Sisältö
- Laktoosi ja laktaasi
- Entsyymitoiminnan ehdot
- Laktaasin pysyvyyden genetiikka
- Laktaasin pysyvyyden alkuperä
Suurin osa maailman väestöstä on jossain määrin laktoositonta. Eurooppalaisten ihmisten keskuudessa ja tietyissä Afrikan osissa kyky sulattaa laktoosia maidossa ja maitotuotteissa on kuitenkin erittäin yleinen. Tämä kyky johtuu geneettisestä mutaatiosta, joka saa ne, jotka sitä kantavat, jatkamaan laktaasin nimisen entsyymin tuottamista hyvin aikuisuuteen.
Laktoosi ja laktaasi
Sekä ihmisen että lehmän maito sisältää runsaasti laktoosiksi kutsuttua sokeria. Laktoosi on disakkaridi, molekyyli, joka on valmistettu yhdistämällä kaksi pienempää sokerimolekyyliä, nimeltään glukoosi ja galaktoosi. Vedessä laktoosisokeri pyrkii hajoamaan glukoosiksi ja galaktoosiksi, mutta tämä reaktio on erittäin hidas. Laktaasientsyymi toimii katalysaattorina helpottaa reaktiota ja saada se tapahtumaan erittäin nopeasti. Tämä entsyymi koostuu neljästä erillisestä alayksiköstä, jotka muodostuvat yhdessä muodostaen yhden toimivan entsyymin. Jokainen alayksikkö on pitkä aminohappoketju, jotka on koottu yhteen. Kaiken kaikkiaan, jos lasketaan aminohappojen lukumäärä kussakin ketjussa, proteiinissa on 4 092 aminohappoyksikköä.
Entsyymitoiminnan ehdot
Laktaasientsyymi saavuttaa optimaalisen suorituskykynsä vain, jos magnesiumia on läsnä, ja se toimii parhaiten, kun pH on lähellä 6. Kun entsyymi on täysin tyydyttynyt - toisin sanoen, kun laktoosipitoisuus on niin korkea, että lisäämällä sitä edelleen lisää reaktionopeutta - se voi hajottaa 60 laktoosimolekyyliä sekunnissa. Mekanismi, jolla se helpottaa reaktiota, sisältää kaksi glutamaatin aminohappoa, jotka sijaitsevat siten, että kun laktoosimolekyyli tarttuu entsyymiin, nämä aminohapot toimivat jakautuessaan kahteen osaan.
Laktaasin pysyvyyden genetiikka
Vauvoina kaikki ihmiset tuottavat laktaasientsyymiä suolistossaan. Suurin osa ihmisistä lopettaa kuitenkin entsyymin tuottamisen varhaislapsuudessa. Yksi yksittäinen mutaatio, joka on lähellä tämän entsyymin geeniä, mahdollistaa laktaasin tuotannon jatkamisen aikuisuuteen - ja siten sulavan laktoosin jopa aikuisena. Tätä ominaisuutta kutsutaan laktaasin pysyvyyteen, ja ihmisiltä, joilla siitä puuttuu, sanotaan olevan laktoosi-intolerantti, vaikkakin laktoosi-intoleranssin laajuus ja vakavuus vaihtelee suuresti yksilöiden välillä.
Laktaasin pysyvyyden alkuperä
Ihmiset aloittivat maidontuotannon vasta noin 10 000 vuotta sitten. Maidontuotannon suosion tietyllä alueella ja laktaasin pysyvyyden mutaation tiheyden välillä on vahva yhteys. Kaksi aluetta, joilla laktaasin pysyvyys on yleisintä, ovat Eurooppa ja eräät Afrikan maat, molemmat alueet, joilla maidontuotantoa on harjoitettu vuosituhansien ajan. Tämä merkitsee sitä, että laktaasin pysyvyys on viimeaikainen evoluutio-innovaatio ja että tätä mutaatiota suosivat vahvat luonnolliset valinnat, mikä tarkoittaa, että alueilla, joilla maidontuotantoa harjoitettiin, ihmiset, jotka pystyivät sulattamaan maitotuotteita, selvisivät todennäköisemmin ja saivat lapsia. Miksi kyky syödä meijeria oli niin hyödyllistä, on edelleen epäselvää.