2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
A genetikai anyag gúnyosan „szemét DNS-nek” nevezik, mivel nem tartalmazza a fehérjekódoló génekre vonatkozó utasításokat, és úgy tűnik, hogy alig vagy egyáltalán nem működik, valójában kritikus fontosságú az organizmus evolúciós túlélése szempontjából – derül ki egy tanulmány szerint. biológus az UCSD-n.
A Nature október 20-i számában Peter Andolfatto, az UCSD biológia adjunktusa bemutatja, hogy ezek a nem kódoló régiók fontos szerepet játszanak a szervezet genetikai integritásának megőrzésében. A Drosophila melanogaster gyümölcslégy génjeinek tanulmányozása során felfedezte, hogy ezeket a régiókat erősen befolyásolja a természetes szelekció, az evolúciós folyamat, amely elsősorban a környezethez legjobban alkalmazkodó szervezetek és gének túléléséhez vezet.
Andolfatto megállapításai azért fontosak, mert a gyümölcslegyek, férgek és emberek genomszekvenciáinak hasonlósága arra utal, hogy valószínűleg hasonló folyamatok felelősek az emberek és közeli evolúciós rokonaik közötti különbségekért.
„A teljes genom szekvenálása emberekben, gyümölcslegyekben, fonálférgekben és növényekben feltárta, hogy a fehérjét kódoló gének száma sokkal hasonlóbb ezeknél a fajoknál, mint azt várták” – mondja. „Érdekes módon a főbb fajcsoportok között a legnagyobb különbség a „szemét” DNS mennyisége, nem pedig a gének száma.”
A közelmúltban kifejlesztett populációgenetikai megközelítést alkalmazva Andolfatto kimutatta tanulmányában, hogy a „szemét” DNS e kiterjedt régiói – amelyek Drosophilában a légy teljes genomjának körülbelül 80 százalékát teszik ki – a vártnál lassabban fejlődnek. a nem fehérjét kódoló DNS-re nehezedő természetes szelekciós nyomás idővel változatlan marad.
„Ez a minta nagy valószínűséggel az új mutációk beépülésével szembeni ellenállást tükrözi” – mondja. Valójában a nem kódoló DNS-ben fellépő új mutációk 40-70 százalékát ez a faj nem képes beépíteni, ami arra utal, hogy ezek a nem fehérjét kódoló régiók nem „szemét”, hanem valamilyen módon funkcionálisan fontosak a szervezet számára..”
Andolfatto azt is megállapította, hogy a „szemét” régiók szokatlanul nagy mértékű funkcionális genetikai eltérést mutatnak a Drosophila különböző fajai között, ami további bizonyíték arra, hogy ezek a régiók evolúciós szempontból fontosak az organizmusok számára. Ez azt jelenti, hogy a fehérjék evolúciós változásaihoz hasonlóan a genom ezen „szemét” részeinek változásai is fontos szerepet játszanak az új fajok evolúciójában.
„A fehérjeevolúciót hagyományosan a genom-evolúció és az új fajok evolúciójának kulcsfontosságú aspektusaként hangsúlyozzák” – mondja Andolfatto. „Az emberek és a csimpánzok, valamint más, egymással szorosan rokon, de morfológiailag eltérő taxonok közötti fehérjeszekvencia-hasonlóság mértéke több kutatót arra késztetett, hogy feltételezze, hogy a taxonok közötti legtöbb adaptív különbség a génszabályozás változásaiból és nem a fehérje evolúciójából adódik. Eredményeim alátámasztják ezt a nézetet, bemutatva, hogy a szabályozási változások nagy jelentőséggel bírtak az új Drosophila fajok evolúciójában.”
