Odpadová DNA

Ži, rozmnožuj sa, zomieraj
Biológia
Ikona bioDNA.svg
Život, ako ho poznáme
  • Genetika
  • Evolúcia
  • Základná jednotka života: Bunka
  • Zoológia
  • Botanika
Rozdeľte a množte sa
Najväčšie ľudoopy
  • Darren Naish
  • Francis Collins
  • Frans de Waal
  • Luc Montagnier
  • Matt Ridley
„Odpadová DNA“ je akýkoľvek materiál v rámci životnej formy genóm ktorý sa nepoužíva v žiadnom bunka procesu. Tvorí prevažnú väčšinu genetického materiálu vo väčšine organizmov. Bežnou mylnou predstavou je synonymné použitie pojmu „nezdravá DNA“ a „nekódujúca DNA“, ktoré populárni používajú neinformovaní novinári na to, aby sa malé objavy niekoľkých nových transkripčných faktorov javili ako genetické revolúcie. „Nekódujúca DNA“ označuje časti genómu, ktoré nekódujú bielkoviny . Tieto oddiely robiť , ale majú mnoho ďalších využití v bunkových procesoch, vrátane génov rRNA / tRNA, 5'UTR a 3'UTR v exóny , centroméry, intróny , teloméry, oblasti pripevnenia lešenia a transpozóny. Kódovanie bielkovín a nekódovanie DNA (známa funkčná DNA) tvoria asi 8,7% ľudského genómu a 65% zvyšku tvoria známe haraburdy. Predpokladá sa, že neznámych 26,3% je s najväčšou pravdepodobnosťou haraburdu - genetici a členovia projektu ENCODE sa líšia v tom, že ENCODE má tendenciu predpokladať funkčnosť ako nulová hypotéza (ironicky, že áno kreacionisti ) a skutoční vedci predpokladajú nefunkčnosť.

Obsah

Tvorba

Nevyžiadaná DNA sa vyrába niekoľkými rôznymi procesmi:


  • Vírusová DNA je niekedy interpolovaná do genómu bunky (endogénna retrovírusová inzercia); zatiaľ čo bunka to všeobecne ignoruje, niekedy vedie k vytvoreniu nových genetických znakov, keď proces „komentovania“ zlyhá. Tieto genetické vzorce možno použiť aj na priblíženie dátumu odchýlky medzi dvoma úzko príbuznými druhmi.
  • Chyby kopírovania môžu duplikovať časti genómu, ktorých výsledok môže alebo nemusí byť funkčný.
  • Veľká časť nekódujúcej DNA je tvorená pseudogény , ktoré už nemajú žiadnu biologickú funkciu, ale boli kedysi funkčnými génmi. Niektoré z nich boli pôvodne tvorené predchádzajúcim procesom. Zvyšok z nich s najväčšou pravdepodobnosťou tvoril mutácia .

Kreacionizmus

Môj problém spočíva v tom, že nevyžiadaná DNA sa nerovná nekódujúcej alebo neprepisovanej DNA a je mi dosť zle, keď vidím, ako je nepotrebná DNA zakopaná, vyradená, zastaraná, chválená a zabitá dvakrát týždenne. Nakoniec, vaše zistenia nemajú žiadny vplyv na drvivú väčšinu genómu, čo je podľa mňa haraburdu. Premena genómu na dobre naolejovaný efektívny stroj, v ktorom má funkciu každý posledný nukleotid, je snom každého kreacionistu a IDiota ( inteligentný dizajnér ), takže časté zabíjanie nepotrebnej DNA nemá žiadny dobrý účel. Najmä preto, že dôkaz o funkcii je v súčasnosti najviac 9% ľudského genómu. Prečo nenazvať nekódujúcu DNA nekódujúcu DNA? Nakoniec, ak má segment DNA funkciu, nie je to zbytočnosť.
-Odpoveď Dana Gruara na Axela Visela (člen ENCODE), ktorý obhajuje zavádzajúce novinárske použitie „odpadovej DNA“

Trope, že nevyžiadaná DNA neexistuje - alebo skôr, že to je nie naozaj haraburdu „- je bežný jav PRATT pokiaľ ide o kreacionizmus . To bolo predmetom knihy od Jonathan Wells ,Mýtus o nezdravej DNA, ktorý na svojom blogu preskúmal a vo veľkej miere odhalil Larry MoranSandwalk. Kreacionistov je veľa ďalších “ literatúry . “

Zdôvodnenie popretie je to a Dizajnér by neprodukovalo chybné stvorenie. Myšlienka „harabúrd“ v božsky stvorenom svete je pre takého kreacionistu anatémou. Najbežnejším dôkazom uvádzaným na podporu tejto pozície je občasné objavenie druhov harabúrd, ktoré veci skutočne robia. Problém však je, že tieto objavy zodpovedajú iba:najmenšíčasť materiálu odoslaného do stavu Nevyžiadaná pošta. Nevyžiadaná DNA nikam nevedie rýchlo.

Existuje však aspoň jeden druh, o ktorom sa predpokladá, že nemá nezdravú DNA akéhokoľvek druhu: Pelagibacter všade, ktorý má najmenší genóm zo všetkých voľne žijúcich baktérie .

Relevantnosť

Zdá sa, že všetok hmyz alebo obojživelníci sú podobne zložité, ale množstvo haploidnej DNA v druhoch v každej z týchto kmeňov sa líši 100.
-Molekulárna bunková biológia

Existuje mnoho dôvodov, prečo si myslíme, že odpadová DNA existuje. Po prvé, množstvo DNA u rôznych druhov sa divoko líši bez rýmu a dôvodu (s výnimkou niekoľkých organizmov, ktoré sa dajú prispôsobiť okolnostiam vyžadujúcim veľmi malé genómy). Takmer všetok genóm možno mutovať aj bez ovplyvnenia kondície.


Niektoré oblasti nekódujúcej DNA tvoria dôležité štruktúrne časti molekuly DNA: napríklad ako väzbové miesta pre históny (proteíny, ktoré pomáhajú zabaliť molekulu DNA do eukaryotov) a pre „lešenárske“ proteíny, ktoré obsahujú celý chromozóm do charakteristického tvaru. Aj keď tieto oblasti nie sú kódujúce, všeobecne sa nepovažujú za „odpadovú DNA“, pretože sú evolučne konzervované: to znamená, že ich zmeny narušia prežitie organizmu. Nekódujúca štruktúrna DNA tiež tvorí teloméry (dlhé štruktúry na konci eukaryotických chromozómov a dôležitá súčasť replikácie, starnutia a rakovina formačné procesy). Teloméry môžu mutovať extenzívne bez poškodenia organizmu (postupné skracovanie telomer je jedným zo znakov bunkového starnutia a neprimerané predlžovanie telomera predstavuje riziko, že sa bunka stane rakovinovou), a preto by sa dalo stále zastrešovať „harabúrd“, aj keď majú hlavnú úlohu.



Nakoniec smerobiťvedzte, že iba malá časť genómu kóduje proteíny, a to ešte v menšom množstve, ktoré je klasifikované ako „regulačná DNA“ v tom zmysle, že sa podieľa na funkcii gény ale nie je takpovediac priamo funkčný. Typický kreacionistický argument má však tendenciu tvrdiť, že nevyžiadaná DNA je tiež regulačná DNA, čo je nepravdivé.


Poznač si to vývoj sám nepredpovedá existenciu nepotrebnej DNA; ak by sa to podľa Wellsa ukázalo ako „mýtus“, potom by to teóriu nijako nesfalšovalo.

Evolučná úloha nezdravej DNA

Aj keď existencia „nepotrebnej“ DNA môže byť pre kreacionistov problematická, pre evolučnú teóriu je skutočne užitočná. Nekonzervovaná, nekódujúca DNA vo vnútri chromozómu, tj. to, čo si klasicky predstavujeme ako „haraburdie“, môže rýchlo a rozsiahle mutovať bez poškodenia organizmu. Predpokladá sa a rozsiahlo sa skúma, že tieto nekódujúce oblasti môžu slúžiť v zásade ako pieskoviská pre evolúciu génov, kde môžu nastať zmeny náhodne bez toho, aby sa zmenil organizmus, a potom sa dajú do hry naraz, pričom vzniknú úplne nové aminokyselina sekvencie v existujúcom proteíne. Aby sme to vyjadrili ako príklad: ak intrón (nekódujúci segment vložený do funkčného génu) mutuje divoko (ako sú to intróny vhodné) a potom je znovu zavedený do kódovacieho systému proteínu mutáciou, ktorá odstráni bit, ktorý hovorí „Som intrón, ignorujte ma,“ malo by to za následok zavedenie nového reťazca aminokyselín do proteínovej štruktúry. To by mohlo viesť k nefunkčnosti proteínu, ale veľa proteínov je prekvapivo odolných voči takýmto zmenám: ak proteín zostane funkčný, je možné ho týmto mechanizmom významne zmeniť. Toto je podmnožina Moto Kimura je neutrálna teória . Niektoré organizmy dokonca vlastnia nekódujúce oblasti známe ako „pseudogény“, o ktorých sa predpokladá, že existujú iba pre tento reashon.


A preto je štúdium genetiky v pohode.

Výskum využíva nepotrebnú DNA

Len preto, že nevieme, na čo slúžia časti DNA, robí ich to zbytočnými pre výskum. Jedným z príkladov je veľká časť mužského špecifického chromozómu, ktorý do značnej miery nemá kódovaciu funkciu. Pomalé zmeny v priebehu času na Y (napríklad jednonukleotidové polymorfizmy) však pomáhajú konštruovať a fylogenetický strom ľudských mužských rodov vedúcich späť do Y-chromozomálny Adam , potenciálne užitočné pre disciplíny ako napr antropológia , história a rodokmeň.