2017. november 23. csütörtök
Kelemen, Klementina
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
"Ubikvista" szekvencia - 2012-10-01 09:03:01 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
"Ubikvista" szekvencia

Van egy szekvencia ami az első sejtektől fajunk hajnaláig a 3 milliárd éves evolúciót végigkísérte:

GTGCCAGCAGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATA
GCGTATATTAAAGTTGCTGCAGTTAAAAAG

Ez a látszólag jelentéktelen DNS szekvencia megtalálható az emberi test minden sejtjében, de jelen van a kutyáéban, a macskáéban, a haléban a tányérunkon, a méhekben, a pillangókban kint a kertben,  és a beleinkben található baktériumokban is. Sőt, bárhol ahol földi élet van. A mélytengeri fortyogó hasadékoktól a felhők feletti megfagyott baktériumokig megtalálni ezt a szekvenciát. Még a vírusokban is.

Kezdetben az RNS molekula volt az „adattároló” továbbá katalizálta a reakciókat is, ami azt jelentette, hogy az RNS képes volt önmagáról másolatot készíteni. Amint az RNS molekulák replikálódtak létrejött az első genom, viszont a  ribonukleinsav hátránya az volt, hogy kémiailag nem elég stabil (pl: a ribóz szabad hidroxil csoportja csökkenti az RNS kémiai stabilitását vagy a  DNS két cukorfoszfát láncból épül fel), így az élet „elég korán” egy másik tárolómolekulára, a DNS-re váltott.

Számtalan nyoma maradt azonban az ősi RNS uralta világnak a genomunkban. Például a fent említett mindenütt jelenlévő szekvencia, ami egy olyan RNS enzimet kódol mely még mindig kulcsszerepet játszik a fehérjék szintézisében. 3,5 milliárd évvel ezelőtt egy olyan genommal rendelkező élőlény alakult ki amely  tartalmazta az RNS és a fehérjék készítésének receptjét-minden élet utolsó univerzális közös őseként.
„Legalább 100 gén  nyomon követhető egészen vissza a LUCA –ig” ( LUCA - Last Universal Common Ancestor, utolsó univerzális közös ős),  az az organizmus, melytől minden mai Bacteria,  Archaea, Eukarya leszármaztatható. 4 - 3.5 milliárd évvel ezelőtt élhetett) - mondta Eugene Koonin a Maryland-i Nemzeti Egészségügyi Intézet kutatója aki az evolúciót tanulmányozza.

A LUCA feltehetően több mint 1000 génből állt, alapvető mechanizmusok kódjait tartalmazta (pl. fehérjék készítése) amelyek még mindig megtalálhatóak minden életben napjainkban is. Egyes kutatók úgy vélik hogy LUCA nem egy különálló membránkötött sejt volt, hanem sokkal inkább vírusszerű elemek keveréke, belül néhány replikálódó élettelen kompartmenttel.


Hasadás és egyesülés

A továbbfejlődés forgatókönyvének egyik lehetséges lépése lehetett, hogy LUCA vírusszerű elemei kettészakadnak, és egyszerű sejtekké válnak. Ez megmagyarázná miért van két fajta prokarióta sejt.- Bacteria és Archaea - mindegyik más sejtmembránnal, eltérő lipidszerkezettel (1 ábra). Mindenesetre annyi bizonyos, hogy az élet korán két fő ágra oszlott.





A baktériumok és az archaeák szerkezetének kialakulása bámulatos, és megváltoztatta a bolygót, de továbbra is alig több mint a vegyi anyagok apró zsákja. Amíg egy rendkívüli esemény újra nem egyesítette az élet két nagy ágát egy összetett vagy eukarióta sejtté - egy olyan esemény amely megváltoztatta a genomot és kikövezte az utat az első állatok fejlődése felé.

Körülbelül 1 milliárd évvel ezelőtt a baktérium egy archaeon belsejébe került (2. ábra). Ahelyett hogy elpusztították volna egymást fokozatosan szimbiózis alakult ki közöttük és a baktérium utódai lassacskán kulcsfontosságú szerepeket alakítottak ki a gazdasejtben: mitokondriummá váltak, a sejt energiatermelőivé. Enélkül a komplex élet talán sosem alakulhatott volna ki. Hajlamosak vagyunk feltételezni hogy az egyszerű szervezetek mindig komplexebbekké válnak, de egyes baktériumok és az archaea soha nem lép túl egy bizonyos komplexitást.




Miért?

Nick Lane  (University College London) szerint elérnek egy energia barriert. Minden egyszerű organizmus energiát állít elő sejtmembránja segítségével. Ahogy egyre nagyobbak lesznek, a felszín arányaiban csökken, ami megnehezíti az energiatermelést. A végeredmény az, hogy az egyszerű sejtek kicsik maradnak és a kis sejtben nincs hely a nagy genomnak. A mitokondriumok kiküszöbölik ezt az akadályt, moduláris felépítésükkel és azzal, hogy önálló energia forrásokként működnek. A sejtek most már nagyobbak lehetnek , csupán mitokondriumokat kell „gyártaniuk” amelyek lehetővé teszik számukra, hogy növeljék a genomjukat és így az információ tároló kapacitásukat is. Ezzel  felszabadul a sejt az energiakényszer alól. A mitokondriumok őse volt a forrása, génjeink háromnegyedének.


A szex előnyei

A szex nemcsak a gének keveredése miatt vált fontossá, hanem mert a különböző evolúciós vonalakat egyesítette. A rekombináció segít megoldani a hibás gének problémáját is. A hibás egyedek nagyobb valószínűséggel halnak meg, míg a jó géneket hordozók gyarapodhatnak. Nagy populációban olyan sok mutáció alakulhat ki a káros hatások ellensúlyozása érdekében, hogy nincs szükség a rekombinációra.  De kis populációban szükség van a szexre. A hibás génekkel rendelkező egyedek számának csökkentése érdekében alakult ki az első eukariótáknál és így a legtöbb leszármazottaiknál is.
Így a következő alkalommal amikor szerelmes leszel ne felejtsd el megköszönni az ősi baktériumok által hordozott  genetikai parazitáknak a szex örömét.


A humán genom

Visszatekintve a múltra egyértelművé válik, hogy a sejtek és a testek komplexitásának növekedése a genom összetettségének növekedésével kezdődött. Mutációk keletkezhetnek, a hatásuk viszont elhanyagolható. Nagy populációban a mutációk hamar eltűnnek, de egy kis populációban genetikai drift-ként tudnak terjedni. A HOX (3. ábra) gének hatásának eredménye lehet a kis populációk lassú szelekciója. Genomunk kialakulásában meglepő módon a vírusok és a paraziták is nagy szerepet játszottak, főbb jellemzői a szextől a metilációig a támadásokra történt válaszként alakultak ki. Mi több, az exonjaink és a génjeink jó része mint az immunrendszerünk enzimjei közvetlenül ezektől a támadóktól származnak. DNS készletünk messze van egy tökéletesen kiforrt befejezett terméktől, inkább olyan, mintha genetikai balesetek törmelékeiből és ősi paraziták maradványaiból lenne összefoltozva és evolúciója ma is tart.


Napjainkban is vannak olyan genetikai betegségek amelyek gyógyíthatatlanok . Ma is vannak olyan gyermekek akik rettenetes genetikai betegségekben halnak meg, bár nem annyian mint régebben, köszönhetően a terhesség alatti szűréseknek is. Elkezdtük átvenni az irányítást az emberi genom evolúciója felett. Ezáltal az orvostudomány egy  teljesen új korszaka veszi kezdetét.

Forrás: New Scientist, Kép

2012. október 1.

Papdiné Morovicz Andrea

Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 7, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés