Transpozony - skaczące geny wspomagające ewolucję
Paweł Szablewski | 2009-10-30
Transpozony to jedne z bardziej tajemniczych elementów w naszych genach. Są to fragmenty DNA, które potrafią przemieszczać się z jednego miejsca w drugie. Jedna z teorii głosi o ich pochodzeniu po dawnych wirusach, które utraciły swoja zjadliwość. Nowsze badania wskazują na ich olbrzymią rolę w powstawaniu nowych mutacji, prowadzących do ewoluowania nowych gatunków.
Ogólnie dzieli się je na dwie klasy. Jedne z nich potrafią wyciąć się z jednego miejsca w DNA, a następnie przy użyciu enzymu transpoazy wkleić w innym. Drugie najpierw przepisują swój kod z DNA na RNA, a następnie przy użyciu odwrotnej trankryptazy z powrotem zapisują w formie DNA i wklejony w genom, często w bardzo wielu kopiach. Właśnie zdolność „przemieszczania się” i powielania swoich kopii, podsunęła myśl o ich pochodzeniu od wirusów. System takiego przemieszczania się pomiędzy różnymi miejscami w DNA wymyka się spod ogólnych praw dziedziczenia opisanych przez Mendla. Pierwszy dokładniejszy opis ich działania dotyczył zmiany zabarwienia nasion kukurydzy, za co Barbara McKlintock otrzymała w 1983 roku nagrodę Nobla. Ogólnie zalicza się je do, stanowiącego znaczącą większość w naszym genomie, DNA śmieciowego. Nie kodującego białek i nie mającego dla nas większego znaczenia. Coraz więcej prac wskazuje jednak na to, że jest to bardzo ważny czynnik ewolucyjny, wprowadzający zmiany w budowie i działaniu naszych genów. Zwłaszcza, że stanowią one znaczącą część całego DNA, u człowieka jest to ok. 44%, a u niektórych zwierząt powyżej 50%.
Eksperyment przeprowadzony przez naukowców z K.U. Leuven i Harvard University wykazał, że występowanie takich elementów w pobliży genów w niektórych przypadkach umożliwia ich szybką adaptacje do nowych warunków. Dokładnie odbywa się to przez określanie przez te niekodujące struktury, jak ciasno DNA jest upakowane (nawinięte na białka tworząc nukleosomy). Upakowanie DNA w pobliży tych struktur jest mniej stabilne, co umożliwia jego szybszą odczytywanie i aktywację. W celu sprawdzenia tej teorii użyto zmodyfikowanych komórek drożdży. Okazało się, że tylko te z powtarzającymi się fragmentami „śmieciowego DNA” były zdolne do szybkiej ewolucji i dostosowania się do zmian w środowisku. Gdy fragmenty te usunięto zajście szybkiej ewolucji było niemożliwe.
Inne badania prowadzili naukowcy z Uniwersytetu Nottingham na rzodkiewników pospolitych (Arabidopsis thaliana). Od dawna wiedziano, że niektóre zmiany w położeniach genów potrafią doprowadzić do uniemożliwienia krzyżowania się z osobnikami bez takiej mutacji. Jednak zauważyć to w praktyce udało się dopiero przy rzodkiewniku. Do odkrycia doszło w trakcie badania dwóch odmian tego gatunku, które nie chciały się krzyżować. Przyczyną okazało się przeniesienie jednego z genów między chromosomami.
Podobne sugestie o znaczeniu transpozonów pojawiają się także przy wielu innych gatunkach. Na przykład u ludzi zwrócono uwagę na obecność w DNA 5% genów, które są tam mimo ich negatywnej selekcji w procesach ewolucyjnych. Na znaczący wpływ transpozonów na ewolucje zwrócono także uwagę nawet przy dbaniu DNA wymarłych mamutów.
Źródło:
- sciencedaily.com, 09.06.2009r., Mobile DNA Elements In Woolly Mammoth Genome Give New Clues To Mammalian Evolution,
- sciencedaily.com, 30.05.2009r., Saved By Junk DNA: Vital Role In The Evolution Of Human Genome,
- eurekalert.org, 14.02.2009r., New data suggest *jumping genes* play a significant role in gene regulatory networks.
Komentarze
sejmuria | 2010-06-19 12:23:21
artykuł ciekawy ale stylistyka i literówki wołają o pomstę do nieba:/
kk | 2010-11-20 18:55:26
a rzodkiewników pospolitych
Fajny artykulik tylko niechlujnie napisany. Dla poczciwości każdy napisany tekst sprawdzajcie programikiem do wykrywania błedów,literówek.
anna | 2011-01-05 13:41:06
Zgadzam się z poprzedniczką. Artykuł interesujący ale brak podkreślników ,tekst jest mało czytelny, można dostać oczopląsu.Przydałaby sie lepsza edycja.