Η έρευνα για τη διατροφή στο μέλλον θα εστιάζει όλο και περισσότερο στους τρόπους με τους οποίους τα γονίδιά μας επηρεάζονται από αυτά  που τρώμε. Τρόφιμα που είναι ασφαλέστερα και πιο θρεπτικά, νέες ιατρικές θεραπείες και νέοι τρόποι για να σώσουμε το περιβάλλον - αυτά είναι μερικά από τα πιθανά οφέλη που αναμένονται να απορρεύσουν από αυτή την έρευνα.

Η γενετική έρευνα μπορεί να εφαρμοστεί στον τομέα της διατροφής με πολλούς τρόπους, είτε για να αυξήσει τη θρεπτική αξία των τροφίμων και να προσδιορίσει τρόπους να μειωθεί ο κίνδυνος ορισμένων ασθενειών είτε για να προσδιοριστούν οι καλύτερες για την υγεία δίαιτες. Με την άφιξη του πρώτου σχεδίου του ανθρώπινου γονιδιώματος, ένα νέο κεφάλαιο άνοιξε στην κατανόηση της υγείας και της διατροφής.

Τον Φεβρουάριο του 2000 δύο ανεξάρτητες ομάδες ερευνητών αγωνίστηκαν ενάντια στον χρόνο για να δημοσιεύσουν ταυτόχρονα τα συμπεράσματά τους σε δύο από τα πιο έγκυρα περιοδικά παγκοσμίως- το «Nature» και το «Science». Το πρώτο «αδρό σχέδιο» του ανθρώπινου γονιδιώματος έγινε πραγματικότητα. Αυτό είναι ένα καταπληκτικό επίτευγμα, αν κάποιος αναλογιστεί ότι η πλήρης ακολουθία του ανθρώπινου γονιδιώματος αποτελείται από 3,2 δισεκατομμύρια «γράμματα» και είναι τόσο μεγάλο που μπορεί να δημοσιευθεί μόνο στο διαδίκτυο. Έχει υπολογιστεί ότι θα χρειάζονταν περισσότερες από 75.000 σελίδες μιας εφημερίδας για να τυπωθεί ακριβώς η πλήρης ακολουθία!

Η έρευνα για το ανθρώπινο γονιδίωμα απαιτεί λεπτομερή κατανόηση της λειτουργίας και της αναπαραγωγής των κυττάρων. Για να βοηθήσουμε εκείνους που δεν έχουν σχέση με τη μελέτη της γενετικής να κατανοήσουν τα βασικά στοιχεία της επιστήμης αυτής, οι ακόλουθες παράγραφοι κάνουν εν συντομία μια αναφορά στη δομή και τη λειτουργία των διαφόρων πτυχών του ανθρώπινου γονιδιώματος.

Υπάρχουν τέσσερεις πιθανές βάσεις και καθεμία αντιστοιχείται με μια συγκεκριμένη συμπληρωματική της στην αντιπαράλληλη αλυσίδα. Η αδενίνη (A) «ζευγαρώνει» με τη θυμίνη (T), και η γουανίνη (G) με την κυτοσίνη (C). Όλες οι πληροφορίες που απαιτούνται για τη λειτουργία και αναπαραγωγή ενός κυττάρου είναι κρυμμένες στην ακολουθία αυτών των τεσσάρων βάσεων. Αυτή η ακολουθία επαναλαμβάνεται εκατομμύρια, ή ακόμη και δισεκατομμύρια, φορές σε όλο το γονιδίωμα. Κάθε μορφή ζωής στον πλανήτη χρησιμοποιεί αυτή την ίδια «γλώσσα» ∙ παρ’ όλα αυτά, η ιδιαίτερη αλληλουχία των βάσεων - αδενίνη, θυμίνη, γουανίνη και κυτοσίνη - είναι σημαντική, επειδή αυτή είναι που κάνει έναν άνθρωπο άνθρωπο και όχι σκουλήκι. Με άλλα λόγια, είναι η ακολουθία βάσεων που κρύβεται πίσω από την ποικιλομορφία των οργανισμών. Οι αλληλουχίες του DNA κρατούν το μυστικό κάθε μορφής ζωής, από τα βακτήρια ώς τους ανθρώπους, και η επιστήμη έχει τώρα τη δύναμη να αποκωδικοποιήσει αυτά τα «βιβλία της ζωής» που ονομάζονται γονιδίωμα.

Γονιδίωμα - ολόκληρο το DNA

Το γονιδίωμα αποτελείται από όλα τα μόρια DNA σε έναν οργανισμό, συμπεριλαμβανομένων εκείνων στα γονίδια. (Το γονίδιο είναι μια υποομάδα του DNA που καθορίζει τα κληρονομούμενα χαρακτηριστικά ενός ατόμου, όπως το χρώμα ματιών). Τα γονιδιώματα ποικίλλουν στο μέγεθος ανάλογα με την προέλευσή τους. Παραδείγματος χάριν, το μικρότερο γνωστό γονιδίωμα προέρχεται από ένα βακτήριο και έχει 600.000 ζεύγη βάσεων DNA (bps). Το ανθρώπινο γονιδίωμα έχει περίπου 3 δισεκατομμύριq ζεύγη βάσεων. Παρόλο που δίνουμε μεγάλη προσοχή στα γονίδια, οι πρωτεΐνες είναι αυτές που κάνουν πραγματικά όλη τη δουλειά στο κύτταρο. Τα γονίδια φέρουν τις πληροφορίες για να επιτρέψουν στο κύτταρο να δημιουργήσει πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες καθορίζουν στη συνέχεια όλα τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα, όπως για παράδειγμα πώς θα μοιάζει ο οργανισμός, πόσο καλά λειτουργεί και ίσως ακόμη και πώς συμπεριφέρεται.

Το μέλλον

Η έρευνα που χρησιμοποιεί τη γνώση από το Πρόγραμμα του Ανθρώπινου Γονιδιώματος θα επιτρέψει, τελικά, στους επιστήμονες να καταλάβουν τις λειτουργίες των ανθρώπινων γονιδίων και των νόμων που ρυθμίζουν την εκδήλωσή τους ή μη. Αυτή η γνώση θα παράσχει σε αυτούς πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο τα γονίδια και τα θρεπτικά συστατικά αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και για την επίδραση των ατομικών γενετικών διαφορών στη δίαιτα και τη διατροφή. Παραδείγματος χάριν, ο πραγματικός τρόπος με τον οποίο μερικά θρεπτικά συστατικά όπως εκείνα από το γάλα, τα φρούτα και τα λαχανικά, επιφέρουν επιθυμητές αλλαγές στον μεταβολισμό είναι, κατά ένα μεγάλο μέρος, άγνωστος. Η έρευνα μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό αυτών των αποτελεσμάτων και στην κατανόηση των λόγων για τους οποίους ορισμένα συστατικά και τρόφιμα ωφελούν την υγεία. Ομοίως, μπορεί να προσδιοριστεί η γενετική βάση πίσω από τις διαφορές στο πώς μερικοί άνθρωποι αποκρίνονται στα διάφορα τρόφιμα και θρεπτικά συστατικά και να χρησιμοποιηθεί για να γίνουν συστάσεις για τρόφιμα και δίαιτες που είναι πιο ευεργετικές για το κάθε άτομο. Οι μελέτες σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις γονιδίων και θρεπτικών συστατικών θα παρέχουν επίσης νέες πληροφορίες για την ανάπτυξη ακριβέστερων βιολογικών δεικτών, οι οποίοι θα μπορούν να ανιχνεύσουν διάφορες ασθένειες πολύ νωρίτερα και να προσδιορίσουν τα γονίδια που θα μπορούμε να στοχεύσουμε μέσω διατροφικής παρέμβασης για να τις αποτρέψουμε.

Στο επόμενο τεύχος του Food Today θα εξεταστούν πιο λεπτομερεικά οι επιπτώσεις αυτής της έρευνας στη μελλοντική πρόοδο στην υγεία και τη διατροφή.

Κατανοώντας το DNA

Τα κύτταρα είναι οι θεμελιώδεις μονάδες όλων των ζωντανών οργανισμών και όλες οι πληροφορίες ή οδηγίες που απαιτούνται για τη δραστηριότητά τους μπορούν να βρεθούν σε μια ουσία αποκαλούμενη δεσοξυριβοζονουκλεϊνικό οξύ (DNA). Το DNA βρίσκεται στον πυρήνα του κυττάρου. Στους ανθρώπους, καθώς και σε όλα τα ανώτερα ζώα, ένα μόριο DNA αποτελείται από δύο αλυσίδες DNA, οι οποίες τυλίγονται η μία γύρω από την άλλη, ώστε να μοιάζουν με γυριστή σκάλα. Οι πλευρές της σκάλας αποτελούνται από μόρια σακχάρων (δεοξυριβόζη), ενώ τα σκαλοπάτια αποτελούνται από χημικές ενώσεις που αποκαλούνται βάσεις.

Βιβλιογραφικές αναφορές

• The Human Genome, Science, 291; 5507, Feb 16, 2001
• Primer on Molecular Genetics, United States Department of Energy, 2001
• United States Department of Energy, Human Genome Project www.ornl.gov/hgmis
• European Parliament and Council Directive 98/44/EC, 6 July 1998. Official Journal L213, 30-7-98.
• Roberts MA, Mutch DM and German JB. Genomics: food and nutrition. Current Opinion in Biotechnology 2001,12:516-522 ,12:516-522

FOOD TODAY 09/2002