Зачем эволюция замусорила ДНК
Большая часть ДНК человека приходится на разнообразный генетический мусор: простые повторы нуклеотидов, фрагменты вирусных геномов, гены, переставшие функционировать миллионы лет назад, или обрывки генов, не выполняющие никакой функции. Некоторые последовательности нуклеотидов могут внезапно менять расположение в геноме или плодить многочисленные копии — это так называемые прыгающие, эгоистичные гены, мобильные элементы (транспозоны). Ученые раньше рассматривали их как паразитов, сейчас считается, что они влияют на эволюцию.
Мобильные элементы в ДНК открыла американская исследовательница Барбара Мак-Клинток в конце 1940-х годов. Прошло почти тридцать лет, прежде чем научное сообщество поверило в то, что геном организма не статичен, а способен меняться, причем в течение жизни одной особи. Пониманию этого помогли работы советских ученых, которые в 1976 году выявили мобильные элементы в геноме мухи-дрозофилы. И все же научный мир долго не осознавал того факта, что, как выяснилось после полной расшифровки генома человека в 2000 году, половина его занята этими странными блуждающими образованиями.
Сейчас известно, что ДНК многих животных, включая человека, в той или иной степени состоит из мобильных элементов. Большая их часть "молчит", то есть никак себя не проявляет. Но некоторые способны мобилизоваться и запустить цепочку реакций, приводящих к опасной мутации.
"Мобильные элементы представляют собой паразитические последовательности ДНК. Смысл их существования — в увеличении числа собственных копий в геноме. Однако эволюция иногда использует их в интересах организма-хозяина. Например, ген RAG участвует в перестроении иммуноглобулиновых цепей в процессе созревания лимфоцитов. Гены синситинов, которые произошли от эндогенных ретровирусов, способствуют образованию плаценты у млекопитающих", — рассказывает РИА Новости Геннадий Чураков, сотрудник Института экспериментальной патологии Университета Мюнстера (Германия).
Мобильные элементы — это по-разному организованные небольшие последовательности нуклеотидов размером от семидесяти до десяти тысяч нуклеотидных пар, что, вообще говоря, сравнимо с некоторыми короткими рабочими генами. Как и вирусы, они не могут функционировать самостоятельно, вне клетки хозяина. Однако устроены мобильные элементы проще, чем вирусы, и в отличие от них не способны самостоятельно покинуть клетку организма.
Запертые в геноме, транспозоны тем не менее перемещаются по ДНК, создают и встраивают в нее свои копии. Ученые полагают, что мобильные элементы легче приспособить для какой-то полезной работы. "Это строительный материал эволюции. При получении полезной функции копия теряет мобильность", — подчеркивает Чураков.
Патогены или помощники эволюции?
Некоторые мобильные элементы вырезают сами себя из ДНК с помощью фермента транспозазы и вставляют в другое место — довольно случайным образом. Их называют ДНК-транспозонами. В геноме бактерий они выполняют важную функцию обмена генетической информацией между разными видами. Так, например, переносятся гены устойчивости к антибиотикам. У человека ДНК-транспозоны неактивны.
Другой класс генетических паразитов — ретротранспозоны, названные так из-за особого механизма размножения. С элемента снимается копия в виде РНК и затем копируется в ДНК с помощью фермента обратной транскриптазы.
Ретротранспозоны могут самостоятельно хозяйничать в геноме, выполняя как полезные функции, так и портя ДНК хозяина. Например, эндогенные ретровирусы (HERV) особо активны у больных ревматоидным артритом, множественными склерозами, амиотрофическим латеральным склерозом и определенными видами рака желудочно-кишечного тракта. Однако прямых доказательств того, что эта разновидность ретротранспозонов влечет за собой болезнь, а не просто сопутствует ей, нет. Влияние этих прыгающих генов на нервные патологии, такие как шизофрения, тоже пока исследуется.
Ретротранспозоны связаны с мутациями, вызывающими гемофилию А — несвертываемость крови, миодистрофию Дюшенна, бета-талассемию (недостаток гемоглобина). Мышечная дистрофия типа Фукуяма, распространенная среди японцев, тоже связана со вставкой копии ретротранспозонов. В целом мобильные элементы имеют отношение примерно к сотне генетических заболеваний.
С точки зрения эволюции встраивание ретротранспозона в какой-то ген не всегда играет негативную роль. Так, у большинства видов китов нет зубов. И это связано с тем, что в один из генов, необходимых для их роста, внедрена копия ретротранспозона. Зато киты приобрели замечательный фильтрующий планктон орган из китового уса, который ближе по структуре к волосу.
Ретротранспозоны помогают отследить эволюцию вида. Ведь однажды встроенная в ДНК копия никуда из этого места генома не перемещается. И если мы ее видим у двух видов, но не видим у третьего, то первые два вида, скорее всего, ближе друг к другу.
Возможна ли зачистка генома
Излишняя подвижность геномных паразитов, их способность плодить свои копии, которые могут поломать ДНК, вынудила клетку изобрести механизмы избавления от них. В частности, для этого используется особый тип коротких РНК — пивиРНК, помогающие специальному белку распознать опасность и убить активность транспозона. Это своего род иммунная система ДНК, блокирующая угрожающие генам мобильные элементы.
Другой механизм защиты — "каталог врагов". Если паразитическая ДНК мобилизуется, короткая РНК делает с нее копию, сравнивает с каталогом и, обнаружив совпадение, разрезает опасный элемент с помощью ферментов.
"Одноклеточная инфузория располагает двумя ядрами и специальным механизмом, который очищает вегетативное ядро от всех мобильных элементов. При этом система очистки (ДНК-сплайсинг) использует один из компонентов, полученный из "одомашненного" транспозона", — приводит еще один пример Геннадий Чураков.
Полностью очищать геном от транспозонов нельзя. По словам исследователя, часть их связана с работой клетки, как, например, Alu-повторы — вид ретротранспозонов, который есть у всех приматов, включая человека. Они регулируют активность генов, участвуют в процессах сплайсинга — собирания РНК генов из кусочков.
"Убрать все мобильные элементы мы не в состоянии, но, допустим, вырежем только те элементы, которые не играют активной роли в жизни клетки. Что будет? Размер нашего генома уменьшится примерно в два раза. Упадет неравномерная рекомбинация и резко замедлится… эволюция. Возможно, человеку придется распрощаться с разумной деятельностью, поскольку есть точка зрения, что активность ретротранспозонов типа LINE в нейронах помогает создавать необходимое разнообразие для образования ассоциативных цепочек", — поясняет исследователь.
Наверное, имеет смысл удалить те мобильные элементы, которые однозначно вызывают генетические дефекты. Это позволило бы избавиться от нескольких десятков генетических заболеваний. Но для этого сначала требуется тщательно изучить все функции "паразитов" в геноме человека.
Полностью чистый от транспозонов геном существует разве что у вирусов. У многоклеточного организма геном обычно сильно "заражен" паразитами, и это, как полагают ученые, расплата за возможность быстро меняться из поколения в поколение, приспосабливаясь к разным окружающим условиям, в том числе экстремальным. Если мобильных элементов в геноме ничтожно мало, то не исключено, что виду грозит вымирание, как, скажем, пчелам.
Между тем генные инженеры уже приспособили прыгающие гены для своих целей. Создав искусственный ДНК-транспозон под названием "спящая красавица", они выводят трансгенных животных для лабораторных опытов.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - ...
Последние аномальные новости

Белый НЛО пролетел около МКС

Беспилотная доставка будущего

Загадка известнейшей оптической иллюзии

История проклятого дома в Нанкине

Как Земля защищает иные миры

Найдена аномальная структура вокруг черной дыры

НАСА засняло серебристые облака

Нашли водоросли, способные жить на Марсе

Новый спутник за два дня обнаружил две похожие на Землю планеты

Огнедышащая дыра появилась в Арканзасе

Пауки накрыли греческий город паутиной

Познавать непознанное

Почему мы до сих пор не нашли инопланетян

Почему пользоваться червоточинами - плохая идея

Призрачные детские голоса в заброшенном метро Сиднея

Радар для поиска воды на Марсе успешно прошел испытания

Раскрыли секрет качания оси Земли

Солнечную обсерваторию закрыли из-за порнографии

Статуэтка инопланетянина найдена на Марсе

Странные объекты заметили в Липецкой области

Власти Одессы обьяснили наблюдения НЛО

Военные ищут экспедицию, изучавшую пирамиды Антарктиды

Возможна ли вечная жизнь при вечной молодости

Искусственный интеллект научили распознавать объекты по описанию

Критическая ситуация, когда всё выходит из под контроля

Люди рассказали, что происходило когда они умирали

Мать увидела на фото не родившуюся дочку

Мозг запрограммирован на лень

Полупрозрачную субстанцию видели над Крымским мостом

Призраки заброшенного бункера

Призраки Чеширского треугольника

Пульсирующий монстр найден на побережье Окленда

Путь к сердцу мужчины лежит не через желудок

Пятый НЛО за полгода пролетел над Катанией

Столкновение Нибиру с Землей

Тайна найденных на берегу океана останков морского чудовища

Удивительное дерево, источающее металл

Уфолог рассказал, что ждет Землю из-за планеты Нибиру

Черный треугольник замечен над Сиэтлом

Что собой представляет планета Нибиру

Внедрение технологии блокчейн в финансовый сектор Индии

Глобальная катастрофа оказалась неизбежной

Готовят новое определение для звезд

Двуликий щенок родился в Перу

Жителей Ипсвича пугало жуткое детское пение

Жителей Майами испугали инопланетяне

За голову слонимской чупакабры обещают вознаграждение

Звездные войны не за горами

Интересную тучу наблюдали жители Сортавала

Кирпич нашли на Марсе

Космонавтам разрешили говорить о пришельцах

Людей поделили на четыре типа личности

Монстр в ночную грозу

Настоящему экстрасенсу заплатят $10000

НЛО разлетались в Одесской области

Обнаружен аномальный остров близнецов

Одинокая волчица

По чему свистит свистулька

Под Сыктывкаром обитает йети

Подружись со своим медведем

Полет над пропастью

Праздник лета и любви

Призрак следит за маленькой девочкой

Призраков видят по всей Земле

Причина массовой гибели древних цивилизаций

Рептилоида сняли в пещере Марса

Сакральный зачин Красной горки

Странные рисунки в штате Юта

Сувениры приносящие неудачу

Таинственные черепа инопланетян и след Аненербе

Что собой представляют круги на полях

Установка автостекол в Бресте на высшем уровне

Игровой зал Адмирал остается центром притяжения для игроков

Популярность виртуальных казино растет

Игровые автоматы Вулкан не могут не нравиться геймерам

Белая фигура, прячущаяся в дубе

Дата Конца Света предсказана пирамидой Хеопса

Дети рассказали, как они погибли 11 сентября

Женщина 66 лет прожила с двумя иглами в животе

Женщина рассказала, как в ее спальню проник инсектоид

Загадочный Тунгусский метеорит

Закрытая ФБР солнечная обсерватория возобновила работу

ИИ выявил связь между ожирением и средой обитания

Камень с микрочипом возрастом в полмиллиарда лет

Криовулканы Цереры извергались в течение последнего миллиарда лет

Мальчик родился с четырьмя ногами и двойным набором гениталий

Над Каменск-Уральским пролетело НЛО

Найден невозможный космический объект

НАСА запустило спутник для тайного поиска Нибиру

Нибиру ударит по Земле в 2033 году

Новый охотник за экзопланетами передал свой первый снимок

Новый телепроект 'Реальная мистика' на Домашнем

Открыли экзопланету Вулкан из Звездного пути

Поведение антиматерии оказалось парадоксальным

Погодные аномалии на нашей планете

Подтверждена альтернативная теория гравитации

Призрак напал на собаку

Призрачные голоса услышали в заброшенном метро Лондона

Светящиеся НЛО были замечены в Торонто

Светящийся диск напугал жителей Миннесоты

Физики создают невозможный двигатель по заказу армии США

Фильм ужасов 'Проклятие монахини' основан на реальном случае

Чего мы не знали о Салемских ведьмах

Шесть знаков Зодиака с самым тяжелым характером

Экспедиция на Марс может повредить человеческий мозг

Игровые автоматы 777

Игровой автомат Жемчужина Дельфина

Все, кто посещают казино, являются азартными людьми

Популярность игровых заведений с каждым днем возрастает

Белый дом требует отчёта по проектам изучения инопланетян

Бутылка найдена на Марсе

Вазу нашли на Марсе

Встреча с черноглазым стариком

Где рождаются самые горячие экзопланеты

Два НЛО на фоне Солнца замечены в Калифорнии

Деревня карликов в Иране

Дрон инопланетян сняли около Земли

Женщина видела саму Смерть

Земля расколется на две части из-за войны

Инопланетяне замечены над Москвой

Инопланетяне посетили три города штата Нью-Джерси

Инопланетяне уничтожили зонды NASA и SpaceX

Инопланетяне устроили световое шоу над Англией

Как правильно использовать интуицию

Ковдор - колыбель человечества

Куба исключила причастность РФ к акустическим атакам на дипломатов США

Куда пропал Бермудский треугольник, снежный человек и лох-несское чудовище

Культурный призрак Заиграево

Лицо призрака нашли на старом фото из роддома

Мир полон таинственных памятников

НЛО промчались над Калифорнией

Призрачная преграда на дороге

Рядом с МКС было замечено розовое НЛО

Случай на Убиенке

Сотрудник НАСА утверждает, что инопланетяне существуют

Третья мировая уничтожит людей навсегда

Фотографии с фотоаппарата дятловца Золотарева восстановлены

Через три года болезней и смерти не будет

Шарообразный НЛО замечен во Франции

Апокалипсис наступит из-за болезней в 2019 году

В сетчатке глаза найдена встроенная функция ночного видения

В Шотландии внезапно позеленело небо

Военный рассказал правду о пришельцах

Второго Сфинкса обнаружили на юге Египта

Жительница США сняла флот Нибиру

Зачем ФБР закрыло солнечную обсерваторию в Нью-Мексико

ИИ обучили вычислять воров

Иосиф Кобзон дал интервью с того света

Ко мне по ночам приходил тощий монстр с длинными когтями

Места расположения подводных баз инопланетян

Мистические исследования, получившие Шнобелевскую премию

Монстр Огопого замечен в озере Оканаган

На дне Балтийского моря нашли НЛО

На Корейской войне СССР применял против США летающие тарелки

Облако в форме НЛО над Кемерово

Обсерваторию в Нью-Мексико закрыли из-за Нибиру

Перед ураганом Флоренс появился предвестник разрушений

Призрак в замке Херста в Хэмпшире

Призрачная фигура разгуливает возле дома в Филадельфии

Пришельцы с Нибиру живут на Луне

Пришельцы с Нибиру стали всё чаще покидать свои базы

Пульсирующий НЛО в небе над Огайо

Рэпер Тупак Шакур всё ещё жив

Старое фото инопланетянина на Аляске

Странный обьект пролетел над поверхностью Земли

Строительство бункеров Судного дня идет ударными темпами

США запустили геномный Ноев ковчег

Тайна Изумрудной скрижали Гермеса Трисмегиста

Таинственная операция ФБР на солнечной обсерватории в Нью-Мексико

Астрономов заподозрили в утаивании данных о грядущей катастрофе

Батарейка из кувшина

Вышел новый оккультный сериал

Выявлен простой способ прожить дольше

Гравитационные волны указали на отсутствие дополнительных измерений

Древнегреческий компьютер

Как выглядит древнейший рисунок на планете

Квартиру Джуны на Арбате оккупировали мигранты

Магический камень викингов

Магия вуду против злого начальника

Мужчина прожил четверть века с инструментом в животе

Найден принадлежащий майя редкий артефакт

Найдены ключевые гены старения

Невидимый автомобиль взбудоражил пользователей

Нетрадиционные методы лечения

Паровой двигатель возрастом две тысячи лет

Почему не стоит есть человеческое мясо

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика