Zašto dvoje dece iz iste porodice može biti potpuno različito?

Da li ste se i sami uverili da često deca iz iste porodice budu čista suprotnost?

Na prvi pogled može da deluje nelogično da dva deteta, rođena od istih roditelja i odrasla u istom domu, mogu da budu izrazito različita po temperamentu, fizičkim karakteristikama, kognitivnim sposobnostima ili zdravstvenim predispozicijama.

Roditelji često primete da jedno dete liči na majku, drugo na oca, da jedno ima mirniji temperament, dok je drugo energičnije ili da imaju potpuno različite talente i interesovanja.

Iako se takve razlike često objašnjavaju kroz porodične anegdote ili karakter, savremena genetika pokazuje da je različitost među braćom i sestrama zapravo normalna i očekivana posledica načina na koji se genetički materijal kombinuje i reguliše tokom razvoja.

Istina je da razlike među decom počinju mnogo pre rođenja i to već tokom trudnoće i formiranja polnih ćelija i ranog embrionalnog razvoja. U nastavku otkrivamo kako nastaju, kada se ispoljavaju i kako na sve to gledaju nauka i biologija.

Kako nastaju različite genetičke kombinacije kod braće i sestara?

Prvi korak u stvaranju genetičke raznolikosti dešava se tokom formiranja polnih ćelija - jajnih ćelija i spermatozoida. Taj proces naziva se mejoza i predstavlja posebnu vrstu ćelijske deobe koja omogućava kombinovanje genetskog materijala.

Naime, tokom mejoze dešavaju se dva ključna mehanizma koji stvaraju ogromnu genetičku raznovrsnost.

1. Nezavisna segregacija hromozoma

Čovek ima 23 para hromozoma, a tokom formiranja polnih ćelija svaki par se razdvaja nasumično. To znači da svaka polna ćelija dobija jedinstvenu kombinaciju hromozoma, što već stvara veliki broj mogućih genetičkih kombinacija.

2. Genetska rekombinacija (crossing-over)

Tokom mejoze homologni hromozomi razmenjuju segmente DNK. Ovaj proces naziva se rekombinacija ili crossing-over. Rezultat je stvaranje novih kombinacija alela koje nisu postojale kod roditelja u istom rasporedu.

Zbog kombinacije ova dva procesa broj mogućih genetičkih varijanti je ogroman. Zato je verovatnoća da dvoje braće ili sestara dobije potpuno identičan genetički raspored (osim kod jednojajčanih blizanaca) praktično zanemarljiva.

U proseku, braća i sestre dele oko 50% naslednog materijala, ali tih 50% nije identičan skup gena.

Zašto male genetičke razlike mogu dovesti do velikih razlika među decom?

Mnoge osobine koje primećujemo kod ljudi ne kontroliše jedan gen, već veliki broj gena. Takve osobine nazivaju se kvantitativne ili poligenske osobine.

U njih spadaju, na primer:

• visina

• telesna građa

• neke komponente temperamenta

• sklonost ka određenim bolestima

• metabolizam

• određene kognitivne sposobnosti

Kod ovih osobina deluje veliki broj gena sa malim pojedinačnim efektima, koji se međusobno sabiraju i kombinuju. Zbog toga čak i male razlike u kombinacijingenetičkih varijanti mogu da dovedu do vidljivih razlika.

Nasumične razlike tokom razvoja organizma

Razlike među decom ne nastaju samo zbog gena. Tokom razvoja embriona i fetusa postoje i stohastičke (nasumične) varijacije u ekspresiji gena.

To znači da:

• isti gen može da bude aktiviran u različitom trenutku

• intenzitet njegove aktivnosti može da varira

• regulatorni signali mogu da budu u nekoj meri drugačiji

Takve male razlike tokom razvoja mogu kasnije da se pojačavaju i da dovedu do suptilnih, ali merljivih razlika među decom. Ovo je posebno važno u razvoju nervnog sistema, gde male promene u regulaciji gena mogu da utiču na ponašanje, temperament ili kognitivne sposobnosti.

Epigenetika - isti geni, ali različita aktivnost

Da zamrsimo još malo priču. Genetska sekvenca nije jedini faktor koji određuje kako će se geni ispoljiti. Postoji i dodatni sloj regulacije poznat kao epigenetika.

Epigenetske promene, nastaju zbog raznih udruženih faktora i:

• ne menjaju sekvencu DNK

• ali utiču na to koji geni će biti aktivni ili utišani

Zbog toga braća i sestre mogu imati različit obrazac aktivacije gena, čak i kada nasleđuju slične genetičke varijante.

Kada je važno od kog roditelja dolazi gen?

Kod određenih gena postoji fenomen poznat kao genomski imprinting. U tim slučajevima važno je da li je gen nasleđen od majke ili od oca, jer jedna kopija gena može biti epigenetski utišana.

To znači da:

• majčinska kopija može biti aktivna, a očinska utišana

• očinska kopija može biti aktivna, a majčinska neaktivna

Ako braća i sestre naslede različite kombinacije aktivnih i utišanih alela, to može dodatno da dovede u razlikama u njihovim osobinama.

Da li i okruženje utiče na razlike među decom?

Iako deca odrastaju u istom domu, njihova iskustva nisu potpuno identična.

Na razvoj mogu uticati:

• redosled rođenja

• individualne reakcije na okolinu

• socijalne interakcije

• životne okolnosti u različitim fazama detinjstva

Dakle, genetika je veoma značajna i postavlja biološki okvir, ali interakcija sa okruženjem oblikuje konačni razvoj svakog pojedinca.

Primer iz biologije: jednojajčani blizanci

Jednojajčani blizanci dele gotovo identičnu sekvencu DNK. Ipak, tokom života mogu razviti razlike u:

• zdravstvenim predispozicijama

• ponašanju

• nekim fizičkim karakteristikama

Ovo pokazuje da genetska identičnost ne znači i potpunu biološku identičnost. Regulatorni mehanizmi i iskustvo igraju važnu ulogu u oblikovanju fenotipa.

Glavni razlozi zbog kojih se braća i sestre razlikuju

Na razliku između dva deteta u istoj porodici  deluje  nekoliko različitih faktora, a u nastavku u tabeli možete videti na koji način oni utiču na razlike. 

Razlika među braćom i sestrama nije posledica “dominantnijih“ majčinskih ili očinskih gena. Ona je rezultat složenog delovanja više bioloških mehanizama.

Kombinacija nasumične raspodele hromozoma, genetske rekombinacije, poligenskog modela nasleđivanja, epigenetske regulacije i uticaja sredine čini da svako dete dobije jedinstvenu kombinaciju bioloških karakteristika.

Treba da imamo u vidu da genetika ne funkcioniše kao sistem koji pravi kopije, već kao sistem koji stvara raznovrsnost. 

Upravo zato su razlike među decom iz iste porodice potpuno očekivane i predstavljaju prirodnu posledicu načina na koji funkcioniše ljudski genom. Uz to, te razlike i suprotnosti treba da privolimo i da ne tražimo od dece da budu “ista” jer to ni genetički nije moguće.