Image
""

Illustrasjon: Colourbox

Kroppens kokebok har oppskriften på deg

Visste du at alle cellene i kroppen din har samme DNA. Samtidig er du en røre av ulike celler. Hvordan kan de være så forskjellige når de inneholder de samme kokeboka?

Artikkelen er skrevet av Elena Støvring Yran

Nerveceller, immunceller, hudceller og beinceller er vilt forskjellige – både i struktur og funksjon.

Noen nerveceller kan bli over én meter lange og overfører elektriske signaler, mens hudceller bare er cirka 30 mikrometer og beskytter oss mot utvendig skade.

Til tross for ulikhetene inneholder de alle det samme arvestoffet, en to meter lang kokebok.

Elena Støvring Yran er masterstudent i molekylærbiologi ved Universitetet i Oslo. Denne artikkelen er skrevet som en del av formidlingskurset MNKOM. Foto: Eirik Øverby

Månen tur-retur 100 000 ganger

Kokeboka i hver celle inneholder masse tekst hvor 99 prosent av den er uleselig, men den resterende ene prosenten utgjør alle verdens oppskrifter, gener. Denne to meter lange kokeboka er cellenes DNA. Ganger du den opp med de 30 billionene cellen du har i kroppen, altså 30 millioner millioner celler, kunne DNA-et ditt strukket seg til månen og tilbake godt over 100 000 ganger.

Du har altså en helt svimlende mengde DNA i kroppen din. Men om hver celle inneholder det samme DNA-et, hvordan er de da forskjellige? Om alle restauranter hadde hatt den samme kokeboka hadde de vel servert samme maten?

Løsningen ligger i hvordan kokeboka leses og hvordan oppskriften settes sammen.

Alle oppskrifter i hver celle

Celler trenger forskjellige oppskrifter. Alle kokker må kunne kutte løk, koke poteter og piske krem, men en pizzakokk bruker oftere oppskriften på pizzasaus.

På samme måte vil hudceller oftere bruke noen oppskrifter for eksempel den på elastin, et protein nødvendig for hudenes elastisitet.

Enda mer ekstremt er med det med oppskriften på det oksygenbærende proteinet i røde blodceller, hemoglobin. Alle kroppens celler har oppskriften på hemoglobin, men bare røde blodceller bruker den.

Så hvordan endres tilgjengeligheten av oppskriftene?

Fra stamcelle til pizzakokk

Gjennom hudcellens vei til å bli en hudcelle og åpne en restaurant blir bruken av kokeboka dens endret. Under kokkeutdannelse blir noen sider i boka limt sammen og gjøres dermed utilgjengelige. Oppskriftene på fajitas og fårikål blir strøket over, mens det brettes eseløre på sidene med oppskriftene på polenta, pasta og pizza.

Vips eier hudcellen kokeboka for å åpne en italiensk restaurant. Men hvordan bestemmer oppskriftene hvilken celletype det blir?

Cellenes kjøkken

En oppskrift er kun en oppskrift før det lages en rett. Gener er områder i DNA-et som cellen bruker som oppskrift på proteiner og andre molekyler. Veien fra gen til protein, oppskrift til pizza, starter med at et kopi-protein lager en kopi av genet på DNA-et inne i cellekjernen.

Denne kopien fraktes så ut av cellekjernen til strukturer som heter ribosomer. Ribosomene leser langs gen-kopien og bruker denne informasjonen til å sette sammen en lang aminosyrekjede, som så foldes til et protein.

Bland først mel, vann, gjær og olje. Hev i to timer og så er pizzadeigen klar. Hvilke gener det lages kopier av, og i hvor stor grad, er dermed en måte cellene blir forskjellige – fordi dette bestemmer hvilke proteiner cellene lager, og det er med på å bestemme deres funksjon.

Til tross for at cellene alle inneholder den samme kokeboka, gjør variasjonen i hvordan de bruker den at de kan bli forskjellige. Cellene har gått gjennom kokkeskolen, hvor kokeboka deres har blitt tilpasset til å bruke et bestemt sett med oppskrifter til å lage bestemte retter med egen funksjon.

Cellen har blitt en uteksaminert hudcelle. Med en tilpasset kokebok under armen er den nå klar for å starte jobben i en ny restaurant, eh…, jeg mener menneske.

Kilder:

Alberts, Johnson, Lewis mfl: An Overview of Gene Control, Molecular Biology of the Cell 4th edition, Garland Science, 2002.
Cooper: Regulation of Transcription in Eukaryotes, The Cell: A Molecular Approach 2nd edition, Sinauer Associates, 2000.
Phillips: Regulation of transcription and gene expression in eukaryotes, Nature Education, 2008.
Sender, Fuchs og Milo: Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body, PLOS Biology, 2016.
Role of proteins in the body, Science Learning Hub, 2011.