A DNS, teljes nevén dezoxi-ribo-nukleinsav a Föld élőlényeinek örökítő-anyaga. Ez azt jelenti, hogy a baktériumoktól kezdve a szobafikuszon és a házimacskán át az emberig ez a molekula hordozza az adott egyed genetikai információjának összességét. Ez az információcsomag kódolja azokat a biokémiai folyamatokat, melyek a túléléshez, a szaporodáshoz és a fajtársakkal való kapcsolatteremtéshez szükségesek. Ha úgy vesszük, ez egy automatikusan lefutó programcsomag, mely alapvetően meghatározza a viselkedésünket.

No de hogyan is működik a DNS? Miként nyilvánul meg a néhány betűvel jelölhető kódsorozatban rejlő információ és működtet egy olyan bonyolult szervezetet, mint az emberi test?

Balogh Eszter írása

Az a híres “kettős-spirál”

Ahhoz, hogy mindezt végignézzük és megérthessük a gyakorlatát is, szükségünk lesz némi ismeretre a DNS molekula szerkezetével kapcsolatban. Kezdésnek jöjjön tehát az unalmas, száraz biokémiai rész, melyek során mindenki felidézheti borzongató emlékeit a középiskolás bioszórákról…

A DNS egy összetett molekula, mely nukelotidoknak nevezett alegységekből épül föl. Egy nukelotid egy cukormolekulából (ez a dezoxiribóz), egy ahhoz kapcsolódó foszfát csoportból és egy nitrogéntartalmú szerves bázisból áll – ebből négyféle lehet: adenin (A), timin (T), guanin (G) és citozin (C).

A nukleotid alegységek a cukor-foszfát molekulákon keresztül kapcsolódnak egy hosszú lánccá, maga a kettős-spirál szerkezet pedig két ilyen lánc összekapcsolódásával jön létre, a bázisok közötti hidrogén-hidak segítségével. Nem mindegy, ki kivel áll össze: az adenin a timinnel, a guanin a citozinnal kapcsolódik, az előbbiek között kettő, az utóbbinál három kötés alakul ki.

A DNS molekula térszerkezetét összességében úgy lehet elképzelni, mint egy létrát, mely spirál-alakban felcsavarodik – a létra szára a cukor-foszfát gerinc, a létra fokai pedig a bázispárok.

Felmerül a kérdés, miért van szükség egy ennyire bonyolult szerkezetre?

Egy élőlény számára – akárhogy is nézzük – saját maga és a faj túlélésének szempontjából a legnagyobb kincs a sejtjeiben tárolt genetikai információ, melyet lehetőség szerint át kellene tudni átadni az utódoknak is. A DNS molekula szerkezete meglehetősen stabil, bizonyos mértékig ellenáll a különböző kémiai hatásoknak, magas hőmérsékletnek. Ezért alkalmas arra, hogy a genetikai információt sértetlenül megőrizze.

A genetikai kód

A DNS azon szakaszát, mely egy tulajdonság kódolásáért felelős, génnek nevezzük. Azt, hogy az adott génben milyen információ került tárolásra, a négyféle bázis sorrendje határozza meg. A DNS-láncon három egymást követő nukleotid (egy bázishármas, vagy “triplet”) jelent egy kódot – ezt a genetikában kodonnak nevezzük. Ahhoz hogy ez az információ megnyilvánuljon, vagyis az adott tulajdonság láthatóvá váljon, egy sor biokémiai folyamat szükséges, melyek a sejten belül, különböző helyszíneken mennek végbe. Ezek eredményeképpen a DNS-ben tárolt információ fehérje-molekula formájában fog megjelenni a sejtben.

A DNS a sejten belül a sejtmagban helyezkedik el, mégpedig kromoszómák formájában, speciális fehérjemolekulákra felcsavarodva. Erre a „tömörítésre” helytakarékossági szempontból van szükség, a DNS molekula ugyanis igen nagyméretű – az emberi DNS hossza, ha teljesen kicsomagolnánk, akár a 2 métert is elérheti.

Mint már említettem, a DNS szerkezete igen stabil, ám ez azt is jelenti, hogy nem egykönnyen mozdítható el a helyéről. Az információnak pedig valahogyan ki kell jutnia a sejtmagból. Ez a ribonukelinsav (röviden RNS) segítségével történik meg. Az RNS a DNS „kistestvére”, felépítése nagyon hasonló, viszont csak egyszálú, kisebb méretű, ezáltal sokkal mozgékonyabb is. További különbség, hogy a timin (T) nevű bázis helyett uracil (U) nevű bázis található benne. RNS-ből többféle is található a sejtben – azt, amelyik a DNS-ben tárolt információt kijuttatja a sejtmagból, messenger (hírvivő) RNS-nek, röviden mRNS-nek nevezzük. Arról a DNS szakaszról (génről) amelyről kifejeződésre kerül az ott tárolt információ, első lépésben egy mRNS- másolat készül – ez a folyamat a transzkripció. A DNS ugyebár kétszálú molekula, így mindig csak az egyik szálról fog másolat készülni, ezt nevezzük kódoló szálnak.

Az mRNS a sejtmagon kívül a sejtplazmában folytatja útját egészen a riboszómákig, amik úgy működnek, mint a vonalkód leolvasók. Végighaladva az mRNS-en leolvassák a bázishármasokból álló kód-sorozatot – minden bázishármas egy aminosavat, azaz a fehérjéket felépítő alegységet kódol. Összesen húszféle aminosav létezik, melyek különböző kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, meghatározva ezzel az általuk felépített fehérjének a sejt működésében betöltött szerepét. Kis fejszámolással rájöhetünk, hogy több bázishármas-kombináció van (összesen 64), mint ahány aminosav. Így egy aminosavat többféle bázishármas is kódolhat, valamint van három, a transzláció végét jelző úgynevezett STOP-kodon is, mely nem kódol aminosavat. Ha a riboszóma elért egy ilyen STOP-jelet, akkor leválik az mRNS-ről és útjára bocsátja a kész fehérjeláncot, mely ezután még további módosulásokon is átesik, attól függően, hogy milyen biológiai szerepet tölt be a sejt működésében.

Ez a folyamat, melyet igen vázlatosan igyekeztem bemutatni, a nap 24 órájában, folyamatosan zajlik minden élőlényben, így az ember testében is. A DNS minden sejtmaggal rendelkező sejtünkben megtalálható. Az, hogy mely DNS-szakaszról készül mRNS másolat, majd fehérje, a sejtek összehangolt működésének eredménye.

A DNS, mint az élet működéséhez szükséges alapprogram

Az, hogy mikor, mely gének lépnek működésbe, egyrészt előre leprogramozott, az ember esetében ilyen például az egyedfejlődés. Az a génkészlet, melyet 50-50%-ban a két szülőnktől kaptunk, lehetővé teszi, hogy a születést követően csecsemőből kisgyerekké, majd serdülővé, végül felnőtt emberré váljunk. Ehhez nekünk semmit nem kell tennünk, mert ez a folyamat magától végbemegy, irányítani sem tudjuk. A DNS-ünkben tárolt genetikai információ segít továbbá a környezethez való alkalmazkodásban, a betegségekkel való harcban, és egyáltalán, minden olyan folyamatban, mely a három alap-ösztönünk, a létfenntartás, a fajfenntartás és a szociális ösztön kielégülését eredményezi. A DNS-ben tárolt információ összessége tehát különböző kulcsingerek által kiváltott biokémiai folyamatok sorozataként fog megnyilvánulni, melyek napi szinten a viselkedésünket is befolyásolják.

No de hol érhető ez tetten a hétköznapokban? Lássunk erre néhány példát!

Létfenntartás

A legalapvetőbb ösztön, mely az egyed túlélését szolgálja. Ide tartozik a táplálékszerzés és a biztonságra való törekvés, melynek alapvető megnyilvánulási formája az úgynevezett „üss vagy fuss” reakció – egy olyan hormonális válasz, mely a vélt vagy valós veszély esetén harcra vagy menekülésre ösztönöz. Az ősember számára létfontosságú volt, hogy ez a reakció megfelelően működjön, hiszen folyamatosan a táplálékért kellett küzdenie és ragadozók elől menekülnie. A mai ember számára alapesetben a táplálékszerzés nem egy küzdelmes küldetés (noha ebédidőben egy pláza gyorséttermében sorban állva éppenséggel lehet ez a benyomásunk…), és az életünk sincs folyamatos veszélynek kitéve. A létfenntartó ösztönünk azonban ugyanúgy működik, mint tízezer évvel ezelőtt élt elődeinknél. Csak éppen más ingerekre kapcsol be.

Néhány hétköznapi példa:

  • Behívat a főnök, és leszid, felmerül, hogy holnaptól nincs állásom – és ettől bizony összedől a világ. „Ha kirúgnak, nem lesz pénzem, ha nem lesz pénzem, nem lesz mit ennem.” A pénz a mai ember számára igencsak a létfenntartás alapját jelenti, elvesztése pedig így a létét fenyegető veszélynek minősül.
  • Vizsgadrukk – Aki valaha vizsgázott már, az tapasztalta a gyomorideget, az egekbe szökő pulzust, és a kedvező végeredményt követő megnyugvást, avagy a bukást követő letargiát. Az első esetben sikerült a túlélés, a második esetben nem – habár fizikailag nem haltunk meg, de egyfajta „világvége” hangulat azért ránk telepszik ilyenkor.
  • Valaki csak simán nem ért egyet velünk… – Aki vitatkozott már életében, az érzékelhette, micsoda biokémiai „fröccs” önti el az ember agyát, ha esetleg valaki megkérdőjelezi a véleményünk helyességét. Ilyenkor támadásnak vesszük a másik összes mondatát, függetlenül attól, hogy amit mond, az megállja-e a helyét. A másik támadó fél lesz, akit a hozzá fűződő viszony alapján vagy „ütnénk” (ha fizikailag nem is, de szavakkal annál inkább) vagy futnánk előle (ha pl. az illető az egyik szülőnk vagy munkahelyen a felettesünk).

Összességében folyamatosan minősítünk minden élethelyzetet „jónak” vagy „rossznak” attól függően, hogy a túlélésünket szolgálja- e, vagy sem. Amit jónak ítélünk, azt közelítjük, amit rossznak, azt távolítjuk, el akarjuk kerülni. Megszokásainkat, napi rutinunkat is ez alapján alakítjuk ki.

Fajfenntartás

Minden egyed (az ember is) saját fajának túlélése és fennmaradása érdekében szaporodásra van programozva. A fajfenntartó ösztön működésének célja az információcsere a faj két egyede között, melyek lehetőség szerint minél inkább eltérő genetikai állománnyal rendelkezzenek. Ez azért fontos, mert minél változatosabb egy faj génkészlete, annál nagyobb eséllyel marad fönn a folyamatosan változó környezetben.

A fajfenntartó ösztön megnyilvánulása a párkeresés, azaz megtalálni azt az illetőt, akivel a legéletképesebb utódokat hozhatjuk létre. Ehhez számos eszközt bevetünk a hétköznapokban: a külsőnkkel hívjuk föl magunkra a figyelmet, vagy a mozgásunkkal, pl. tánc, testbeszéd – férfiaknál és a nőknél is megvannak erre a „jól bevált” gesztusok, mozdulatok. A fajfenntartó ösztön működése abban is megnyilvánul, hogy folyamatosan viszonyítunk – egyfajta erősorrendet állítunk fel magunkban. Az ellenkező nem esetében azért, hogy lássuk, ki a legmegfelelőbb partner számunkra, saját nemünk esetében pedig azért, hogy fölmérjük a „vetélytársakat”. Akár komoly „harcok”, rivalizálás, sértődés is lehet a következménye ennek a rangsorolásnak. Féltékenykedünk, vagy nem állunk többé szóba valakivel azért, mert „biztos ő is arra a pasira hajt”. Kisarkított példa, de gondoljunk bele abba, hogy ha csupán ez alapján alkotunk véleményt az embertársainkról, vajon mit tudunk meg róluk igazából?

Szociális ösztön

A más egyedekkel való kapcsolattartásra, együttélésre, együttműködésre való törekvés a szociális ösztön, mely kiegészíti az első kettőt, eredményesebbé teszi azok működését. Az ősember esetében a közös vadászat alkalmával nagyon is számított az együttműködés, hiszen a túlélés múlhatott rajta. A szociális ösztön kielégítésére a mai ember számára sokféle közösség (család, barátok, munkahely) ad lehetőséget. A szociális ingerek által, mint az arcmimika, a gesztusok, az érintés, a másik hangja, szűrhetők le azok az információk, amik a sikeres együttéléshez kellenek.

Manapság egyre inkább online éljük az életünket és a kapcsolattartás jelentős része is a technikai eszközök segítségével zajlik. Ennek hozadéka, hogy sokkal inkább az online szerzett ismerősök, közös posztok és facebook like-ok száma válik a szociális ösztön kulcsingerévé a személyes kontaktus helyett. Bejárják a világhálót azok a vicces, de elgondolkodtató fotók, ahol emberek ülnek egymás mellett, de nem egymással beszélgetve, hanem az okos-telefonjaikba mélyedve. De vajon tényleg fontosabb az, hogy hányan kedvelik a megosztásainkat, mint figyelemmel fordulni a mellettünk ülő felé? Miért nem azokkal törődünk főleg, akikkel együtt élünk, akikkel napi szinten személyes kapcsolatban vagyunk?

Az ösztönök nem önmagukban, hanem együttesen, egymással “kölcsönhatásban” működnek és alakítják ki a mindennapi viselkedési formákat. Így az sem egyértelmű, hogy egy-egy szituáció éppen melyik öszönünket “birizgálja”. Felmerülhet az a “képtelen” helyzet is, hogy egy ösztönünkre olyan kulcsinger is hatni fog, aminek amúgy nem kellene. Tipikus példa erre, amikor bizonyos értékes tárgyak elvesztésére (mobiltelefon, pénztárca, lakáskulcs, bankkártya…stb.) olyan kétségbeeséssel (és egyben adrenalin-kortizol fröccsel) reagálunk, mintha egy oroszlán üldözne bennünket. Egy szakítás alkalmával szintén megfigyelhető hasonló pánik és/vagy világvége hangulat. Ezekben az esetekben olyan ingerek (elveszítek valamit, illetve elhagynak) hatnak a létfenntartó ösztönre, ami normális esetben nem kellene a létfenntartást vagy a fajfenntartást fenyegető tényezőként megélni. (Bár szó se róla, jelenlegi társadalmunkban nehéz elhinni, hogy a mobiltelefonom vagy a párom nélkül is életképes egyednek számítok).

Az egyes helyzetekre nem egyformán reagálunk – van, aki pl. a főnök/szülő leszidására meghunyászkodik, de olyan is van, aki visszaszól, vitatkozni kezd; van, aki egy bukott vizsga után közönyösen vállat von, más könnyekben tör ki. Felmerül a kérdés, hogyan alakulnak ki ezek a reakciók, bizonyos kulcsinegrek hatására miért pont az lesz a válaszlépés, ami?

Ezek a reakciók gyermekkorban alakulnak ki – illetve jórészt másolással tanuljuk őket a környezetünkben élőktől, főleg a szüleinktől. Ha egy ilyen mintát egyszer sikeresen alkalmaztam az adott helyzetben (azaz “túléltem”), akkor ezt működőképes mintának könyvelem el és a későbbiekben is alkalmazni fogom az adott szituációban (pl. ha gyerekként úgy kaphattam a legenyhébb büntetést, ha elpityeredtem és bűnbánóan pislogtam a szüleimre, akkor ezt a mechanizmust a felnőtt életem során is ki fogom próbálni, mondjuk a főnökömmel szemben.) Ezeket a sikeres mintákat pedig az utókornak is tovább fogom örökíteni – ahogy nekem is továbbadták a felmenőim.

Ez a folyamat ma sem működik másképp, mint őseink esetében, csak ők éppen a sikeres vadászathoz, ragadozók elől való rejtőzködéshez stb. való mintákat és a hozzájuk kapcsolódó biokémiai reakciókat örökítették a DNS-ükben, míg a 21. századi ember ezeket egészen más élethelyzetekben fogja használni.

Most biztos sokan csóválják a fejüket és azon morfondíroznak, hogy „de hát az embert nem csupán az ösztönei irányítják, hiszen képes gondolkodni!” Még a fajunk neve is ezt sugallja, hiszen úgy hangzik, hogy Homo sapiens – azaz „értelmes ember”. És való igaz, az ember az egyetlen faj, aki képes az ösztöneit felülírni. A DNS-ben tárolt információ azonban anélkül is hatással van az életünkre, hogy annak tudatában lennénk. A fenti példákból is látszik, hogy nem is olyan könnyű elcsípni ezeket az automatikusan lefutó reakciókat, magunkat figyelve azonban feltérképezhetők, megérthetők s fölül is írhatók.

Így, ha legközelebb összeugrik a gyomrunk, amikor behívat a főnök, eszünkbe juthat, hogy nem a kardfogú tigrissel állunk szemben. Veszekedés közben megfontolhatjuk, hogy végighallgatjuk a másikat, mert nem megölni akar, csak másképp gondolkodik, a szomszéd lány csinos ruhája és mély dekoltázsa láttán féltékenységi roham helyett akár meg is kérdezhetjük, hol vette azt a ruhát, és a telefon pittyenésére sem fogunk feltétlenül fölugrani a családi vacsora mellől…

De vajon mi van a DNS-en, az ösztönökön túl? Mitől lehetünk egyediek, többek egy molekulába besűrített információ-halmaznál…?