέρουν και τα μοναδικά γωνίδια. Γιατί αυτό το είδος να έχει αυτά τα μοναδικά γωνίδια, πώς είναι αυτά τα μοναδικά γωνίδια. Στον άνθρωπο τα γωνίδια που υπάρχουν μόνο στον άνθρωπο είναι λάχιστα. Τι παραπάνω δίνουν στον άνθρωπο. Έχει βρεθεί ότι στον άνθρωπο παίρνει κάποια γωνίδια που τον βοηθάνε να μιλάει. Τον έχουν βοηθήσει στην εξέλιξη της γλώσσας του ας πούμε. Και αφού το πάμε από το γωνίδιο, μετά μπορούμε να το πάμε και στο επόμενο το επίπεδο. Όχι μόνο το γωνίδιο αλλά και οι πρωτεΐνοί. Να δούμε ποιες είναι οι διαφορετικές λειτουργικές περιοχές πρωτεΐνών, πώς αυτές εξελίσσονται στη διάρκεια των χρόνων και τι λειτουργία κάνουν αυτές οι πρωτεΐνες. Πάλι, η σύγκριση μεταξύ γωνιδιωμάτων είναι πάρα πολύ σημαντική γιατί ακριβώς μας δίνει τη δυνατότητα να καταλάβουμε τη λειτουργία. Όπως έχουμε πει άπειρες φορές αυτό το οποίο έχουμε μόνο από μια αλληλουχία είναι αλληλουχία αυτή καθ' αυτή. Δεν ξέρουμε τίποτα για τη λειτουργία. Μόνο συγκρίνοντας γνωστές αλληλουχίες με γνωστή λειτουργία με άγωστες αλληλουχίες μπορούμε να καταλάβουμε ποια είναι τελικά αυτή η λειτουργία αυτών των άγωστων περιοχών. Έτσι λοιπόν, τώρα αυτό που θα αρχίσουμε λίγο να δουλεύουμε είναι θα πάρουμε τα γωνιδιώματα και θα προσπαθήσουμε να δούμε τι πληροφορίες μπορούμε να πάρουμε. Θα συγκρίνουμε γωνιδιώματα για να πάρουμε πληροφορίες σχετικά με τη ζωή. Θα συζητήσουμε κάποια πράγματα που έχουμε καταλάβει πια σε σχέση με τη ζωή. Θα καταλάβουμε κάποια πράγματα σχετικά με το ποιο είναι αυτό το γωνιδίωμα και πόσο σημαντικό είναι το ελάχιστο γωνιδίωμα για να υπάρξει στη ζωή σε αυτό τον πλανήτη. Θα δούμε μετά τι έγινε κατά τη διάρκεια της εξέλιξης για να μπορέσουμε να έχουμε περισσότερο υλικό για να μπορέσει ο κάθε οργανισμός να επικύσει διαφορετικά περιβάλλοντα. Άρα λοιπόν θα αρχίσουμε να συζητάμε και πως πολλαπλασιάζεται το γενετικό υλικό και πως αυξάνεται αυτό το γενετικό υλικό για να μπορέσουμε να έχουμε την ικανότητα, επαναλαμβάνω, να έχουμε και νέες λειτουργίες. Θα δούμε λοιπόν τι γίνεται και με το επαναλαμβανόμενο DNA. Τι είναι αυτό το επαναλαμβανόμενο DNA? Αυτή η δικασία στην οποία έγινε πολλαπλασιασμός του γενετικού υλικού προέκυψε και DNA, το οποίο τελικά είναι επαναλαμβάνω και μπορεί να μην έχει καθόλου λειτουργία. Και θα δούμε για κάποια άλλα πράγματα σχετικά με όλα αυτά. Άρα λοιπόν με τη συγκριτική γονιωματική θα μελετήσουμε τη ζωή και τη λειτουργία της. Και αυτό θέλουμε να κάνουμε λίγο τώρα σήμερα σε αυτό το μάθημα. Ένα πολύ σημαντικό κομμάτι όταν μελετάμε τα γονιδιώματα, όπως είπαμε, είναι να καταλάβουμε τα γονίδια. Ένα βασικό θέμα που μιλήσαμε πριν από πολύ καιρό, το οποίο το βάζω και συχνά και σαν θέμα στις εξετάσεις, είναι ακριβώς πώς μπορούμε να καταλάβουμε τι λειτουργία κάνουν αυτά τα γονίδια, τα οποία τα έχουμε να τα βρούμε αυτά τα γονίδια και να βρούμε τελικά και τι λειτουργία κάνουν. Όπως είπαμε, η ταυτοποίηση της λειτουργίας είναι το λεγόμενο notation. Ένα πολύ σημαντικό στοιχείο όταν θέλουμε να μελετήσουμε τα γονίδια, για να καταλάβουμε τη λειτουργία τους, είναι να καταλάβουμε άμα είναι ορθόλογα ή παράλογα. Τι είναι τα ορθόλογα και τι είναι τα παράλογα γονίδια. Το λέει εκεί πέρα, ποιος θέλει να το πει χωρίς να κοιτάει στον πίνακα. Ό,τι θυμάται ας πούμε ή έχετε κοιτάξει όλοι στον πίνακα όταν το πω εγώ. Λοιπόν, ορθόλογα γονίδια, πάντα βασικά αυτό να πούμε. Όταν μιλάμε για ορθόλογα γονίδια, προφανώς συγκρίνουμε γονίδια μεταξύ τους. Αυτά τα γονίδια είναι γονίδια τα οποία είναι μέσα στον ίδιο οργανισμό ή μιλάμε για διαφορετικούς οργανισμούς. Το πρόκειται για ορθόλογο και πού είναι τα παράλογα. Δεν είναι απαραίτητα σωστό αυτό το πράγμα. Δηλαδή, οι α και οι β σφαιρήνες που λέμε ας πούμε. Κάποτε υπήρχαν οι σφαιρήνες. Από εκεί προκύπησε ένα με διπλασιασμό οι α και οι β σφαιρήνες. Οι α σφαιρήνες μεταξύ τους είναι πάντα ορθόλογες. Και οι β σφαιρήνες μεταξύ τους είναι πάντα ορθόλογες. Άρα δεν είναι ότι οι α σφαιρήνες είναι ορθόλογες και όλα τα υπόλοιπα είναι παράλογα. Έτσι όπως το είπες έτσι ακούστηκε. Κατάλαβες. Όταν μιλάμε για ορθόλογα ή για παράλογα γωνίδια πάντα θέλουμε να κάνουμε σύγκριση γωνιδιών μεταξύ διαφορετικών ειδών. Έχω ένα γωνίδιο στο είδος α και ένα γωνίδιο στο είδος β. Το οποίο κάνει κάποια λειτουργία. Και θέλω να καταλάβω τη λειτουργία. Ενήθως ξέρω τη λειτουργία στο είδος α και θέλω να καταλάβω τη λειτουργία στο είδος β. Και εκεί έχει πολύ μεγάλη σημασία να καταλάβω αν αυτά τα δύο γωνίδια είναι ορθόλογα ή αν είναι παράλογα. Ορθόλογα σημαίνει ότι έχουν ένα κοινό πρόγονο. Άμεσα κοινό πρόγονο. Και εφόσον έχουν έναν άμεσα κοινό πρόγονο και είναι στην ίδια πλευρά της εξελικτικής αλυσίδας, τότε κατά πάσης απειθανόν ότι έχουν και την ίδια λειτουργία. Τα παράλογα γωνίδια όμως δεν είναι τόσο ξεκάθαρο γιατί τα παράλογα γωνίδια δεν έχουν άμεσα κοινό πρόγονο. Μπορεί να είναι από πάρα πάρα πολλά χρόνια, μπορεί να είναι από πάρα πολλά διαφορετικά είδη, μπορεί να είναι από πολλούς προγόνους, να υπήρχε κάποιος κοινός πρόγονος, αλλά άμεσα δεν έχουν κοινό πρόγονο. Άρα λοιπόν έχουν προκύψει κάποια στιγμή από κάποιο διπλασιασμό, ο οποίος όμως δεν είναι άμεσος, γι' αυτό και δεν έχουν άμεση σχέση. Και γι' αυτό και βεβαίως, στις περισσότερες περιεπτώσεις, δεν επιτελούν και την ίδια λειτουργία. Γιατί μας ενδιαφέρει αυτό, γιατί μας ενδιαφέρει το άμα κάποια γωνίδια είναι ορθόλογα ή παράλογα, εδώ θέλω να μου πείτε να δω τι καταλάβατε. Μοιάζουν οι αλληλουχίες, η λειτουργία δεν είναι απαραίτητα ίδια. Αυτό γιατί είναι σημαντικό, γιατί επαναλαμβάνω εσείς δουλεύετε με αλληλουχίες, αυτό έχετε σαν μωριακοί βιολόγοι, γονιδιωματιστές που θέλετε να δουλέψετε με κάποιο γωνίδιο, σολυνίνια, δεν ξέρω τι, αυτό που έχετε είναι ξαφνικά δέκα αλληλουχίες οι οποίες μοιάζουν μεταξύ τους στο συγκεκριμένο το είδος, το οποίο δεν το έχετε δουλέψει ποτέ και ψάχνετε να δείτε τι στο καλό κάνουν αυτές οι αλληλουχίες, τι λειτουργία κάνουν αυτές οι αλληλουχίες. Ναι μοιάζουν με μια αλληλουχία άλλοι, είναι όμως τόσο όμοια αυτή η αλληλουχία ώστε να είναι ακριβώς η ίδια λειτουργία και ξέρεις ας πούμε ότι αυτό το γονίδιο εφόσον εκφράζεται στο μυικό ιστό σε αυτό το είδος το άλλο, άρα να περιμένουν και στο δικό μου το είδος θα δουλεύει θα εκφράσει στο μυικό ιστό, είναι ορθόλογα γονίδια ή μπορεί να έχει γίνει κάποια τροποποίηση και τελικά να εκφράζεται μόνο στον καρδιακό ιστό και όχι γενικά ας πούμε στο μυικό ιστό, εντάξει. Άρα είναι πολύ σημαντικό και να καταλάβεις και τη λειτουργία αυτού του γονιδίου. Και το κλασικό αυτό τα ορθόλογα γονίδια είναι ομόλογα ενώ τα ομόλογα δεν είναι απαραίτητα ορθόλογα. Τι σημαίνει ομόλογα γονίδια. Ποια είναι ομόλογα γονίδια. Οποιοδήποτε γονίδια έχουν προκύψει από κάποιο διπλασιασμό και έχουν μια κάποια σχέση εξελικτική είναι ομόλογα. Τώρα έχουν άμεσο κοινόπρόγορο, είναι ορθόλογα. Δεν έχουν άμεσο κοινόπρόγορο, είναι παράλογα. Άρα όλα τα γονίδια που έχουν κάποια στιγμή κάποια κοινή εξέλιξη είναι ομόλογα μεταξύ τους. Γι' αυτό και τα ορθόλογα είναι πάντα ομόλογα. Τα ομόλογα δεν είναι πάντα ορθόλογα. Μπορεί να είναι και παράλογα. Βλέπετε για παράδειγμα εδώ πέρα. Για παράδειγμα μπορεί να έχεις να μελετάς να ξέρεις τα γονίδια πώς εκφράζονται στο γονίδια 1 και 4 πώς εκφράζονται στο είδος α και να θες να μελετήσεις το γονίδιο 2 στο είδος β. Για να καταλάβεις λοιπόν ποια είναι η λειτουργία αυτού του γονιδίου, θα πρέπει να το συγκρίνεις με αυτά τα γονίδια, να κάνεις ένα φιλογενετικό δέντρο, να πας εδώ πέρα και εδώ πέρα βλέπεις ότι αυτά τα γονίδια έχουν ένα κοινοπρόγονο. Και είναι κοντινός αυτός ο κοινοπρόγονος, άρα είναι ορθόλογα. Ενώ με το 4 πρέπει να πας πολύ πιο πίσω στον χρόνο. Άρα το πιο σημαντικό είναι ότι όπως βλέπετε στη σύγκριση του γονιδίου 2 με το γονίδιο 1 από το είδος α και το γονίδιο 4 από το είδος α είναι πιο κοντά στο γονίδιο 1. Άρα κατά πάσα πιθανότητα αυτό το γονίδιο έχει λειτουργία αντίστοιχη με το γονίδιο 1 στο είδος α. Το καταλάβαμε? Για αυτό είναι σημαντικό να καταλάβεις άμα είναι ορθόλογα. Με αυτό το γονίδιο είναι παράλογο, άρα μάλλον έχει διαφορετική λειτουργία. Θα το δούμε λίγο και στην πράξη. Εσείς ξέρετε τα ορθόλογα και τα παράλογα, τα ονόλογα τα ξέρετε? Ονόλογα, μη, όχι μη. Τον Όννο τον ξέρετε, ένας παλιός εξελικτικός βιολόγος. Ήταν ο πρώτος βιολόγος, θα το δούμε και λίγο παρακάτω, που μίλησε τόσο έντονα για τη σημασία του διπλασιασμού ολόκληρου του γονιδιώματος. Έτσι λοιπόν, βλέπετε εδώ πέρα το ζέμπραφης. Το ζέμπραφης είναι ένα χαρακτηριστικό στελεώστεος, όπου εκεί πέρα είναι αποδειδημένο το ότι κάποια στιγμή είχαμε whole genome duplication στο γονιδίωμά του. Άρα λοιπόν, διπλασιάστηκε ολόκληρο το γονιδίωμα. Τα γονίδια, τα οποία είναι παράλογα και έχουνε προκύψει μετά από μια τέτοια διαδικασία, όχι ένα απλό διπλασιασμό, αλλά αφού διπλασιάστηκε ολόκληρο το γονιδίωμα, λέγονται ονόλογα. Βλέπετε για παράδειγμα ότι μέσα στο γονιδίωμα του ζέμπραφης υπάρχουνε χιλιάδες γονίδια, έστω κατοντάδες, τα οποία έχουν αντίστοιχα τους γονίδια σε κάποια άλλα χρωμοσώματα. Οδηγείτε και να το πιάσε, βλέπετε ότι ξεκινάνε γραμμές που στα διάφορα άλλα χρωμοσώματα. Και είναι όλα αυτά γονίδια που έχουν αντίστοιχα γονίδια κάπου αλλού στο χρωμόσωμα. Και υπάρχουν τόσο πολλά, γιατί? Γιατί κάποια στιγμή το γονιδίωμα του ζέμπραφης ήταν, όχι του ζέμπραφης, γιατί μιλάμε πάμε πίσω στον χρόνο, του προγόνου είχε νύχρωμο σώματα και κάποια στιγμή έγιναν δύο νύχρωμο σώματα. Άρα λοιπόν μέσα από αυτή τη διαδικασία δημιουργήθηκε πολλή υλία από την οποία άρχισαν να διαχωρίζονται και να παίρνουν περισσότερα γονίδια που αρχίσαν να κάνουν διαφορετικές λειτουργίες και ναι μεν μοιάζουν μεταξύ τους αλλά δεν επιτρέπτουν την ίδια λειτουργία. Άρα είναι παράλογα, αλλά επειδή έχουν προκύψει όχι από ένα διπλασιασμό μόνο αυτού του συγκεκριμένου του γονιδίου αλλά ολόκληρου του γονιδιώματος λέγονται ονόλογα προς τιμήν του όνο. Να δούμε λίγο κάποιες εφαρμογές και κάποια παραδείγματα. Θα δούμε δύο γονίδια που και τα δύο τα γονίδια έχουν πολύ σημασία όσον αφορά την εμβριογέννηση και την ανάπτυξη του σχεδίου του σώματος των οργανισμών όταν αρχίζουν και να αναπτύσσονται. Ένα γονίδιο που έχει πάρα πολύ μεγάλη σημασία στα ζώα είναι το πάτσο του γονίδιου. Το πάτσο του γονίδιου δεν ξέρω αν το έχετε ακούσει ποτέ, δεν ξέρω αν ξέρετε το μονοπάτι hedgehog στην ανάπτυξη, αλλά έχει πολύ σημασία όσον αφορά το σχεδιασμό του σώματος του ενδρίου. Ο ερευνητής που το μελέτησε στη Ρωσσόφυλλα κάποιος με πήρε και το νόμπελ. Αυτό που γίνεται εδώ πέρα είναι ότι ενώ στη Ρωσσόφυλλα υπάρχει ένα τέτοιο γονίδιο σε όλα τα σπονδυλωτά έγινε κάποιος διπλασιασμός. Άρα λοιπόν υπάρχουν το πάτσο τένα γονίδιο που υπάρχει σε όλα τα σπονδυλωτά και το πάτσο δύο γονίδιο. Ποια είναι η λογική εδώ πέρα ότι αυτό το γονίδιο ας πούμε το μελετήσουμε και δεν ξέρουμε ποιο είναι αυτή την αλληλουχία, συγκρίνοντάς το με άλλες αλληλουχίες πατς 1 και πατς 2 ανάλογα με το πως θα φτάσει στο φυλογενετικό δέντρο που θα πάει, θα καταλάβουμε τελικά σε ποια ομάδα από τις δύο ανήκει, με ποιο είναι ορθόλογο ή με ποιο είναι παράλογο και θα καταλάβουμε τη λειτουργία του. Επαναλαμβάνουμε λίγο εδώ πέρα. Εκεί όμως που γίνεται ακόμα πιο μεγάλο μπέρδεμα, γιατί στο προηγούμενο το παράδειγμα είχαμε στο κάτω κάτω δύο γονίδια όλο και όλο. Αυτά είναι τα γονίδια Hox, τα οποία αυτά κι αν δεν έχουν πολύ μεγάλη σημασία ως να φορά το σχεδιασμό πρόστιου και οπίσιου μέρους του σώματος κατά τη διάρκεια της εμβριογέννησης και της ανάπτυξης. Είναι διατηρημένα αυτά τα γονίδια κατά μήκος της εξέλιξης και είναι και πάρα πολλά αυτά τα γονίδια ανάλογα μάλιστα σε πάρα πολλές περιπτώσεις. Είναι τόσο συντηρημένη η οργάνωσή της που θα τα δούμε όλα τα γονίδια στο ίδιο χρωμόσωμα. Πλέπετε εδώ πέρα στον άνθρωπο, στη δροσόφυλλα από την άλλη υπάρχουν δύο διαφορετικές ομάδες γονιδίων, αυτή και αυτή που είναι σε δύο διαφορετικά χρωμόσώματα. Τι γίνεται τώρα με αυτά τα γονίδια. Τα γονίδια αυτά επίσης έχουν πολύ μεγάλη σημασία και έχουν μια πολύ συγκεκριμένη περιοχή που έχει σημασία για τη λειτουργία τους. Όταν πας να μελετήσεις την αλληλουχή αυτών των γονιδίων και προσπαθείς να κάνεις και υφυλογενετικό δέντρο, είναι δύσκολο κάποιες φορές να βρεις διαφορές μεταξύ αυτών των διαφορετικών γονιδίων, γιατί μοιάζει τόσο πολύ αλληλουχία τους, οπότε και να κάνεις υφυλογενετικό δέντρο μπορεί τελικά αυτά τα γονίδια να μην πάρεις έναν ωραίο διαχωρισμό όπως πήραμε εδώ πέρα. Άρα έχει σημασία, μελετώντας και τη γονιδιωματική οργάνωση, μπορούμε να δούμε και τη σειρά των γονιδίων επάνω στα χρωμοσώματα. Και βλέποντας τη σειρά, γιατί αυτά πάντα εκφράζονται με αυτή τη σειρά, από το πρόσωπο στο πίσω μέρος εκφράζονται διαφορετικά γονίδια, άρα λοιπόν βλέποντας και ποια είναι η σχετική σειρά αυτού του γονιδίου σε σχέση με τα προηγούμενα και ξέροντας και τι λειτουργία κάνουν και τα προηγούμενα και τα επόμενα, αλλά και η σύγκριση τελικά με τα άλλα τα γονίδια, μπορούμε να καταλάβουμε ακόμα περισσότερο το λειτουργείο αυτών των γονιδίων. Δηλαδή, τι μας κάνει σε συγκεκριμένη περίπτωση η συγκριτική γονιδιωματική. Δεν έχει σημασία σε αυτή την περίπτωση μόνη η ελληλουχία, η δημιουργία ενός φυλλογενετικού δέντρου, αλλά έχει σημασία και το γεγονός ότι μπορούμε να τα δούμε και πάνω στα χρωμοσώματα και να πάρουμε καλύτερες πληροφορίες. Άρα λοιπόν, πώς μας βοηθάει η συγκριτική γονιδιωματική για να καταλάβουμε ορθόλογα-παράλογα γονίδια. Τώρα, θέλω να πάμε σε κάτι πιο μεγάλο. Στην ζωή αυτή καθαυτεί. Αυτό που μας ενδιαφέρει και είναι το μεγάλο το πρόβλημα και αυτό που μελετάτε και χτιστείτε και με τον κ. Αμπατζόπουλο κατά καιρούς είναι, μπορούμε να αποδείξουμε στο κάτω κάτω τι γίνεται με τη ζωή και πώς έχει προκύψει η ζωή και πώς έχουν προκύψει οι διάφοροι οργανισμοί. Δημιουργήθηκε κατά λάθος η ζωή, δημιουργήθηκε από τον Θεό και συνεχώς ο Θεός δημιουργεί τα ίδια τυχαία μεταξύ τους. Προφανώς αυτό που μας δίνει τη δυνατότητα, η εξέλιξη και η μελέτη των γονιδιωμάτων να δούμε είναι να δούμε αυτή τη συνέχεια. Πώς αυτές οι αλληλουχίες μοιάζουν μεταξύ τους, που μας δείχνουν μια συνέχεια παρένθεση κιόλας. Νομίζω ότι κάποια στιγμή πρόσφατα και ο ίδιος ο Πάπας γύρισε και είπε ότι η ύπαρξη του Θεού δεν απορρίπτει τη θεωρία της εξέλιξης. Άλλο το ένα, άλλο το άλλο. Μπορεί να υπάρχει ο Θεός μια χαρά, μπορεί και η εξέλιξη να δουλεύει ταυτόχρονα ανεξαρτήτως του Θεού ή όχι. Δεν σημαίνει ότι το ένα απορρίπτει το άλλο. Αυτό το οποίο βλέπουμε λοιπόν και αυτό το οποίο ξέρετε πολύ καλά είναι το λεγόμενο δέντρο της ζωής. Το δέντρο της ζωής μας λέει ότι είχαμε τους ευφικαριωτικούς και τους προκαριωτικούς οργανισμούς. Τους προκαριωτικούς οργανισμούς τους χωρίσαμε κάποια στιγμή ξεκάθαρα σε βακτήρια, ευβακτήρια και σε αρχαία που τα αρχαία έχουν ιδιότητες ενδιάμεσες και από προκαριώτες και από ευφικαριώτες. Εσείς μέχρι τώρα αυτό που ξέρατε είναι το δέντρο της ζωής, τρεις διαφορετικοί κλάδοι, ένα προκαριώτες, ένα ευφικαριώτες, ένα αρχαία. Κάπως έτσι. Παρ' όλα αυτά οι ερευνητές σε αυτό το συμπέρασμα είχανε καταλήξει δουλεύοντας με ένα γονίδιο, με δύο γονίδια. Και επαναλαμβάνω, το να μελετήσεις την εξέλιξη ολόκληρων των ειδών δουλεύοντας με ένα γονίδιο δεν είναι παντότι καλύτερο. Γιατί το κάθε γονίδιο μπορεί να έχει και διαφορετικό ρύθμιο εξέλιξης και να μην μπαίνει στο τελικό αποτέλεσμα να είναι σωστό. Έτσι λοιπόν, σε μια πολύ πρόσφατη εργασία περσινή, τι βρήκαν οι ερευνητές. Έχουμε το κλασικό δέντρο της ζωής που λέγαμε ότι έχουμε τα βακτήρια, τους ευφικαριώτες και όλα τα αρχαία. Υπήρχε όμως πάντα και μια άλλη υπόθεση ότι οι ευφικαριώτες δεν είναι μια μονοφυλετική ομάδα που έχει προκύψει ανεξάρτητα από τα αρχαία, αλλά ίσα ίσα δημιουργήθηκε σαν μια ομάδα μέσα στα αρχαία. Άρα λοιπόν, είναι παραφυλετικά οι ευφικαριώτες σε σχέση με όλα τα αρχαία. Πώς μπορούμε λοιπόν να μελετήσουμε αν ισχύει αυτή η υπόθεση, βακτήρια, αρχαία, ευφικαριώτες ή αυτή η υπόθεση. Βασικά είναι τα βακτήρια και τα αρχαία και μέσα στα αρχαία κάποια στιγμή παρακλάδι βγήκαν οι ευφικαριώτες. Χρειαζόμαστε μελέτη γονιδιωμάτων, χρειαζόμαστε μελέτη πολλών διαφορετικών γονιδίων. Θέλουμε να δούμε τι υπάρχει εδώ πέρα, τι γονίδια υπάρχουν, ποια γονίδια είναι κοινά, ποιες αλληλουχίες, τι μας δίνουν οι αλληλουχίες. Σε αυτό το διάγραμμα που βλέπετε εδώ πέρα δεν μας ενδιαφέρει και δεν παίρνουμε στη διαδικασία να συζητήσουμε τις αλληλουχίες, αλλά μας ενδιαφέρει αυτή και καθαυτή μόνο η παρουσία ή απουσία γονιδίων. Βλέπετε για παράδειγμα αυτή είναι ευκαριώτες, αυτή είναι αυτή η ομάδα των αρχαίων, η ευρύ αρχαιότα, την βλέπετε εδώ πέρα και αυτή είναι μια άλλη ομάδα των αρχαίων, η οποία λέγεται συνοπτικά ΤΑΚ ομάδα, από το T-A-C-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ-Κ. Βλέπουμε τι γονίδια υπάρχουν σε κάθε μια από αυτές τις ομάδες. Στη σύγκριση αυτή βλέπετε ότι τα γονίδια που υπάρχουν σε αυτούς τους ευκαριώτες υπάρχουν στα περισσότερα μέλη της ομάδας ΤΑΚ ενώ δεν υπάρχουν ως επιτοπλίστων στα μέλη της ομάδας των ευρύ αρχαιωτών. Άρα τι μας δείχνει αυτό. Ότι αυτή η ομάδα είναι outgroup, εξωμάδα σε σχέση με όλες αυτές τις ομάδες. Άρα λοιπόν οι βασικές ομάδες στη ζωή είναι δύο. Τα βακτήρια και τα αρχαία. Και μέσα από τα αρχαία παραφυλετικά προκύψαν οι ευκαριώτες. Μπορούμε να πάμε και περισσότερο μέσα στο βάθος της εξέλιξης. Το έχετε συζητήσει πάρα πολλές φορές. Έχετε συζητήσει για την προέλευση των μυτοχονδρίων, για την προέλευση των κοιενοβακτηρίων. Έτσι λοιπόν ξέρετε από την ενδροσυμβιωτική υπόθεση ότι τα μυτοχόνδρια για παράδειγμα προέκυψαν από τη συμβίωση ενός αρχαιοβακτηριακού ξενιστή με ένα α πρωτεοβακτήριο. Ενώ οι χλωροπλάστες από κοιενοβακτήρια. Ήρθε το πρωτεοβακτήριο, εισοματώθηκε, γίνανε τα πρωτομυτοχόνδρια. Και κάποια στιγμή πήραμε τα κύτταρα με τα μυτοχονδριακά πονηδιώματα και μετά στα φυτά δημιουργήθηκαν κάποια στιγμή και οι χλωροπλάστες. Τώρα μπορούμε να δούμε, τι μας ενδιαφέρει εδώ πέρα. Μας ενδιαφέρει να δούμε αυτά τα μυτοχόνδρια όταν δημιουργήθηκαν και τη διάρκεια της ζωής και ενσωματώθηκαν στα κύτταρα, αυτή η ενσωμάτωση έγινε μια φορά ή κατά καιρούς μπήκαν σε αρχαιοβακτήρια διαφορετικά προκαριώτες και από αυτούς από αυτή τη συμβίωση προκύψαν διαφορετικά μυτοχόνδρια. Πώς θα αποδείξουμε το ένα, πώς θα αποδείξουμε το άλλο. Τι περιμένουμε στη μια περίπτωση και τι περιμένουμε στην άλλη περίπτωση. Τι περιμένουμε αν τα μυτοχόνδρια όλα προέρχονται από ένα βακτήριο ή τι περιμένουμε άμα τα μυτοχόνδρια προέρχονται από διαφορετικά βακτήρια. Πώς θα το δούμε αυτό σε επίπεδο σύγκρισης γονιδιωμάτων αλληλουχιών. Για πείτε μου. Τι εννοείς ότι συγκρίνοντας γονίδια σε μυτοχόνδρια, συμφωνώ, αν τα περισσότερα είναι ίδια. Τι ίδια, με τι είναι ίδια. Εσύ προτείνεις να συγκρίνουμε διαφορετικά μυτοχόνδρια, εντάξει, μυτοχόνδρια από διαφορετικά είδη. Σωστό. Τι άλλο πρέπει να βάλουμε εδώ πέρα όμως αυτή τη σύγκρισή μας. Μας αρκεί μόνο, τι άλλο να βάλουμε. Την παρουσία των γονιδίων, αλλά τα γονίδια γενικά υπάρχουν. Τι άλλο μπορούμε να βάλουμε να συγκρίνουμε. Πάση με την ίδια λογική που πήγαμε στα αρχαία. Τι άλλο θέλουμε να δούμε όμως. Δεν μας ενδιαφέρει μόνο τα γονίδια των μυτοχονδρίων, αλλά αφού έχουμε και πληροφορίες και από αλλού. Βάλε και άλλη πληροφορία. Ποια νου. Δώστε τον περιορισμό, πριν δεν μας ενδιαφέρει η παρουσιά. Γονίδια από μυτοχόνδρια. Και τι άλλο θέλουμε. Ναι. Το βακτήρια θέλουμε. Τόσα βακτήρια έχουμε, είδατε, 4.000 βακτήρια υπάρχουν εκεί πέρα. Άρα λοιπόν, θα κάνουμε σύγκριση και τι περιμένουμε. Η μεθοδολογία μας είναι αυτή. Θα συγκρίνουμε αλληλουχίες από γονίδια, από μυτοχόνδρια και από βακτήρια. Και αυτό είναι η μεθοδολογία. Ποια είναι η μηδενική μας υπόθεση σε κάθε περίπτωση. Έτσι να μπαίνουμε και σε μια διαδικασία, να βάζουμε και υποθέσεις μηδενικές, τις οποίες θέλουμε να υποστηρίξουμε ή να απορρίψουμε. Γιατί έτσι δουλεύει η έρευνα. Βάζει μια μηδενική υπόθεση για να την αποδείξει. Όχι, τελικά να φτάσει σε ένα συμπέρασμα. Εμάς μας ενδιαφέρει να δούμε αν όλα τα μυτοχόνδρια προέκυψαν από ένα βακτήριο ή γίνανε διαφορετικές συμβιώσεις, οπότε διαφορετικά μυτοχόνδρια προέκυψαν από διαφορετικά βακτήρια. Συγκρίνεται αυτή τη στιγμή την παρουσία των μυτοχονδρίων και των γονιδίων των μυτοχονδρίων με διάφορα βακτήρια. Να σας βοηθήσω λίγο. Αυτός το οποίο βασιστήκαμε κυρίως σε αλληλουχίες γονιδίων, δεν πήραμε πρωτεϊνικών γονιδίων, αλλά αυτό το βασικό που υπάρχουν σε όλα τα μυτοχονδριακά γονιδιώματα είναι ριβοσωμικό RNA για ριβοσωμικά γονίδια στα μυτοχόνδρια. Άρα λοιπόν δουλέψαμε με ριβοσωμικές αλληλουχίες αρχικά. Ριβοσωμικές αλληλουχίες υπάρχουν γενικά παντού. Άρα το υπάρχουν και δεν υπάρχουν σε διαφορετικά... Τι εννοείς με το κοινό? Κοινή αλληλουχία. Ναι, γιατί κοινό δεν είναι σωστό. Κοινή αλληλουχία, όμως, το λες λίγο καλύτερα. Ποιο σωστό, ποια θα ήταν η λέξη? Όμια. Όμια, εντάξει. Άρα λοιπόν, για να το ξαναπούμε, πες το λίγο ξανά. Έστω, η μηδενική μου υπόθεση είναι ότι όλα τα μυτοχόνδρια προέρχονται από ένα βακτήριο. Τι περιμένεις σαν αποτέλεσμα της συγκρίνησης αλληλουχίες των διαφορετικών ριβοσωμικών γονιδίων των μυτοχονδρίων με διάφορα ριβοσωμικά γονίδια, αντίστοιχα από πολλούς προκαριώτες. Τι περιμένεις? Περιμένω να μην έχουν όμια ηλουχία με όλους τους προκαριώτες. Αλλά τι να έχουνε? Δεν μου αρκεί αυτό το μερικές. Θέλω συγκεκριμένη απάντηση. Μιλάμε ότι θέλουμε να προέρχονται τα μυτοχόνδρια από έναν προκαριώτη. Περιμένω ότι όλα τα μυτοχονδριακά μου τα γονίδια θα βρίσκονται στην ίδια πλευρά του δέντρου με έναν προκαριώτη. Όλοι οι άλλοι θα είναι διαφορετικοί, δηλαδή θα ξεκινάει όπως δείξαμε τους κλάδους εδώ πέρα. Περιμένω όλα τα μυτοχονδριακά γονίδια τελικά να ξεκινάει από έναν προκαριώτη και όλοι οι προκαριώτες έναν αλλού. Εντάξει, το καταλάβαμε. Άρα αυτό που περιμένω είναι αυτό. Και αυτό τελικά πήραμε. Βρήκαμε ότι όλα τα μυτοχόνδρια είναι πολύ κοντινά στη Ρικέτσια. Υπάρχουν και του κόσμου τα άλλα τα βακτήρια, αλλά όλα τα μυτοχονδριακά προέρχονται από έναν κλάδο. Άρα είναι μονοφλετική η προέλευση των μυτοχονδρίων. Άμα ήτανε πολυφλετική η προέλευση των μυτοχονδριών, τι θα περιμέναμε να πάρουμε σε αυτό το φιλογενετικό δέντρο. Ποιος θέλει να πει. Ναι. Θα βρίσκαμε στα άλλα βακτήρια και εδώ μυτοχόνδρια και εδώ μυτοχόνδρια και ούτω καθεξής. Και αφού το κάναμε αυτή τη δουλειά με ριβοσωμικά ρενέι, κάναμε και μυτοχονδριακές πρωτεΐνες και το βρήκαμε πάλι και αυτό. Βρήκαμε το ίδιο φιλογενετικό δέντρο. Και αντίστοιχα εδώ πέρα, κάναμε και την ιδιωτική δουλειά στα εκείνα βακτήρια. Άρα, μας αποδεικνύει ότι το γεγονός αυτό συνέβη μόνο μια φορά. Μιλώντας, και αυτό μάλλον το σλάιντ τώρα που το σκέφτομαι δεν έπρεπε να υπάρχει εδώ πέρα, έπρεπε να υπάρχει λίγο πιο πριν, γιατί πριν από λίγο μιλούσαμε τις επικράτητες της ζωής και μιλούσαμε το πώς προέκυψαν οι τρεις βασικές επικράτητες της ζωής, που τελικά δεν είναι τρεις, αλλά είναι δύο. Αλλά, σας επενθυμίζω και αυτά που είχαμε πει πριν από αρκετό καιρό, όσον αφορά τα γονιδιώματα των μεγαλοκυταρωειών. Πέρα, ήταν η πρώτη φορά που είπαμε ότι οι επικράτητες της ζωής μπορούν να μην είναι τρεις, αλλά να είναι τέσσερις. Άρα λοιπόν, βρίσκουμε συνεχώς καινούργια δεδομένα με τη συγκριτική γονιδιωματική. Κάνοντας ανάλυση σ' αυτούς τους πυρενόκυταροπλασματικούς μεγάλους DNA-οιούς, υπάρχουν κάποιοι ερευνητές, οι οποίοι λένε ότι πέρα από τα βακτήρια, τους ευκαριώτους και τα αρχαία, που βλέπετε εδώ πέρα, τους έχουμε βάλει ξεχωριστά, υπάρχει και μια τέταρτη επικράτητα της ζωής, που βέβαια υπάρχουν και πολλοί οι οποίοι δεν το υποστηρίζουν αυτό το πράγμα. Γιατί εδώ πέρα πάλι το δέντρο αυτό έχει γίνει με βάση λίγα γονίδια. Δεν το έχουμε πάρει στο σύνολο των γονιδίων να δούμε τελικά να παίρνουμε το ίδιο αποτελέσμα. Εντάξει. Αυτό όσον αφορά τις επικράτητες της ζωής και πώς έχει προκύψει η εξέλιξη της ζωής. Εμένα γιατί με εντυπωσιάζει όλο αυτό το πράγμα. Γιατί πια έχουμε όλα αυτά τα δεδομένα που να παρακολουθούμε αυτή την εξέλιξη. Μέχρι τώρα είχαμε ένα γονίδιο και προσπαθούσαμε να δούμε κάποια πράγματα. Τώρα παίρνουμε συνεχώς καινούργια δεδομένα που τα βάζουμε σε μεγάλα προγράμματα και καταλαβαίνουμε καλύτερα πώς εξελίχθηκε η ζωή και έχουμε και πολλές εκπλήξεις στη διάρκεια αυτής της ζωής. Τώρα, άντε είδαμε πώς προέκυψε η ζωή και πώς εξελίχθηκε η ζωή. Με πολύ απλογικό τρόπο σε προπτυχιακό επίπεδο. Δεν μπαίνω σε λεπτομέρειες. Θέλω λίγο πέντε πράγματα να σας μείνουν από αυτά. Μπορούμε να δούμε όμως και ποιο είναι το ελάχιστο που χρειαζόμαστε για να μπορέσουμε να καταλάβουμε να επιβιώσουμε. Για να δούμε το ποιο είναι το ελάχιστο γονιδίωμα που χρειαζόμαστε για να επιβιώσουμε, ποιο ήταν το πιο πιθανό και πιο απλός τρόπος για να μπορέσει να το κάνεις αυτό. Πήραμε το πιο μικρό οργανισμό, το πιο μικρό γονιδίωμα, ο οποίος μπορεί να επιβιώσει αυτό όνομα. Και ποιος οργανισμός είναι αυτός, είναι το ομικόπλασμα Genitalium, που έχει το μικρότερο γονιδίωμα με μέγεθος 580.000 βάσεις και γονίδια 507 γονίδια. Θέλαμε λοιπόν να δούμε, αυτός ο οργανισμός είναι αυτόνομος, ναι μεν παρασιτή, αλλά μπορεί να επιβιώσει. Χρειάζεται και τα 507 γονίδια. Για να δούμε λίγο τι γίνεται λοιπόν, οι ερευνητές αυτό που θέλανε είναι, συγκρίνονται και με κάποιους άλλους οργανισμούς και ξεκινήσανε λοιπόν από τα πρωτεϊνικά γονίδια, 507 είναι μεταρρυβοσωμικά γονίδια και κάνανε και διάφορες συγκρίσεις. Είδανε λοιπόν για παράδειγμα το τι γονίδια, τι κάνει το καθένα από αυτό το γονίδιο και είδανε λοιπόν ότι έχει και λάχιστα γονίδια και παρ' όλα αυτά επιβιώνει γιατί για παράδειγμα μπορεί να έχει ένα όλο και όλο γονίδιο με υβεσήτηση μυνοξίων, προφανώς τα άλλα τα μυνοξία τα παίρνει από το περιβάλλον του. Και θελήσανε λοιπόν να δούνε πως μπορούμε να επιβιώσουμε αυτός οργανισμός και με λιγότερα γονίδια. Άρα λοιπόν τι κάνανε, ξεκινήσανε και κάνανε επειράματο στο εργαστήριο που τι κάνανε, καταστρέψανε γονίδια, δηλαδή πως το λέμε αυτό, νοκ-αουτ, εντάξει. Και βρήκανε για παράδειγμα ότι καταστρέφοντας τα περισσότερα από αυτά τα γονίδια τελικά μπορούσε να επιβιώσει αυτός οργανισμός με 250 με 300 γονίδια. Καλό αυτό, δεν θέλουμε πολλά γονίδια να επιβιώσουμε, απλώς χρειαζόμαστε κάποια γονίδια που έχουν να κάνουμε λειτουργίες όπως μετάφραση, αντιγραφή, ανασυνδυασμός, προστατευτικές πρωτεΐνες, οι οποίες είναι σημαντικές σε περιπτώσεις, οι οποίες είναι λίγο δύσκολο το περιβάλλον, μεταβολίτες, μεταφορά πρωτεϊνών κλπ. Και αφού το κάναμε αυτό και είδαμε περίπου ποια είναι αυτά τα γονίδια τα ελάχιστα, ποιο είναι το επόμενο βήμα. Και εδώ ξεκινάνε τα ωραία. Ποιο είναι το επόμενο βήμα λοιπόν. Αφού βρήκαμε εμείς τι χρειαζόμαστε το ελάχιστο για τη ζωή, αφού υποθετικά ξέρουμε ποιο είναι το ελάχιστο για τη ζωή, ήρθε η ώρα για συνθετική βιολογία. Και ήρθε η ώρα να αρχίσουμε να συνθέτουμε ζωή. Και να προσπαθούμε να κατασκευάσουμε εμείς οργανισμούς που να έχουν την ικανότητα για ζωή. Ποιος το έκανε αυτό, δύσκολη ερώτηση, ο vendor. Άρα λοιπόν, κυνηγάει πάντα τρόπους με τους οποίους μπορούμε να βρούμε εφαρμογές. Και ξεκίνησε να σκέφτεται λοιπόν ο vendor πως μπορεί να αρχίσει να συνθέτει γονιδιώματα. Και βεβαίως δεν θα είναι χαζός, δεν θα ξεκινήσει από το μηδέν από οποιοδήποτε οργανισμό να φτιάξει. Θα ξεκινήσει από το πιο απλό οργανισμό που έχει, το πιο απλό οργανισμό που έχει ήταν ο μηκόπλασμα γενιτάλιου. Και επειδή βεβαίως ήταν ένας οργανισμός ο οποίος θα κατασκευαζόταν στο εργαστήριο, τον ονόμασε μηκόπλασμα λαμπορατόριου. Και ξεκίνησε λοιπόν να φτιάχνει συνθετικά το γονιδίωμα του μηκόπλασμα γενιτάλιου από την αρχή. Αυτό είναι συνθετική βιολογία. Η συνθετική βιολογία σημαίνει ότι θέλεις να κατασκευάσεις ένα γονιδίωμα από την αρχή, από το α, και να αρχίσεις να προσθέτεις νουκλαιοτίδια για να τα κάνεις σιγά σιγά ένα γονιδίωμα. Να το δούμε αυτό και να το πούμε λοιπόν. Τώρα, εδώ λίγο παρένθεση και τι δεν ξέρετε και δεν μπορείτε να φανταστείτε πέντε πράγματα. Όπως ακριβώς στην αλληλούχηση δεν μπορείς να ξεκινήσεις από την αρχή του ενός χρωμοσώματος και να διαβάσεις μέχρι το τέλος, αλλά διαβάζεις και φτιάχνεις κομματάκια 500-600 βάσεις διαβάζεις κάθε φορά και μετά της συναρμολογής, έτσι και στο αντίστροφο, στη συνθετική βιολογία, δεν μπορείς να αρχίσεις να συνθέτεις ένα γονιδίωμα 580.000 βάσεις και να το φτιάξεις μόνο μιας. Εντάξει, δεν έχουμε αυτή την δυνατότητα ακόμα. Άρα λοιπόν, όπως ακριβώς και στην ανάγνωση της αλληλουχίας διαβάζεις κομματάκια και συναρμολογής, έτσι και στη συνθετική βιολογία πάλι κατασκευάζεις κομματάκια και μετά της συναρμολογής. Ποιες περιπτώσεις της θετικής βιολογίας ξέρετε εσείς? Τι συνθέτουμε ως επιτοπλίστων στη βιολογία εδώ και χρόνια που το κάνουμε. Μπορεί να μην το έχετε δει ποτέ στην πράξη, αλλά το έχετε ακούσει ίσως. Τι είναι αυτό που συνθέτουμε συνήθως όταν θέλουμε να δουλέψουμε στο εργαστήριο. Στους εγκινητές στο PCR που ήταν αυτά βέβαια όλο και όλο 20 κλωτίδια. Ζητάς από μια εταιρεία αλληλουχίες 20 κλωτίδια. 20 κλωτίδια στη σειρά πάντα μπορείς να συνδέσεις. Αλλά άλλα 20 κλωτίδια άλλα 580.000 βάσεις. Έτσι λοιπόν αυτό που κάνανε ήταν τον Ιανουάριο του 2008 κατασκευάσανε κασέτες αλληλουχιών περίπου 1000 βάσεις. Και αυτές τις κασέτες τις βάλανε μέσα σε βακτήρια, τις κλονοποιήσανε για να μπορούν να έχουν πολύ περισσότερη ποσότητα. Γιατί δεν είναι και εύκολο να τις παράγεις αυτές. Και μετά με διαφορετικούς τρόπους τις ανασυνδυάσανε και κάνοντας κασέτες μεγαλύτερας και μεγαλύτερας κασέτες, τελικά φτιάξανε όλο το γονιδίο του μικόπλασμα. Βέβαια είχαν κάνει κάποιες τροποποίησεις, να βγάλουν το γονίδιο το οποίο βοηθάει το μικόπλασμα να προσβάλει κάποιους οργανισμούς, βγάλανε κάποιες αλληλουχίες, βάλανε κάποιες αλληλουχίες και πήραν το μικόπλασμα λαμποροτόριου. Τι πρόβλημα είχανε, αφού μετά από μεγάλες προσπάθειες το κατασκευάσανε, συνειδητοποιήσανε, βέβαια το ξέραμε και από πιο πριν, ότι το μικόπλασμα γενιτάλιουμ έχει πολύ αργό ρυθμό ανάπτυξης και διπλασιασμού. Άρα λοιπόν κάποια στιγμή αποφασίσανε να ξεχάσουν το μικόπλασμα γενιτάλιουμ και να πάνε στο μικόπλασμα μικόιντες, το οποίο έχει νέμενο μεγαλύτερο γονιδίωμα, έχει ένα εκατομμύριο βάσικο γονιδίωμα, αλλά παρόλα αυτά αναπαράγεται πολύ πιο γρήγορα. Και έτσι λοιπόν το Μάιου του 2010 κατάφεραν να κατασκευάσουν αυτό το γονιδίωμα που είναι εντελώς συνθετικό και μπορέσαν να το βάλουν μέσα σε κύτερο και να αναπαραχθεί αυτός ο οργανισμός. Άρα λοιπόν ήταν η πρώτη φορά που κατασκευάσανε φουλ έναν οργανισμό, συνθέθηκε το DNA του σε κασέτες και μπορεί πια να αναπαράγεται. Μιλήσαμε για τον Βέντερ και για το minimal genome project που έκανε. Βλέπετε εδώ πέρα πια ότι έχει τη δυνατότητα και σου λέει ότι έχουμε τη δυνατότητα σε συνεργασία με τον Greg Venter Institute, βασικά ίδιοι είναι, και synthetic genomics, να κάνουμε service και να κάνουμε συνθετικό DNA, να κάνουμε οτιδήποτε χρειάζεται για να μπορέσει να κατασκευάσει το συνθετικό DNA και βεβαίως και bioinformatics. Δεν είναι η μοναδική προσπάθεια βεβαίως να φτιάξει συνθετικό γονιδίωμα. Πέρα από τους προκαριώτες, αντίστοιχα προκαρουλού, προσπαθούμε να κάνουμε συνθετικό γονιδίωμα και στη ζύμη. Έτσι υπάρχει το πρόγραμμα SC2, που σκοπό του έχει να κατασκευάσει επίσης έναν συνθετικό γονιδίωμα εντελώς στη ζύμη. Βεβαίως η ζύμη έχει πολύ μεγαλύτερο γονιδίωμα. Άρα λοιπόν δεν μπορούσε να γίνει τόσο γρήγορα όσο έγινε στο μηκόπλασμα. Το 2011 καταφέρανε μερικά τμήματα μόνο από τα ευκαιρωτικά χρωμασμού της ζύμης να την καταστήσουν και φέτος ήταν η πρώτη φορά που ολόκληρο χρωμόσωμα της ζύμης, το χρωμόσωμα 3 νομίζω ναι, το 3, το οποίο έχει συνολικά μέγεθος 300.000 βάσεις, δηλαδή είναι σχετικά μικρό χρωμόσωμα, μπορέσε να το ανακατασκευάσουν, βεβαίως παραλείπτοντας και αφαιρώντας και καμιά 50.000 βάσεις, ο οποίες δεν είναι τόσο σημαντικές. Εδώ πέρα αυτό που προσπαθούν να κάνουν είναι λίγο διαφορετικό από το να το κατασκευάσεις όλα από την αρχή και να το συνθέσεις με κασέτες, αλλά σε αυτή την περίπτωση αυτό που κάνουν είναι κατασκευάζουν μικρά μικρά κομμάτια και έχουν και ρικομπινάσεις μέσα στο συγκεκριμένο το γωνιδίωμα, το κύτταρο της ζύμης, οπότε ανασυνδυάζουν κομμάτια στο φυσικό χρωμόσωμα με τεχνητά κομμάτια και με αυτόν τον συνδυασμό βγάζουν κομμάτια και βάζουν κομμάτια, βγάζουν κομμάτια και βάζουν κομμάτια. Προσπαθούν να το κάνουν κάπως διαφορετικά δηλαδή. Που βρισκόμαστε τώρα σχετικά με τη σύνθεση του DNA. Όπως βλέπετε εδώ πέρα είναι κάποιες τιμές, πριν από 10 χρόνια η σύνθεση κόστισε 25 δολάρια το νουκλωτίδιο και αλληλούχηση 1000 φορές λιγότερο, ίσως και παραπάνω. Πριν από λίγα χρόνια βλέπετε ότι έχουν πέσει τιμές της σύνθεσης αλλά καμία σύγκριση πόσο πολύ έχουν πέσει τιμές της αλληλούχησης. Άρα ενώ η αλληλούχηση έχει πέσει εδώ κάτω η σύνθεση δεν έχει πέσει τόσο πολύ. Δεν έχουμε φτάσει σε αυτή τη δυνατότητα να συνθέτουμε μεγάλα κομμάτια DNA με λίγα χρήματα όπως μπορούμε πια να διαβάζουμε μεγάλα κομμάτια DNA με λίγα χρήματα. Αλλά παρόλα αυτά, ήδη με τη δουλειά του Venter και το μικόπλασμα μπορούμε πια να φτάσουμε μέχρι και ένα εκατομμύριο βάση να συνθέσουμε με όλα τα προβλήματα που έχουμε. Τι μας ενδιαφέρει στη θετική βιολογία όμως, τι κερδίζουμε από όλο αυτό, τι μπορούμε να καταφέρουμε. Προφανώς ο Venter το έκανα γιατί υπάρχουν πολλές εφαρμογές και μπορούμε να πάρουμε και πολλά πλειονακτήματα. Μπορούμε να κατασκευάσουμε οτιδήποτε θέλουμε. Ξεκίνησε όλη η διαδικασία όσον αφορά τη θετική βιολογία, γιατί θέλαμε να πάρουμε βιοκαύσιμα. Γιατί θεωρούσατε ότι είναι ένας εύκολος τρόπος να πάρεις φθινά βιοκαύσιμα. Αλλά στο δρόμο δεν έχει πάει και πολύ καλά όλο αυτό. Δηλαδή, άμα μπείτε στο synthetic genomics του Venter και τα λοιπά, θα δείτε ότι είχαν διάφορες συνεργασίες με BP, με μεγάλες πετρολοβιομηχανίες, που και αυτές καταλαβαίνουν ότι πρέπει να μπορούν και άλλους ανακτικούς τρόπους για να πάρουνε καύσιμα. Αλλά η οικονομική κατάσταση, η πτώση της τιμής του πετρελαίου, δεν έχει οδηγήσει ακόμα στο να μπορούμε να πάρουμε βιοκαύσιμα σε τόσο μεγάλο παραγωγή και σε τόσο χαμηλή τιμή. Μετά θα το πούμε αυτό, τέλος πάντων. Οπότε αυτή τη στιγμή αυτό το οποίο θέλουμε να κάνουμε, αρχίζουνε οι εταιρείες synthetic biology ειλικρινά και κάνοντας ένα διάλειμμα, δουλέψτε με synthetic βιολογία, έχει πολλή ψωμή. Ψάξτε το σε μεταπτυχιακό θα είναι, σε διδακτορικό θα είναι, είναι ένας κλάδος της βιολογίας, ο οποίος στο μέλλον θα βγάλει πάρα πολλά αποτελέσματα, γιατί πια θα αρχίσουμε να κατασκευάζουμε ήδη, δεν μπαίνω στη βιοθετική του πράγματος, σας λέω όμως ότι γίνεται ήδη. Θα παίρνουμε ό,τι θέλουμε κατασκευάζοντάς το από πιο πριν. Έχουμε έναν δάκτορα, έναν απίστευτα καλό φοιτητή που έχει περάσει από το τμήμα, που αυτή τη στιγμή δουλεύει κάπως στην Ολλανδία σε ένα πρόγραμμα synthetic βιολογίας. Και λοιπόν επειδή δεν τους βγήκε με τα βιοκαύσιμα, αρχίσουμε και γυρίζουμε περισσότερο σε προσθετικά υλικά, είτε σε αρωματικά υλικά, σε προσθετικές ουσίες, σε τρόφιμα, που από τη μία έχουμε το άγχος, ναι, ο άνθρωπος ακούει γενετικά τροποβημένους προγραμμούς και λέει μακριά από εμένα τέτοια, να τα βάλω στο σώμα μου, να τα φάω ή οτιδήποτε. Αλλά εδώ πέρα η διαφορά έχει, είναι το ότι αυτές οι ουσίες που χρησιμοποιούνται τώρα εδώ πέρα παράγονται από αυτούς τους οργανισμούς και μετά δεν τρώσ' τον οργανισμό, τρώσ' την ουσία αυτή καθ' αυτή, η οποία αυτή είναι καθαρή ουσία. Άρα δεν έχει τόσο πολύ αυτό τον ηθικό φραγμό, το ότι ναι, θα φάω και τον οργανισμό αυτόν που έχει συντεθεί. Άρα αυτή τη στιγμή περιμένω να βγάλει καλύτερα, να δουλέψει καλύτερη συνθετική βιολογία η οποία να μπορεί να σου δίνει τέτοιους οργανισμούς φθηνούς, οι οποίοι να είναι και δεκτοί από το κοινό. Βέβαια ακόμα έχουμε δουλειά. Ότι αυξάνεται, αυξάνεται και ότι αναπτύσσεται, πολύ αναπτύσσεται. Υπάρχουν διάφορες εταιρίες, βλέπετε την Biofab, η οποία σου λέει ελάτε σε μας τι θέλετε να κάνετε, τι DNA θέλετε να συνθέσετε και τα λοιπά, τι πρωτεΐνες θέλετε να εκφράσετε. Εμείς έχουμε τα κατάλληλα εριθμιστικά στοιχεία, τα οποία άμα τα βάλετε στο δικό σας το βακτήριο, βάλετε και την πρωτεΐνη που θέλετε, θα παράγετε ό,τι θέλετε και θα μπορείτε να παράγετε αυτήν την ουσία που θέλετε. Το πιο εντυπωσιακό στη θετική βιολογία είναι το ότι βγήκε και μια εργασία φέτος, το Science, που χρησιμοποιούνε το DNA σαν κασετόφωνο για να ηχογραφεί και να κρατάει στη μνήμη του οτιδήποτε συμβάντα συμβαίνει και τη διάρκεια της ζωής του κυτάρου. Δηλαδή αυτό που μπορέσαν και καταφέραμε στη θετική βιολογία ανάλογα με το ερέθισμα, ενεργοποιείται ένας μηχανισμός δημιουργίας μονόκλουνου DNA που είναι διαφορετικό στον ανάλογο με το ερέθισμα, άλλο το ερέθισμα εδώ, άλλη ελληλουχία σε αυτή την περίπτωση, άλλο το ερέθισμα εδώ, άλλη ελληλουχία σε αυτή την περίπτωση. Και σε αυτά τα βακτήρα λοιπόν υπάρχουν αντίστοιχα και ρεκομπινάσεις με συγκεκριμένο ρυθμό ανασυνδυασμού, οπότε όσο πιο συχνό είναι το ερέθισμα, τόσο πιο συχνά το συγκεκριμένο DNA θα ενσωματώνεται στο γενετικό υλικό του βακτυρίου, οπότε μετά άμα πας και μελετήσεις ολόκληρο το πληθυσμό των βακτυρίων, ανάλογα με το πόσες φορές θα βρεις αυτό το συγκεκριμένο σήμα, θα έχει κρατήσει στη μνήμη του δηλαδή το κύτερο το ποιο ήταν το ερέ ερεθίσμα, κασετόφωνο DNA, πες αυτό όπως θέλετε δηλαδή, είναι αρκετά εντυπωσιακό, μηχανισμή για τις οποίες αποθηκεύεις τα κύταρα, γίνονται κύταρα μνήμης για να ξέρεις τι ακριβώς ερεθίσματα, τι πέρασε το κύταρο, διάφορους τρόπους με τον οποίο μπορείς να κάνεις διάφορα πράγματα επιστημονικής φαντασίας στο DNA, για να πάμε λίγο πιο γρήγορα για να μπορέσουμε να βλέπουμε διάφορους γενετικούς τρόπους για να κάνω και μια εισαγωγή για αυτούς που δεν ήθελαν από την αρχή του μαθήματος, το τι πληροφορίες μπορούν να πάνουν από τη σύγκριση γονιδιώματον, μιλήσαμε για τη ζωή, μιλήσαμε για την ελάχιστη ζωή, μιλήσαμε για τη σύνθεση της ζωής και τώρα μιλάμε για την εξέλιξη της ζωής, μιλάμε για τον διπλασιασμό της του γενετικού υλικού, ναι μεν είχαμε το ελάχιστο γονιδίωμα αλλά τώρα τι μπορούμε να καταλάβουμε σχετικά με την αύξηση του γ γενετικού υλικού. Έτσι λοιπόν αυτό που έχουμε αναφέρει πάρα πολλές φορές και τώρα προσπαθούμε να το δούμε λίγο πιο συγκεκριμένα και πιο συνολικά είναι τα φαινόμενα τα whole genome duplication, είπαμε πάρα πολλές φορές ότι είναι τέτοια φαινόμενα που έχουν συμβεί κατά τη διάρκεια της εξέλιξης αρκετές φορές και έχουν βοηθήσει πάρα πολύ και έχουν βοηθήσει πάρα πολύ γιατί ακριβώς έχουν δώσει τη δυνατότητα για γενετικό υλικό πάνω στο οποίο να παίξει η επιλογή, να παίξουν διάφορα φαινόμενα μεταλλάξεις και μετά να δούμε κατά πόσο μπορούν να χρησιμοποιήσουμε αυτά για να έχουμε εντελώς διαφορετικές λειτουργίες και να μπορέσουμε να απεικίσουμε εντελώς διαφορετικά περιβάλλοντα. Ένα βασικό δεδομένο που το ξέρουμε εδώ και πάρα πολύ καιρό και ήταν ο Ων από τους πρώτους που το είχε πει, ήταν ότι τα σπονδυλωτά μπορέσανε ίσως να εμφανιστούν και να επικίσουν τόσο πολλά διαφορετικά περιβάλλοντα επειδή ακριβώς συνέβη σε αυτά φαινόμενα whole genome duplication. Δεν είναι μόνο στα σπονδυλωτά αυτό το γεγονός, υπάρχει και σε πολύ χαμηλούς οργανισμούς ακόμα και στη ζήμη που θεωρούσαμε ότι έχει ένα μικρό γωνιδίωμα, άρα λοιπόν δεν είναι και κάτι πολύ, δεν περιμέναμε να έχει εκεί πέρα whole genome duplication. Όταν μελετάμε το γωνιδίωμά της φαίνεται χαρακτηριστικά ότι υπάρχουν 55 τέτοιες περιοχές, επίσης ακριβώς ολόιδες μεταξύ διαφορετικών χρωμοσομάτων και που περιλαμβάνουν διαφορετικά γωνίδια το οποίο όμως έχουν αντιστοιχή λειτουργία. Για παράδειγμα βλέπετε πως το χρωμοσώμα τέσσερα άμα το σπάσει σε κομματάκια αντιστοιχούν διάφορες περιοχές που είναι διπλασιασμένες σε όλα τα υπόλοιπα τα χρωμοσώματα της ζήμης. Έτσι λοιπόν τα 16 χρωμοσώματα της ζήμης προέκυψαν από διπλασιασμό 8 διαφορετικών χρωμοσομάτων τα οποία μετά χάσανε το DNA, ενώθηκε το DNA, τους έσπασε το DNA και τελικά πήραμε τα σημερινά χρωμοσώματα της ζήμης. Στον άνθρωπο συμβαίνουν επίσης πάρα πολλά, φαίνεται χαρακτηριστικά ότι έχει συμβαίνει αυτό το φαινόμενο και ότι οι διπλασιασμένοι σε αυτές τις περιοχές μπορούν να περιλαμβάνουν έως και 10.000 διαφορετικά αγωνίδια. Πάλι βεβαίως δεν έγινε μόνο στον άνθρωπο, έγινε στους προγόνους του ανθρώπου και όλοι αυτοί οι διπλασιασμοί φαίνεται ότι γίνανε πριν από 500 εκατομμύρια χρόνια. Εδώ είναι λοιπόν τα ωραία. Βλέπετε σε αυτή την περίπτωση μια εργασία που έγινε που προσπαθήσαν να δούνε πως ήταν το αρχαίγονο γωνιδίωμα του προγόνου των σπονδυλωτών και πάνω σε αυτό τι αλλαγές γίνανε ώστε τελικά να πάρουμε τα σύγχρονα χρωμοσώματα, είτε στον άνθρωπο είτε σε άλλα σπονδυλωτά. Τυχαία ξεκινάει από δύο χρωμοσώματα, όχι όλα τα χρωμοσώματα, το κόκκινο και το μπλε και βλέπουμε τι συμβαίνει στη διάρκεια της εξέλιξης. Έτσι λοιπόν γίνονται δύο διαφορετικοί whole genome duplications. Από την πρώτη duplication είχαμε διπλασιασμό χρωμοσωμάτων. Εδώ πέρα έσπασε το ένα χρωμόσωμα. Είχαμε δεύτερο διπλασιασμό σε ολόκληρο το γωνιδίωμα, οπότε πήραμε μια ακόμη δεύτερη σειρά χρωμοσωμάτων και από εκεί και πέρα αρχίζουν και γίνονται διάφορες μικρές αλλαγές. Και το χαρακτηριστικό ποιο είναι, ότι στη μια περίπτωση όταν πάμε σιγά σιγά προς τον άνθρωπο είχαμε πολύ ισχυρές διαχρωμοσωματικές αλλαγές, ώστε τελικά βλέπετε τα διαφορετικά τα κομματάκια τα κόκκινα, που όλα αυτά τα κομματάκια τα κόκκινα αντιστοιχούν σε ένα τέτοιο χρωμόσωμα εδώ πέρα στον αρχικό πρόγονο των σποδηλωτών. Ενώ αντίστοιχα το άλλο το χρωμόσωμα δεν έσπασε τόσο πολύ. Βεβαίως δεν είναι ο αρχικός ο πρόγονος μόνο με δύο χρωμοσώματα, όπως παίρνουμε δύο χρωμοσώματα μόνο και μόνο για να μην μπερδευτούμε πάρα πολύ. Αντίστοιχα στα ψάρια αυτό που συνέβη είναι ότι πέρα από τις δύο συνεχόμενες διπλασιασμούς του γονιδιώματος έγινε και ένας τρίτος διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων, όπου εδώ πέρα όμως όπως βλέπετε στις περισσότερες περιπτώσεις δεν έχουμε γίνει πολλές αλλαγές όσον αφορά τα χρωμοσώματα. Πώς το καταλαβαίνουμε αυτό? Για παράδειγμα, από αυτό το χρωμόσωμα με το διπλασιασμό προέκυψαν δύο διαφορετικά χρωμοσώματα στο Μεντάκα, τα οποία είναι όμια μεταξύ τους. Τι? Ή αντίστοιχα το χρωμόσωμα 2 και 21 του Μεντάκα έχει προκύψει από αυτό το χρωμόσωμα διπλασιασμό. Δηλαδή, γίναν πολλές αλλαγές. Ενώ εδώ πέρα βλέπετε ότι από αυτά σπάσανε, ενωθήκαν πολλά διαφορετικά χρωμοσώματα και πήραν διαφορετικά κομματάκια. Βλέπετε, ας πούμε, εδώ πέρα, ότι αυτό το κομμάτι περιλαμβάνει λίγο κομμάτια από το 5, κάποια κομμάτια από το 9 και ούτω καθεξής. Άμα το δούμε έτσι πια, σε αυτή την εξέλιξη, ξεκινάμε από τον πρόγρομο χρωμό των σπονδυλωτών και από ένα αρχικό αριθμό χρωμοσωμάτων 10 με 13 με τα δύο whole genome duplication, πήραμε περίπου στο 40. Και μετά, από εδώ πέρα, είχαμε σπάσιμο των χρωμοσωμάτων και ένωση τους όμως, χάσιμο πολλών διαφορετικών περιοχών, αλλά και μετά και ένωση μεταξύ τους. Οπότε βλέπετε, εδώ βλέπετε τον αριθμό των χρωμοσωμάτων. Αρχικά ο αριθμός των χρωμοσωμάτων ήταν χαμηλός και μετά πολλαπλασιάζεται μεν αρχικά, αλλά δεν είναι τόσο πολύ μεγάλος. Τα 40 που έχουμε εδώ πέρα, έχουμε πολύ λιγότερα εδώ με εξαίρεση τα πτυνά, που στα πτυνά όσοι επί το πλήστο δεν είχαμε και ενώση των χρωμοσωμάτων, αλλά σπάσανε σε ακόμα μικρότερα μικρότερα κομματάκια. Γι' αυτό και τα πτυνά έχουν γενικά πολύ μεγάλο αριθμό χρωμοσωμάτων, ενώ τα σπονδυλωτά τα υπόλοιπα έχουν λιγότερα χρωμοσώματα, ενώ τα τελεώστια και χοντριχθείς βλέπουν ότι έχουν ένα πολύ μεγάλο αριθμό διαφορετικών χρωμοσωμάτων. Αυτό είναι όσον αφορά τον αριθμό των χρωμοσωμάτων και την οργάνωση του γονιδιώματος. Εμένα με εντυπωσιάζει γιατί είμαι εξελικτικός κολλημένος σε όλα αυτά τα πράγματα, αλλά τι σημασία έχει αυτό στην πράξη. Αυτό το οποίο βρήκε λοιπόν ένας ερευνητής με μια εργασία που έγινε το 2011 είναι ότι αυτό που λέμε είναι ότι είχε πολύ μεγάλη σημασία όλη αυτή η διαδικασία γιατί μπορέσανε τα σπονδυλωτά να εξαπλωθούνε. Έτσι λοιπόν, αρχικά όταν αρχίσαν να δημιουργούνται τα σπονδυλωτά, το πρώτο που έγινε είναι ότι με αυτή την αύξηση του γενετικού τους υλικού, το πρώτο που έγινε είναι ότι αρχίσαν να φτιάχνουν περίπου, λέει αυτός ο ερευνητής, το σχέδιο του σώματος τους. Δηλαδή αρχίσαν να φτιάχνεται το σχέδιο του σώματος ενός σπονδυλωτού. Το Juno Multiplication όπου έγινε είναι ότι δημιουργήθηκαν περισσότερα γονίδια ώστε να υπάρχει καλύτερη διακηταρική επικοινωνία μετά μεταξύ των κητάρων. Δηλαδή φτιάξαμε το σχέδιο του σώματος. Μετά τα διαφορετικά κύτταρα αρχίσαν να επικοινωνούνται καλύτερα μεταξύ τους. Και μετά με τον ακόμα μεγαλύτερο πολλαπλασιασμό του γενετικού τους υλικού αρχίσαν να καταφέρουν τα κύτταρα να έχουν καλύτερη ρυθμίστα λειτουργία τους εσωτερικά. Άρα έχουμε το σχέδιο, το συνολικό, τη διακηταρική επικοινωνία και την ενδοκηταρική ρύθμιση. Γι' αυτό λέει εδώ πέρα ότι η εξέλιξη των σπονδυλωτών συνέβη σε τρεις διαφορετικές γενετικές εποχές. Και για όσους από εσάς δεν σας ενδιαφέρουν τα ζώα, μια χαρά και στα φυτά έχει συμβεί κάτι αντίστοιχο. Και είναι χαρακτηριστικό ότι και εδώ πέρα είχαμε δύο φαινόμενα whole genome duplication, εδώ και εδώ. Και χάρη σε αυτά, εγώ δεν ξέρω πολλά από φυτά, δημιουργήθηκαν τα σπορόφυτα και τα γειόσπερμα. Και έτσι λοιπόν μπορέσαν να εξαπλωθούν αντίστοιχα και τα φυτά τα σύγχρονα σε όλο τον πλανήτη. Όσοι θέλετε λοιπόν μπορείτε να κοιτάξετε την εργασία για να δείτε περισσότερα πράγματα σχετικά με τα φυτά. Από τη στιγμή που έχουν δημιουργηθεί λοιπόν όλες αυτές οι αλλαγές, που έχουν δημιουργηθεί όλοι αυταίοι οι διπλασιασμοί, πώς μπορούμε να το δούμε εμείς στην πράξη αυτό το πράγμα. Το βρίσκουμε χάρη στο γεγονός ότι υπάρχουν αυτές οι λεγόμενες οι συντενικές περιοχές. Τι είναι αυτές οι συντενικές περιοχές, είναι περιοχές διαφορετικές χρωμοσοματικές οι οποίους έχουν ομολογία μεταξύ τους. Είναι αντίστοιχες και μοιάζουν μεταξύ τους. Γιατί έχουν προκύψει από κάποιους διπλασιασμούς το παρελθόν. Για παράδειγμα, άμα συγκρίνεις τον ποντικό με τον άνθρωπο, υπάρχουν 342 τέτοιες περιοχές. Μέγεθος από μερικές χιλιάδες μέχρι εκατομμύρια βάσεις. Και άμα τα συγκρίνεις, λοιπόν, είναι αυτό που λέμε, είναι σαν να είναι το γονιδείωμα 342 κομμάτια, ένα πάζιλ. Σπάζει αυτό το πάζιλ, το ανασυνδυάζεις και παίρνεις τελικά το γονιδείωμα του άλλου είδους. Είτε το δεις από την πλευρά του ποντικού, είτε το δεις από την πλευρά του ανθρώπου, ναι. Βλέπετε, για παράδειγμα, πώς είναι τα χρωμοσώματα του ποντικού και πώς είναι τα χρωμοσώματα του ανθρώπου και φαίνονται αντίστοιχες περιοχές. Αυτό που μας βοηθάει πάρα πολλές φορές το να δούμε αυτή τη συντηρημένη συντενία, να δούμε αυτή τη συντήρηση της περιοχής που έχουν προκύψει από τους κοινούς οργανισμούς και με διπλασιασμό, μπορούμε να το δούμε με τεχνικές καριότυπους. Ξέρετε την φύση που τι είναι η φύση, πώς την λέμε την φύση, fluorescent in situ hybridization, που πού βασίζεται η φύση για να την κάνουμε. Ωραία, διαφορετικές ρυθμιστικές σε μονόκλωνο DNA πάει και συνδέεται ανάλογο με την ομολογία. Ποια είναι η πιο σημαντική παράμετρος όταν πας να κάνεις φύση. Εδώ σας θέλω. Από τι εξαρτάται η επιτυχία ή αποτυχία της φύσης. Υβριδισμός είναι, τι είναι το πιο σημαντικό για τον υβριδισμό. Από τι εξαρτάται ο υβριδισμός, μιλήσαμε στο PCR για τον υβριδισμό. Θερμοκρασία, η θερμοκρασία του υβριδισμού. Ποιος το έξερε και δεν το είπε. Θερμοκρασία. Να το λες πιο δυνατά. Που θα πας να κάνεις τον υβριδισμό σου, τι θερμοκρασία θα πας να τον κάνεις τον υβριδισμό σου. Αν τον κάνεις σε πολύ ψηλή θερμοκρασία δεν μπορείτε να πάρεις αποτέλεσμα. Αν κάνεις σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία θα πάρεις χιλιαδιαφορετικά αποτελέσματα. Άρα έχει σημασία και όλα τα υπόλοιπα που είπατε, αλλά βασικά η θερμοκρασία. Εκείνο θα καθορίσει τελικά το τελικό σου αποτέλεσμα. Άρα λοιπόν εδώ πέρα τι θέλουμε να κάνουμε. Θέλουμε να ελέγξουμε πού πάνε και κολλάνε διαφορετικές περιοχές από διαφορετικά χρωμοσώματα. Και να κάνουμε ένα χρώμος on painting. Τι θέλουμε να κάνουμε για παράδειγμα. Μπορούμε να έχουμε αλληλουχίες από τα χρωμοσώματα του ανθρώπου. Και να κάνουμε φυς χρώμος on painting στα χρωμοσώματα του ανθρώπου. Από το ίδιο είδος το ίδιο είδος. Διαφορετικές αλληλουχίες που αντίστοιχαν με διαφορετικό χρωμόσωμα. Τις επισημαίνουμε διαφορετική χρωιστική. Οπότε παίρνουμε έτσι ένα πολύχρωμο καριότυπο. Αλλά μπορούμε να κάνουμε και διαειδικούς υβρυδισμούς. Για παράδειγμα έχουμε καριότυπο από γίβονα. Όπου θέλουμε να δούμε τα χρωμοσώματα του γίβονα σε ποια χρωμοσώματα του ανθρώπου αντιστοιχούν. Έτσι λοιπόν έχουμε πάρει τους ίδιους οι κινητές που χρησιμοποιήσαμε πιο πριν για να κάνουμε υβρυδισμούς στα χρωμοσώματα του ανθρώπου. Και πάμε και κάνουμε υβρυδισμό τώρα αυτών των κινητών επάνω εδώ. Για να δούμε πού θα κολλήσουν τα διάφορα τμήματα από το 5, 16, 17, 22 χρωμόσωμα. Βλέπετε ότι και τα 4 πάνε και κολλάνε στο χρωμόσωμα 8 του γίβονα. Τι μας δείχνει αυτό λοιπόν. Όχι με γονεδιωματική προσέγγιση αλλά με καριοτυπική προσέγγιση. Πώς υπάρχουν αυτές τις ιδανικές περιοχές, οι όμοιες, οι ομόλογες μεταξύ γίβονα και ο ανθρώπου. Τι πρέπει να κάνουμε εδώ πέρα. Πώς το πετύχαμε αυτό. Τι θα κάνουμε όσον αφορά τον υβρυδισμό και τη θερμοκρασία υβρυδισμού για να μπορέσουμε να πάρουμε αυτό το αποτέλεσμα. Επειδή λέγαμε ότι είναι το πιο σημαντικό η θερμοκρασία. Θα το κάνουμε αυτό τον υβρυδισμό στις ίδιες συνθήκες όπως κάναμε το chromosome painting πιο πριν. Ή θα αλλάξουμε κάπως τις συνθήκες της θερμοκρασίας. Και άμα τις αλλάξουμε τι θα κάνουμε όσον αφορά τη θερμοκρασία. Θα την αυξήσουμε τη θερμοκρασία. Θα την χαμηλώσουμε τη θερμοκρασία. Τι θα κάνουμε. Πες Μαρία. Μπράβο. Έχεις διαβάσει. Ναι. Γιατί θα κατεβάσουμε τη θερμοκρασία. Γιατί για να μπορεί οι κινητές να ενσωματωθούν με το υπόστατο. Ναι γιατί. Θα κατεβάσουμε τη θερμοκρασία. Λέγει τι θα την κατεβάσουμε τη θερμοκρασία. Τι καταφέρουμε με το γεγονός ότι χαμηλώνουμε τη θερμοκρασία του υβρυδισμού. Και οι κινητές να μπορούν να συνεχίσουν. Εδώ δεν είναι κινητές βέβαια είναι ανοιχνευτές έτσι λέγεται. Γιατί δεν είναι PCR. Είναι ανοιχνευτές προ που πάνε και κολλάνε πάνω στα χρωμοσώματα. Αλλά θέλουμε οι ανοιχνευτές αυτοί τι. Δεν έλεγες. Να το βρούμε. Να το βρούμε. Για πες. Παναγιώτησες και εσείς ο Μιχάλης η ανάποδα σας λέω. Μιχάλης Γιάννης. Καλά. Μιχάλης Γιάννης. Έγινε. Πες Μιχάλη. Γιάννη. Πες Γιάννη. Ότι οι ανοιχνευτές αυτοί δεν έχουν ακριβώς την ίδια συμπληρωματική. Ωραία. Με τις αλληλουχίες του γίβονα. Θα είναι λιγότερο αυστηρές συνθήκες. Έγινε. Τώρα. Στη διάρκεια λοιπόν της εξέλιξης αυτό που βλέπουμε πια είναι ότι μπορούμε να έχουμε τρεις διαφορετικές κατηγορίες συνδενείας. Συντηρημένης συνδενείας. Μπορεί να έχουμε συντήρηση ολόκληρων χρωμοσωμάτων πάνω κάτω, αλλά μην το πάτε και στις μετρητήσεις. Το χρωμόσωμα 17 του ανθρώπου, το 12 του Γουρουνιού και το 19 της Αγελάδας είναι περίπου παρόμοιο. Μπορεί σε κάποιες περιπτώσεις να έχουν σπάσει κάποια χρωμοσώματα σε δύο διαφορετικά χρωμοσώματα. Το χρωμόσωμα 2 του ανθρώπου έχει σπάσει σε δύο κομμάτια που αποτελούν διαφορετικά χρωμοσώματα του Γουρουνιού. Το 3 και το 15 ή της Αγελάδας. Το 11 και το 2. Ή μπορεί δύο διαφορετικά χρωμοσώματα να είναι στον ένα είδος να είναι ενωμένα σε κάποιο άλλο είδος. Το 3 και το 21 του ανθρώπου αποτελούν το χρωμόσωμα 13 στο Γουρουνι. Αυτό είναι ενδιαφέρον να δούμε λίγο και κάποιες άλλες συγκρίσεις. Α, παρεπιπτόντως, άμα έχετε μικρά αδερφάκια και τους ενδιαφέρει η βιολογία, μπείτε και σε αυτό το κόμικ να μάθετε στα μικρά σας αδερφάκια. Από το Nature ήταν αυτό. Το τι σημαίνει συνθετική βιολογία έτσι με πολύ ωραίο τρόπο. Είναι ακριβώς το πώς παίζουμε με τα βακτήρια για να πάρουμε τελικά ένα συγκεκριμένο φαινότυπο. Είναι ένα μικρό κόμικ, δείτε το. Τώρα, εδώ πέρα βλέπουμε τη σύγκριση τροκτικών και ανθρώπων και πώς κάποιες περιοχές είναι αντίστοιχες με κάποιες άλλες. Για παράδειγμα, το χρωμόσομα 15 του Ποντικού έχει ένα κομμάτι εδώ πέρα στον άνθρωπο που αντιστοιχεί στο χρωμόσομα 5 του ανθρώπου, αυτό το κόκκινο. Και αντίστοιχα, αντιστοιχεί αυτό το κομμάτι στο χρωμόσομα βάσει το χρώματα 2 του Αρουρέου. Άρα αυτό τι σημαίνει, ότι άμα πάμε στο χρωμόσομα 5 του ανθρώπου, που είναι εδώ πέρα, και το πρώτο είναι το ράτ, βλέπετε ότι είναι πάλι το ίδιο χρωματάκι εδώ. Άρα λοιπόν αυτό το κομμάτι αντιστοιχεί στο χρωμόσομα 2 του Αρουρέου. Έγινε συγκρίση μεταξύ δεφορτικών περιοχών. Αυτό είναι ένας τρόπος να δεις συγκρίσεις. Αρκετή αρ πρέπει να έχεις εδώ πέρα για να κάνεις αυτά τα διαγράμματα. Αλλά αυτό που είναι επίσης ακόμα πιο ωραίο είναι αυτό. Εδώ πέρα αυτό που σου δείχνει αυτό το σχεδιάγραμμα, είναι μια εργασία ανάλυσης of Gibbon Human Sintony in Breakpoint. Στη συνταινία στο γωνιδίωμα του ανθρώπου και του γίδωνα, και σε σύγκριση με κάποια άλλα είδη. Αυτό που βλέπετε είναι ότι για παράδειγμα, χυμπαντζή και γορίλα άμα κοιτάξεις, είναι τα χρωμοσώματα του ανθρώπου εδώ πέρα και τα χρωμοσώματα των άλλων ειδών εδώ πέρα. Χυμπαντζή, γορίλα και ούτω καθεξής. Βλέπετε για παράδειγμα, όταν βλέπεις μια τέτοια γραμμή, σημαίνει ότι αντίστοιχα το χρωμόσωμα 1 αντισχύει στο χρωμόσωμα 1, το χρωμόσωμα 2 στο χρωμόσωμα 2. Και αυτό που βλέπετε στα πρωτεύοντα, ειδικά στο γίδωνα, υπάρχουν πολλές διαφορετικές ανασυνδυσμίες και ανακατατάξεις των χρωμοσώματων. Ενώ εδώ πέρα υπάρχει μια αντίστοιχη ομολογία, έχουνε μείνει γενικά ανεπιρέαστα αυτά τα γωνίδια και η συντενία είναι ξεκάθαρη στα διαφορετικά χρωμοσώματα, εδώ πέρα βλέπετε χαρακτηριστικά ότι έχουνε σπάσει τα χρωμοσώματα και έχουνε πάρει διαφορετικά χρωμοσώματα. Γι' αυτό φαίνεται πολύ μπερδεμένο αυτό εδώ πέρα. Κάνω και μια παρένθεση. Την προ προηγούμενη βαδομάδα που ήμουν στο Εδυνβούργο πήγα στο ζωολογικό κήπο του Εδυνβούργου. Είναι από τους μεγαλύτερους ζωολογικούς κήπους και το χαρακτηριστικό ότι είναι ο μοναδικός ζωολογικός κήπος που έχει εκτός Ευρώπης πάντα, γιατί τα πάντα είναι χαρακτηριστικό ζώο της Κίνας και απαγορεύεται να πάει από οδήποτε αλλού. Ο ζωολογικός κήπος του Εδυνβούργου τα έχει και πληρώνει βεβαίως αδρά την Κίνα για να τα διατηρεί. Τα πάντα σε μένα δεν με συγκινήσανε. Αυτό με συγκίνησε πραγματικά και εντυπωσιάστηκε. Ήταν ακριβώς διάφορα πρωτεύοντα που είχε εκεί πέρα, γίβονες οι οποίοι τρέχανε μέσα στα κλουβιά και δεν θα μπορούσατε δικασία να σας εξηγήσω, όταν κλείσουμε την κάμερα θα σας πω τι έγινε με δηλαδή στον αφορά το male dominance και το πώς ας πούμε τα ταρσενικά θέλουν να δείξουν ότι αυτή είναι η περιοχή μου, χωροκρατικότητα, φύγε από εδώ πέρα τριανταφυλίδι. Δεν είναι δικιά σου δουλειά. Και επίσης ένα άλλο παράδειγμα που ήταν χυμπαντζίδες, που βλέπεις ως σήμα τους χυμπαντζίδες, ήταν μεταξύ τους, βλέπεις μια ομάδα τρεις τέσσερις χυμπαντζίδες που φαινόταν, υπήρχε αμηχανία μεταξύ αυτής της ομάδας. Μας λέει ξεναγός, βλέπετε τη χυμπαντζίνα εκεί πέρα, το βλέπετε το μαύρο το μάτι της, ναι όντως έχει μαύρο μάτι, τι έγινε. Λέει έπεσε ξύλο, γιατί πήγε ο άλλος χυμπαντζής να πειράξει το γιο της και έπεσε ξύλο. Και οπότε τι βλέπεις τώρα, τους βλέπεις ότι ήταν μια ομάδα που φαινόταν ότι είχαν μαλώσει όπως μαλώνουν οι άνθρωποι, υπήρχε αμηχανία, αλλά παρόλα αυτά ξέρεις πως κάθασαι και τώρα δεν θέλω να σου μιλήσω, αλλά θα καθίσω και δίπλα σου. Και ήταν πάρα πολύ έντονο αυτό το πράγμα, δηλαδή το πόσο όμια είναι η συμπεριφορά μας ήταν απίστευτο. Και έβλεπες τον άλλο το χυμπαντζή, ο οποίος κοιμόταν και τον έβλεπες να αράζει, όχι με το ένα χέρι αριστερά, το άλλο χέρι δεξιά, που βλέπεις ας πούμε αραχτοί άντρες στην παραλία και γυρίζουν μια από εδώ, μια από εκεί, αυτό το πράγμα έβλεπες. Είναι απίστευτη αυτή η ομοιότητα στη συμπεριφορά μας. Είχε μακάκους, είχε λεμούριους και όλα ήταν απίστευτα το πως συμπεριφέρονταν και πόσο μοιάζει η συμπεριφορά μας, αυτό ήταν η παρένθεση. Αλλά αυτό, εντάξει, ok. Λοιπόν, για να συνεχίσουμε όσο προλάβουμε 33-45, ναι. Τώρα, αφού λοιπόν διπλασιάστηκε το γονιδίωμα, αυτό το οποίο είναι και πολύ πιο ξεκάθαρο είναι ότι βεβαίως υπάρχει και πολύ επαναλαμβανόμενο DNA. Μετά από τόσους διπλασιασμούς που υπάρχουν, είναι λογικό να έχουμε και κομμάτια DNA τα οποία είναι επαναλαμβανόμενο. Και το περισσότερο κομμάτι του γονιδιώματος του δικού μας, αλλά και γενικά των ειδών των ευκαρουετικών, είναι επαναλαμβανόμενο. Το μεγαλύτερο μεγαλύτερο κομμάτι έχει προκύψει από μεταθετά στοιχεία. Για μεταθετά στοιχεία μιλήστε με την κυρία Δροσοπούλου. Θα δούμε και εμείς λίγο κάποια συγκεκριμένα στοιχεία όσον αφορά τα μεταθετά στοιχεία στα θυλαστικά. Πάντως το μεγαλύτερο κομμάτι προκύπτει από μεταθετά στοιχεία και στο ποντίκι το ποσοστό αυτό είναι μικρότερο από ό,τι στον άνθρωπο. Τι σημαίνει αυτό για εσάς, γιατί μπορεί να είναι μικρότερο το ποσοστό αυτό στο ποντίκι. Επειδή έχει λιγότερα μεταθετά στοιχεία, δεν είναι αυτός ο λόγος. Μη μου πείτε δηλαδή ότι είναι λιγότερο αυτό το ποσοστό, γιατί υπάρχουν λιγότερα μεταθετά στοιχεία στο ποντίκι από τον άνθρωπο. Εσείς έχει περισσότερα μεταθετά στοιχεία. Αλλά τι συμβαίνει εδώ πέρα. Στο ποντίκι όπως θα δούμε και το έχουμε πει και άλλες φορές, το έχουμε πει ότι η μεταλλακτική ρυθμή στο ποντίκι είναι πολύ πιο υψηλή σε σχέση με τον άνθρωπο, άμα το θυμάστε. Μετάάλλαξη σημαίνει ότι είναι και αποδιοργάνωση. Άρα λοιπόν, ναι μεν παίρνουμε διπλασιασμούς από τα μεταθετά στοιχεία, αλλά πολύ γρήγορα συσσορεύουν μεταλλάξεις. Άμα συσσορεύουν μεταλλάξεις, σημαίνει αποδιοργανώνοντα. Όταν κάνεις συγκρίσεις λοιπόν μέσα στο γωνιδίωμα, δεν θα είναι ξεκάθαρη αυτή η ομολογία των περιοχών για να πεις ότι «Α, είναι πάνε λαμβάνομενο DNA». Έχουν συσσορεύσει μεταλλάξεις, θα φαίνεται το ένα μεταθετό στοιχείο σε σχέση με αυτό που έχει προκύψει από αυτό που είναι από χιλιάδες χρόνια και φαίνεται εντελώς διαφορετικά. Άρα δεν θα μπορείς να πεις ότι είναι πάνε λαμβάνομενο DNA. Το καταλάβατε? Είναι θέμα σύγκρισης, αποδιοργάνωσης που πια δεν φαίνεται να είναι πάνε λαμβάνομενο DNA. Επίσης πολλές φορές επαναλαμβανόμενο DNA έχουμε από ψιβδογονίδια. Έχουν προκύψει είτε από διπλασιασμούς γωνιδίων, είτε από διπλασιασμούς γωνιδιώματος και συσσόρευση μεταλλάξεων, αλλά όχι τόσο πολλά ώστε να φαίνονται, ή σε κάποιες περιεπτώσεις ακόμα και με τη βοήθεια ρετροειών ή οτιδήποτε παίρνουμε RNA, το RNA μεταγίνεται ξανά DNA και μετά ξανασωματώνεται πίσω το γωνιδίωμα. Έχουμε πάρα πολύ μικροδορυφορικό DNA, πάνε από το 3% του γωνιδιώματος. Έχουμε και περιοχές που είναι τεράστιες και διπλασιάζονται, 5% γωνιδιώματος. Και επίσης έχουμε και περιοχές οι οποίες είναι χαρακτηριστικές για τη δομή των χρωμοσομάτων σε τελομερή, σε κεντρομερή, όπως για παράδειγμα στον άνθρωπο υπάρχουν χαρακτηριστικές επαναλήψεις TTAGG και υπάρχουν πολλές τρεις επαναλήψεις. Θα μπούμε λίγο σε περισσότερες πληροφορίες όσον αφορά τα μεταθετά στοιχεία και σε συνδυασμό με αυτά που λέγατε για τα μεταθετά στοιχεία στη γροσσόφυλλα, ας πούμε, στον άνθρωπο και στα θελαστικά. Υπάρχουν, θα το δούμε εδώ πέρα, τέσσερις διαφορετικές ομάδες, τα lines, τα signs, τα μεταθετά στοιχεία που μοιάζουμε ιούς και τα DNA μεταθετά στοιχεία. Αυτά είναι τα μακρά διάσπαρτα στοιχεία, αυτά είναι τα βραχιά διάσπαρτα στοιχεία. Ποια είναι η διαφορά το με από το αδε, ούτε τα με είναι αυτόνομα, τα άλλα είναι μη αυτόνομα, γιατί αυτά έχουν την πολυμεράση που τα βοηθάει να ενσωματωθούν ξανά πίσω στο γωνιδίωμα. Ενώ αυτά πρέπει να χρησιμοποιήσουν την πολυμεράση από τα lines. Χαρακτηριστικό παράδειγμα των lines είναι οι αλληλουχίες Ελένα, που είναι από τις ελάχιες αλληλουχίες μεταθετών στοιχείων που είναι ενεργές στον άνθρωπο. Χαρακτηριστικό παράδειγμα των signs είναι οι αλληλουχίες Άλλου. Γιατί είναι αλληλουχίες Άλλου, γιατί λέγονται αλληλουχίες Άλλου, το έχετε ακούσει αλλά ας το θυμηθούμε λίγο. Έχουν χαρακτηριστική θέση κοπής για το ένισμο περιορισμού Άλλου 1. Εντάξει, γι' αυτό λέγονται Άλλου, γιατί μπορούν να τις κόψεις όταν χρησιμοποιήσετε από το ένισμο περιορισμού Άλλου 1. Επίσης έχουμε τα μεταθετά στοιχεία που μοιάζουν με ίους και βλέπετε εδώ βασικά το μεγέθι αυτών, αυτά είναι πολύ πιο μεγάλα από αυτά, σε λίγο θα χάσω τη φωνή μου. Αυτά είναι επίσης σε πάρα πολύ μεγάλο αριθμό αντιγράφων και επίσης υπάρχουν και λίγα λιγότερα DNA μεταθετά στοιχεία, τα οποία μέσω τρανσποζάσης μπορούν από DNA να μετατρέψουν σε RNA, ενώ εδώ πέρα έχουμε ένα διάμεσο κομμάτι που έχει να κάνει με RNA. Τώρα, τι κάνουν αυτά τα μεταθετά στοιχεία. Όπως είπαμε, στις περισσότερες περιπτώσεις των άνθρωπων είναι απολυθώματα, είναι λίγα τα ενεργάρα μεταθετά στοιχεία, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι προκαλούν και προβλήματα ή και κάποια οφέλη. Στον άνθρωπο, για παράδειγμα, το L1 έχει συσχετιστεί με διάφορες ασθένειες. Έχει ενσωματωθεί σε διάφορα γωνίδια που προκαλούν διαφορετικές ασθένειες. Στο ποντί και στο αρουραίο τα μεταθετά στοιχεία είναι πολύ πιο ενεργά, καμία σχέση με τον άνθρωπο που είναι ελάχιστα. Εδώ στον άνθρωπο έχουμε 100 ανά άτομο ενεργά μεταθετά στοιχεία, ενώ στα τροκτικά μπορεί να έχουμε και 10.000 συνεργά μεταθετά στοιχεία. Τι μπορούν να μας κάνουν αυτά τα μεταθετά στοιχεία. Πρώτα απ' όλα, βασικά προκαλούν αλλαγές στο γωνιδίωμα. Και καθώς μεταφέρονται, μεταφέρουν και άλλες περιοχές οι οποίες είναι ομόλογες και το πιο σημαντικό λοιπόν το αποτέλεσμα ποιο είναι. Ότι δημιουργούνται κατάλληλες περιοχές που είναι ομόλογες μεταξύ τους και οποίες μπορούν να είναι σημεία τα οποία θα μπορέσει να γίνουν ένα συνδυασμός των χρωμοσωμάτων. Άρα λοιπόν όλες αυτές οι αλλαγές που έχουν γίνει κατά τη διάρκεια των χρόνων που έχουν σπάσει χρωμοσώματα, που έχουν ενωθεί χρωμοσώματα σε πάρα πολλές περιπτώσεις έχουν πολύ μεγάλη σημασία γιατί ακριβώς τα μεταθετά στοιχεία δημιουργήσαν αυτή την πρώτη ύλη να μπορούν να γίνονται αυτές οι χρωμοσωματικές ανακατατάξεις. Και τη δημιουργία νέων συνδυασμών γονιδίων που παλιά δεν υπήρχανε σε πάρα πολλές περιπτώσεις έχουν δημιουργηθεί και γονίδια αυτά καθαυτά με ανακατάταξη λειτουργικών περιοχών διαφορετικών γονιδίων. Βέβαια αυτό δεν μπορεί να γίνει παντού. Με τα αυτά στοιχεία δεν υπάρχουν παντού στα χρωμοσώματα. Πώς είπαμε πιο πριν για τα χόξιγονίδια που είναι πάρα πολύ σημαντικά, ακριβώς επειδή είναι πολύ σημαντικά για την ανάπτυξη του εμβρίου εκεί πέρα δεν πρόκειται να βρίσκουμε τα αυτά στοιχεία. Γιατί άμα μπούνε χαλάνε τελώς τη ρύθμιση και μετά το ζώο αυτό δεν πρόκειται ποτέ να επιβιώσει. Το άμα είναι παράστα ή ωφέλημα μπορείς να το δεις με δύο διαφορετικούς τρόπους. Είναι με ένα εγωιστικό DNA γιατί αναπαράγεται από μόνο του αλλά από την άλλη έχει βοηθήσει και σε όλους αυτούς τους μηχανισμούς να μπορέσουμε να διπλασιαστούν και να εξελιχθούν τα χρωμοσώματα. Εδώ θα σταματήσω γιατί μετά θα πω σε κάτι τελώς διαφορετικό. Καμιά ερώτηση έχετε? Για τις ασκήσεις το συζητάμε τώρα. Καλή σας μέρα.