'Zıplayan Genler' Türler Arasında Paylaşılan DNA ile Evrim Teorisini Karmaşıklaştırıyor

DNA genellikle kurallara uymayı sever. DNA iplikçikleri bir şekilde inançla kopyalanır ve kopyalar ebeveynlerden yavrulara geçirilir, böylece bildiğimiz gibi evrimi sürdürür. Ancak, yeni tahminlere göre, genomunuzun yüzde ellisi aynı zamanda türlerden türlere atlamayı seven renegade DNA'sından oluşuyor. Bu sahte DNA, araştırmacıların yazdığı bir Genom Biyolojisi Pazartesi yayınlanan makale, yaşamın evrimi boyunca kendisini bu gezegendeki hemen hemen her genom içine rastgele yerleştirmiştir. Milyonlarca yıl öncesine ait bir dizi gizemli olaydan geriye kalanlar bunlar.

Doktora sonrası nörojenetik ve biyoinformatik araştırmacısı ve baş yazarı olan Doktora, Atma Ivanceviç, aynı hileli DNA'nın neden deniz kestaneleri ve insanlar kadar farklı hayvanlarda bulunabileceğini açıklamaya çalışarak çalışmaya başladı. Ivanceviç, dünyadaki türlerin çoğunun büyük miktarda genetik materyali paylaştığı tespit edildi - muhtemelen DNA'nın yaklaşık yüzde 99'unu şempanze ile paylaştığını duymuşsunuzdur - ancak bu genlerin farklı olduğunu söylüyor.

“Atlama genleri” aslında gen değildir; Onlar kodlamayan “hurda DNA” parçalarıdır ”diyor. Ters bir e-postada. “Onları genetik parazitler gibi düşünün, kendilerini bencilce çoğaltmak için genomun etrafında zıplıyorlar ve bazen türler arasında zıplıyorlar.”

Geçtiğimiz birkaç yılda, bu haydut DNA parçalarının işlevini anlamaya başladık, ancak hala ne yaptıklarını tam olarak bilmiyoruz. Atlama genlerinin arkasındaki gizem budur: Onlar yaşam ağacı boyunca dağılmış bir DNA izinin kırıntılarıdır. Şimdi, bu yazı sayesinde nihayet böyle bir karmaşa yaptıklarını öğrenebiliriz.

Yatay Aktarım

Ivanceviç’in araştırması, BovB ve L1 olarak adlandırılan çok çeşitli tür boyunca izlenebilecek iki hurda DNA dizisi olduğunu buldu. Araştırmacılar, bu kalıplara transposable elemanlar (TE'ler) diyorlar çünkü kendilerini deniz kestaneleri, inekler ve insanlara genlerin genleri boyunca rastgele kopyalayıp yapıştırıyorlar. Bir TE'nin başka bir türün genetik materyalini istila ettiği bu garip sürece denir yatay transfer.

Standart üreme anlayışımız, dikey transfer Çoğu genetik materyalin genellikle ebeveynden çocuğa geçtiği varsayımı.

Bir aile ağacı çizdiğinizde, genellikle çocukları ebeveynlerinin altına çekersiniz ve bir bakıma genler kuşaklar boyunca bu şekilde düşme eğilimindedir. Fakat bazı TE'ler hareket ediyor yatay Hayat ağacında, bir organizmanın DNA'sından diğerine “vektör” adı verilen bir haberci aracılığıyla “atlamak”. Bilim adamları, sürecin türler arasında nasıl işlediğini tam olarak anlamıyorlar, ancak vektörlerin ne olabileceği konusunda bir ipucu var.

Bakteriler gibi bazı organizmalar genlerin yatay transferinde gerçekten iyidirler ve genellikle bunu vektör olmadan doğal olarak yaparlar. Hayvanlar bunu yapamaz ama olabilirler enfekte Bakteriler tarafından, bunlar daha sonra vektörler olarak işlev görebilir. Belge, bu haberci rolü için yatak böcekleri, keneler ve çekirgeler dahil birkaç olası aday önermekte ve ayrıca istiridye ve deniz kurtları gibi bazı potansiyel su vektörleri yaratmalarını da belirlemektedir. Muhtemelen iki hurda DNA dizisi olan BovB ve L1'i türler arasında hareket ettiren bu vektörlerdir.

Asıl ilginç olan, DNA oraya vardığında olan şey. Bir transfer olayı gerçekleştikten sonra, İvanceviç ve ekibi gösterdiği gibi DNA hızla çoğalabiliyor. Örneğin, BovB'nin ilk önce yılanlarda ortaya çıktığına ve daha sonra da defalarca çoğaldığı milyonlarca yıl önce yatay transfer olayları yoluyla ineklere “atladığına” inanılıyor. Standart bir kopyala ve yapıştır yöntemi olarak düşünün, yalnızca tekrar tekrar Control-V'ye çarptığınızı düşünün.

Ivanceviç, “Bana göre en şaşırtıcı olan şey transfer değil, ev sahibi genomunun transferden sonraki etkileri” dedi. “Şimdi BovB inek genom dizisinin yaklaşık% 25'ini kaplıyor. Bu büyük bir değişim! ”

Büyük Atlamalar Arıyorsunuz

Ivancevic’in ekibi, bu dizilerin yaşam ağacına ne kadar sızdığını görmek için 759 türün genomunu araştırdı. BovB sekansını hayvanlarda yılanlar, inekler, deniz kestaneleri, yarasalar ve atlar ile uzaktan ilişkili bulmuşlardır (yarasalar ve atlar düşük sayıda tam BovB sekansı olmasına rağmen). L1 dizisi daha yaygın görünüyordu. 79 türün BovB dizileri varken, 559 türün L1 dizileri vardı. Tarihsel olarak, L1'in sadece dikey olarak aktarıldığına inanılıyordu, bu yüzden bu farklı türlerde L1 dizisini bulmak bir buluştu.

BovB, araştırmacıları her zaman merak uyandırmıştır, çünkü uzak ilişkili türler arasında “büyük atlamalar” yapar ve bir tür yatay transfer olayının gerçekleştiğine dair kanıt sağlar. Ancak önceki analiz, L1 sekanslarının bu büyük sıçramaları yaptığı birkaç örneği ortaya çıkardı, bu da araştırmacıları L1'in muhtemelen sadece dikey olarak yıkıldığı sonucuna varmıştı.

Daha geniş bir ağ oluşturarak Ivanceviç’in ekibi, bir zamanlar düşündüğümüzden daha fazla zıplama olduğunu gösterdi.“Hayvanların, bitkilerin ve mantarların kullanımı, mevcut verilerle mümkün olduğunca çok genomun taranmasına gerçekten yardımcı oldu. Büyük çapta Krallık-Geçiş transferini arayan pek çok çalışma yok ”dedi.

L1'lerin 559 türünde mevcut olduğu bulgusu L1'lerin zorlayıcı olduğunun kanıtıydı vardı bu büyük atlamaları yaptı. Ekip, milyonlarca yıl önce deniz türlerinde önceden keşfedilmemiş altı tane L1 “sıçramasına”, bu önemsiz genin türlerin DNA'sına tamamen ayrı krallıklarda girmesi için muhtemel sıçrama tahtası olduğunu gösteriyor.

Bu yatay olaylardan birinin, L1 sekansını 160 ila 191 milyon yıl önce - yumurta bırakmayan hayvanlar - "therian" memelilerin eski bir atalarına atabileceğini yazıyorlar. Oradan, dizi, belki de insanlar dahil, bu eski hayvanların soyundan gelenlere dikey olarak aktarılabilirdi. L1 çoğunlukla insanlarda parçalanmış ve inaktif olmasına rağmen, hala genomumuzun yüzde 17'sini oluşturur.

Bunun gibi bulgular en küçük güçlerin bile evrimi nasıl yeniden şekillendirdiğini göstermektedir. Belki de milyonlarca yıl önce, en uzak atalarımızdan biri, denizde yaşayan bir kan emici haşere ile karışmaya başladı - belki de deniz solucanıydı - ve bir şekilde rastgele DNA enjeksiyonu aldı. Şimdi, milyonlarca yıl sonra, bu değişiklikler içimizde varlığını sürdürüyor ve hala hangi rolleri oynadıklarını bulmaya çalışıyoruz.

Ivanceviç, “DNA değişimlerinin ne kadar rastgele evrimimizi şekillendirdiğini gösteriyor” diyor.