Vi har alla sett bilderna: Vindruvorna har pressats i stora kar, jästen har börjat arbeta, det jäser och bubblar i karet och druvsockret börjar omvandlas till alkohol.

Men hallå! Hur stämmer det med den metabolism vi lärt oss i skolan? Karet står vidöppet i friska luften. Det finns hur mycket syre som helst. Då ska det väl ske respiration, inte fermentation? Det ska väl bildas koldioxid, inte alkohol?

Jo, för de allra flesta livsformer gäller detta, men inte för jästsvampen. Jästsvampen har nämligen utvecklat ett litet tricks för att få ha sin mat ifred när den kommit till ett ställe med mycket socker. Svampen börjar helt enkelt med att köra allt socker genom glykolysen, då den bara utvinner lite energi ur sockret. Ur glykolysen kommer acetaldehyd, som jästen snabbt förvandlar till alkohol. Denna alkohol förgiftar en stor del av de tänkbara konkurrenterna om maten. Sedan sitter jästsvamparna för sig själva i ett hav av alkohol, och kan i lugn och ro omvandla alkoholen till acetaldehyd igen, köra in detta i citronsyracykeln och få ut stora mängder energi.

För att detta ska fungera måste dock jästsvampen ha två olika varianter av enzymet alkoholdehydrogenas. En som ska vara i farten i början, och göra alkohol av acetaldehyd, och en som ska vara aktiv senare, och göra om alkoholen till acetaldehyd igen.

När forskarna nu jämfört sekvensen av jästsvampens genom med andra svampars fann man att just vår bagerijäst, för ungefär 80 miljoner år sedan, råkade ut för en duplicering av hela sitt genom, något som bland annat ledde till att den tidigare ensamma genen för alkoholdehydrogenas omvandlades till två separata gener. Genom olika mutationer har de sedan utvecklats åt olika håll, och därigenom blivit olika bra på att driva sin kemiska reaktion i olika riktningar och fått reglerande sekvenser som gör att de bildas vid olika tillfällen.

Detta är ett utomordentligt exempel på att utvecklingen av nya egenskaper hos olika livsformer inte bara kräver små punktmutationer, som åstadkommer små förändringar av enskilda gener, utan att det också krävs att gener dupliceras, så att olika kopior av generna kan specialiseras åt olika håll. Eller så att en kopia av genen kan behålla sin ursprungliga funktion, och den andra kopian utveckla en ny.

Just denna duplicering sammanfaller dessutom i tiden med utvecklingen av blommor som bär söta frukter och därmed skapar just den slags miljöer, där denna egenskap hos jästsvampen kan vara till nytta. Vilket sammanträffande!

Henrik Brändén
Januari 2007
Källa: New Scientist 061223