La influència del gen TAS2R38 en la predisposició a l'alcoholisme

Bases genètiques del sentit del gust amarg

El codi genètic ve determinat per quatre nucleòtids: Adenina, Citosina, Timina i Guanina. Una mutació succeeix quan un nucleòtid és reemplaçat per un altre, per exemple quan un nucleòtid d’adenina (A) se substitueix per una citosina (C), una timina (T) o una guanosina (G).  [Fig. 5]

Quan una mutació d’aquest tipus és present en almenys un 1% de la població s’anomena Polimorfisme de Nucleòtid Simple (SNP per les seves sigles en anglès, Single Nucleotide Polymorphism). Un SNP pot ocórrer també quan un parell de bases és eliminada o afegida a una seqüència.

Els SNPs són el tipus més comú de variació genètica. Apareixen amb més freqüència en les regions que no codifiquen del DNA i en les zones entre gens. Tot i que aquests SNPs no es tradueixen automàticament a aminoàcids poden afectar la producció de proteïnes per entroncament de gens, la unió al factor de transcripció o la seqüenciació no codificant d’RNA. Per altra banda, els SNPs també poden aparèixer en les seqüències que codifiquen d’un gen, on pot afectar la proteïna produïda.
En el gen TAS2R38 hi poden haver 3 SNPs principals, en les posicions 145, 785 i 886. Per a comprovar la nostra primera hipòtesi buscarem l’SNP de la posició 145. 

A tres nucleòtids consecutius se’ls anomena codó, cadascun dels quals codifica per un aminoàcid. La unió d’aminoàcids formant cadenes originarà una proteïna.

L’habilitat de tastar la PTC va lligada a la presència de la proteïna receptora del gust codificada pel gen TAS2R38. Aquest gen té dos al·lels: el dominant (T) confereix l’habilitat de tastar la PTC, i el recessiu (t) no permet notar-la. Una persona hereta una còpia del gen de cadascun dels seus pares. La combinació d’aquests al·lels és el genotip, que determina el fenotip (el cas que una persona sigui tastadora o no, en aquest cas). Els súper tastadors tenen el genotip TT, els tastadors, Tt, i els no tastadors, tt.

La seqüència d’aminoàcids de la proteïna receptora del gust codificada pel gen TAS2R38 dels no tastadors pot diferir de la dels tastadors, degut a SNPs que poden aparèixer en diferents localitzacions. La taula següent mostra tres exemples de possibles SNPs, les posicions i els canvis de nucleòtids, codons i aminoàcids. També apareix la freqüència en què es troben les variacions en una mostra de 200 cromosomes, segons una publicació del Departament de Biologia de la Universitat de Regina. Per a cada posició de les variacions hem situat a la part superior els nucleòtids o aminoàcids que es troben en els cromosomes o proteïnes d’una persona tastadora, i a la part inferior els d’una persona no tastadora de la PTC.

Hi ha cinc versions principals del gen TAS2R38: AVI, AAV, AAI, PAV i PVI, anomenades depenent de la combinació d’aminoàcids. Les dues combinacions més comunes són AVI i PAV, que representen no tastadors i tastadors, respectivament. Els canvis en la seqüència d’aminoàcids alteren la forma de la proteïna receptora que determina amb quina intensitat s’hi uneixen les molècules. Aquesta proteïna té 7 dominis estructurals i controla l'habilitat de percebre el gust dels glicosinolats. La feniltiocarbamida (PTC) i la 6-npropiltiouracil (PROP), substàncies artificials amargues, han estat identificades com a lligands per a aquest receptor i s'han utilitzat per comprovar la diversitat del gen. Com que tothom té dues còpies de cada gen (una en cada cromosoma homòleg del genoma), les combinacions de les variants del gen del gust amarg determinen si una persona troba la PTC intensament amarga, una mica o gens, tal com s’ha explicat anteriorment. Aquest fet pot ser quantificat tastant les tires de paper de PTC (mitjançant el fenotip) o, més acuradament, determinant quins nucleòtids es troben en les posicions 145, 785 i 886 (genotípicament). 

Una manera de detectar un SNP és utilitzar enzims de restricció, unes endonucleases que catalitzen la separació dels enllaços fosfodièster que uneixen els nucleòtids de les dues cadenes del DNA. El tret distintiu d’aquests enzims és que només tallen per una seqüència específica de bases. Els llocs de reconeixement solen ser de 4 a 8 parells de bases de longitud, i l’escissió sol ocórrer entre aquests nucleòtids o en un lloc proper. Les seqüències de reconeixement on s’acoblen els enzims freqüentment són simètriques, és a dir, que les dues cadenes de DNA tenen en aquesta zona la mateixa seqüència, ja sigui llegida des de l’extrem 5’ al 3’ o a l’inrevés i llavors s’anomenen palindròmiques. La variació en un sol nucleòtid de la seqüència de reconeixement deriva en la impossibilitat dels enzims de restricció de tallar el DNA en aquesta localització. Aquest fet alterarà la longitud i el nombre de fragments de DNA generats després de la digestió, els quals es poden separar per longituds mitjançant una electroforesi.

Depenent del resultat de la digestió, els extrems dels fragments de DNA poden ser:

• Rom: cada nucleòtid queda unit al seu complementari. No s’hi podran unir altres segments de DNA [Fig. 6].

• Cohesius: Els nucleòtids de l’extrem queden sense emparellar, per la qual cosa es podran unir a segments de DNA amb la seqüència complementària [Fig. 7].

En l’estudi formulat pel Monell Chemical Senses Center, es van observar els genotips (per al gen TAS2R38) de 35 persones adultes i se’n van obtenir tres: PAV/PAV (degustador), AVI/AVI (no degustador) i PAV/AVI (degustador intermedi). Aquestes persones van graduar l’amargor de diferents vegetals, alguns contenien glicosinolats, com el bròquil, la col xinesa, la col arrissada i els naps; i d’altres no, com l’endívia, l’albergínia i els espinacs.

Els individus amb el genotip homozigot degustador van graduar els vegetals que contenien glicosinolats un 60% més amargs que els individus homozigots no degustadors. La resta dels aliments van ser percebuts d’una manera semblant. Aquest fet demostrava que les variacions del gen TAS2R38 afecten la percepció específicament dels aliments que contenen toxines glicosinolades.

L’any 2003 es va situar el gen TAS2R38 en la posició 34 del braç llarg (q) del cromosoma 7 [Fig. 8]. Per tant, és autosòmic.