Genele Jumping 'Complicate Evolution Theory Cu ADN-ul impartit intre specii

$config[ads_kvadrat] not found

Conferință susținută de Mihai Netea, „O istorie genetică (incompletă) a românilor”

Conferință susținută de Mihai Netea, „O istorie genetică (incompletă) a românilor”

Cuprins:

Anonim

ADN-ul îi place să respecte regulile. Lanțurile de ADN sunt copiate într-o oarecare măsură, iar copiile sunt transmise de la părinți la descendenți, conducând astfel evoluția după cum o știm. Dar, conform noilor estimări, 50% din genomul dvs. este, de asemenea, compus din ADN renegat care îi place să sară de la specii la specii. Acest ADN necinstitor, cercetatorii scrie intr-un Genome Biology articol publicat luni, a intrat în mod aleator în aproape fiecare genom pe această planetă pe tot parcursul evoluției vieții. Toate acestea rămân dintr-o serie de evenimente misterioase din urmă cu milioane de ani.

Atma Ivancevic, cercetător post-doctoral în neurogenetică și bioinformatică și principalul autor al lucrării, și-a început studiile încercând să explice de ce același ADN necinstit poate fi găsit la animale, la fel de diferite ca și uginele și oamenii. S-a stabilit că majoritatea speciilor de pe pământ împart o cantitate mare de material genetic - probabil că ați auzit că oamenii împărtășesc aproximativ 99% din ADN-ul nostru cu cimpanzei - dar aceste gene sunt diferite, spune Ivancevic.

"Genele de sari" nu sunt de fapt gene; ele sunt fragmente necondiționate de "ADN-uri junk", spune ea Invers într-un e-mail. "Gândiți-vă ca paraziți genetici, săriți în jurul genomului pentru a se replica egoist și, uneori, sărind între specii".

În ultimii câțiva ani, am început să înțelegem funcția acestor biți necinstiți ai ADN-ului, dar încă nu știm exact ce fac. Acesta este misterul care se află în spatele genurilor de sărituri: sunt pâslă de pradă a ADN-ului, împrăștiate prin pomul vieții. Acum, datorită acestei lucrări, s-ar putea să aflăm în cele din urmă cum au făcut o astfel de mizerie.

Transfer orizontal

Cercetările lui Ivancevic au constatat că există două secvențe de ADN-uri junk jumping care pot fi urmărite pe o gamă largă de specii, numite BovB și L1. Cercetătorii numesc aceste elemente tip transpozabile (TE) deoarece "copiază și se lipesc" în mod aleatoriu pe toate genele animalelor de la urci de mare, la vaci, la oameni. Acest proces ciudat, în care un TE invadează un material genetic al unei alte specii, este numit transfer orizontal.

Înțelegerea noastră standard a reproducerii este descrisă de transfer vertical, presupunerea că majoritatea materialelor genetice sunt de obicei transferate de la părinte la copil.

Când desenați un arbore genealogic, în mod obișnuit atrageți copii sub părinții lor și, într-un sens, genele tind să cadă de-a lungul generațiilor în acest fel. Dar unele TE se mișcă orizontal de-a lungul pomului vieții, "sărind" de ADN-ul unui organism în altul printr-un mesager numit "vector". Oamenii de știință nu înțeleg pe deplin modul în care funcționează procesul între specii, dar au o bănuială despre ce ar putea fi vectorii.

Unele organisme, cum ar fi bacteriile, sunt cu adevărat bune la transferul orizontal al genelor și deseori fac acest lucru în mod natural, fără un vector. Animalele nu pot face asta, dar pot fi infectate de către bacterii, care pot apoi să acționeze ca vectori. Lucrarea sugerează câțiva candidați potențiali pentru acest rol de mesager, inclusiv bug-uri de pat, căpușe și lăcuste, și desemnează, de asemenea, câteva potențiale creaturi vectoriale acvatice, cum ar fi stridiile și vierii marini. Este vorba despre acești vectori care probabil că au mutat cele două biți de secvențe de ADN nedorită, BovB și L1, între specii.

Ceea ce este interesant este ceea ce se întâmplă odată ce ADN-ul ajunge acolo. După ce se întâmplă un eveniment de transfer, Ivancevic și echipa ei arată că ADN-ul se poate replica rapid. De exemplu, se crede că BovB a apărut mai întâi în șerpi și apoi a "sărit" la vaci prin evenimente de transfer orizontal cu milioane de ani în urmă, unde a replicat de mai multe ori. Gândește-te la asta ca la o copie și pastă standard, doar că ai lovit controlul-V de peste și peste din nou.

"Pentru mine, cel mai surprinzator lucru nu a fost transferul, ci efectele asupra genomului gazda dupa transfer", spune Ivancevic. "Acum, BovB ocupă aproximativ 25% din secvența de genom vacă. Aceasta este o mare schimbare!"

În căutarea unor Big Jumps

Pentru a vedea cât de departe în copacul vieții aceste secvențe s-au infiltrat, echipa lui Ivancevic a investigat genomul a 759 de specii. Ei au descoperit secvența BovB la animale la fel de îndepărtate ca șerpi, vaci, urci de mare, lilieci și cai (deși liliecii și caii au avut un număr scăzut de secvențe BovB complete). Secvența L1 pare să fie și mai răspândită. În timp ce 79 de specii aveau secvențe BovB, 559 speciile au secvențe L1. Din punct de vedere istoric, se presupunea că L1 este transferat numai vertical, astfel că găsirea secvenței L1 în aceste specii disparate a fost un progres.

BovB a intotdeauna intrigat cercetatorii pentru ca face "salturi mari" intre specii aflate la distanta, dand dovada ca a avut loc un eveniment de transfer orizontal. Dar analiza anterioară a dat naștere doar câtorva cazuri în care secvențele L1 au făcut aceste salturi mari, ceea ce a condus cercetătorii la concluzia că L1 a fost probabil doar transferat vertical.

Prin aruncarea unei rețele mai largi, echipa lui Ivancevic a arătat că în jur a fost mai mult sărituri genomice decât am crezut odată. Folosirea animalelor, a plantelor si a fungiilor a ajutat intr-adevar la scanarea cat mai multor genomuri cu datele curente. Nu există multe studii care să caute transferul transfrontalier pe scară largă ", spune ea.

Constatarea că L1s sunt prezente în 559 specii a fost o dovadă convingătoare că L1s a avut a făcut aceste salturi mari. Echipa puncteaza la sase ani inainte descoperite L1 "sarituri" in specii marine de milioane de ani in urma ca posibila rampa de lansare pentru aceasta gena junk pentru a intra in ADN-ul de specii in regate complet separate.

Ei scriu că unul dintre aceste evenimente orizontale ar fi putut să aducă secvența L1 într-un stramos străvechi al mamiferelor "theree" - animale care nu au depus ouă - între 160 și 191 milioane de ani în urmă. De acolo, secvența ar fi putut fi transmisă vertical tuturor descendenților animalelor antice, inclusiv, probabil, a oamenilor. În timp ce L1 este în cea mai mare parte fragmentată și inactivă la om, ea încă compune 17% din genomul nostru.

Constatările ca acestea ilustrează modul în care chiar și cele mai mici forțe pot schimba evoluția. Poate că, cu milioane de ani în urmă, unul dintre strămoșii noștri cei mai îndepărtați a intrat într-o altercație cu un dăunător de sânge care locuia în mare - poate că a fost un vierme de mare - și a primit cumva o injecție de ADN aleatoriu. Acum, milioane de ani mai târziu, aceste schimbări persistă în interiorul nostru și încă ne imaginăm ce roluri se joacă.

"Arată cât de multe schimburi de ADN aleatoare pot forma evoluția noastră", spune Ivancevic.

$config[ads_kvadrat] not found