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
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
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 - ...
Последние аномальные новости

Блестящий НЛО сняли в Висконсине

Загадку быстрых радиовсплесков связали с загадкой странных звезд

Инопланетянин на заднем дворе

Какие заболевания могли бы вызвать Зомби-апокалипсис

Криптозоологические диковинки. Приключения капитана Хитченса

Круглый остров у реки Парана может быть базой инопланетян

На перевале Дятлова погиб не Семен Золотарёв

Ночью после главной свадьбы Великобритании заметили НЛО

Охотник за привидениями снял загадочное существо

Почему магнитное поле Земли бежит на запад

Правда об американской лунной миссии

Разрабатывают метод погружения человека в зимнюю спячку

Регулярные наблюдения НЛО в Гумпи

Скульптуры загадочной цивилизации Сардинии

Солнечная система меняется под воздействием Нибиру

Столетнюю рыбу-монстра выловили в Китае

Тайна бесследного исчезновения людей в Швеции

Тайна Озера страха в Бурятии

Труп свиньи с человеческими руками нашли в США

Удивительная родина волшебной Снегурочки

В поисках привидений и легенд усадьбы Баташевых

Глаза на затылке не метафора

Горячие Юпитеры были предсказаны в 1952 году

Жителей Чаплыгина держит в страхе чупакабра

Загадочная кошка попала на камеру наблюдения

Инопланетяне пролетели над Петербургом

Как обойти законы квантовой механики

Кошка - проводник между нашим миром и миром иным

Международный музей НЛО в Розуэлле

Найден и расшифрован древний солнечный календарь

Необычное лазерное излучение в туманности Муравей

Никола Тесла слышал разговор инопланетян

НЛО выбирал место для посадки на взлетной полосе

Организуют научно-исследовательскую экспедицию к торгайским геоглифам

Почему в нашей галактике нет инопланетных сфер Дайсона

Самая загадочная звезда во Вселенной

Самые страшные случаи с НЛО

Теории заговора последнего столетия

Щит из магнитов может восстановить климат Марса

Ясновидящие обули пенсионерку из Нововятска

Водяное чудовище заметили в Китае

Генетический мутант вырвался на свободу

Желающих купить метеорит не нашлось

Жуткий Рейк попался на камеру

Насколько близко могут оказаться две инопланетные цивилизации

Некромантия. Научились оживлять свиной мозг

НЛО заметили в небе над Чебаркулем

Обложка журнала сломала мозг пользователям

Обнаружили наследницу дара ясновидения Ванги

Образ Христа на снимке церковного огня

Останки морского чудовища нашли в Мексике

Подтверждена точная дата смерти Гитлера

Пророчества Нострадамуса. Правда или миф

Разгадка концепции невозможного двигателя

Россия начала искать жизнь на Марсе

Современная евгеника. Как создают поколение здоровых людей

Странные небесные взрывы в Огайо

Телескоп для поиска экзопланет прислал первый снимок

Экзопланеты. От ледяного шара к раскаленному аду

Эксперты опровергают внеземное происхождение осьминогов

Аномалии сибирской деревни Окунево

Загадочная Александровская колонна

Землю спасет объединение с Луной в одну экосистему

Искусственный интеллект Алекса предсказал конец света

Колдунов давно пора остановить

Комета указала на девятую планету Солнечной системы

Мобильный телефон обнаружили на Марсе

Молнии признали самым загадочным явлением

Мы все являемся частью грандиозного и смертоносного эксперимента

На дне Индийского океана обнаружены неизвестные животные

Наклон оси может превратить в ледяной шар обитаемую планету

Нашествие комаров на Воронежскую область

Нашли свидетельства жизни на Марсе

Обнаружили еще одну таинственную звуковую иллюзию

Подсчитали число мертвых звезд в окрестностях Солнца

Пророчества, связанные с Исаакиевским собором

Тайна гранитных плит в могиле дятловца Золотарёва

Шансы найти жизнь на Европе возросли

Эпидемия, которая уничтожит людей, животных и растения

Ясновидящая поддержала ограничение рекламы для экстрасенсов

Армада НЛО пролетела над Флоридой

База инопланетян в кратере Фалес на Луне

ВВС США испытают авиационный боевой лазер в течение года

Девочку-альбиноса обезглавили ради магических амулетов

Жизнь - это наказание

Загадка Таосского гула

Загадочные лунные облака

Загадочный феномен в магнитном поле Земли

Инопланетный кокон нашли в Техасе

Инопланетяне - дальние родственники людей

Инопланетяне похожи на осьминогов

Колдовская деревня Трасмос

Колдовские пещеры Сугаррамурди

Конспирологи утверждают, что Австралии не существует

Летающую тарелку сняли на юге Франции

Мифы и легенды Бреста

Найден кислород возрастом 13,3 миллиарда лет

Научные загадки без ответа

Новая тайна перевала Дятлова оказалась грубой подделкой

Писатель обвинил инопланетян в смерти Мэрилин Монро

Призрак приходского священника Эль-Аламина

Призрачная фигура девушки Плаца дель Рей

Проклятая деревня Ла-Польворанка

Пугающий полтергейст в Буэнос-Айресе

Пульсирующий НЛО над Лас-Вегасом

Странная аномалия в небе

Тайна возникновения жизни на Земле

Тайна исполинских котлов Финляндии

Тайны Кашкулакской пещеры

Физический труд - смертельно опасен

Аудиозапись заколдованного голоса поссорила пользователей

Ведьмы и колдуны после смерти становятся стригоями

Водяной дух келпи является людям в облике коня

Волшебный цыпленок, который по ночам блуждает по небу

Встреча с НЛО в Казахстане

Дух младенца, летающий над Карловым мостом

Житель Бристоля увидел бигфута

Житель Смоленска увидел НЛО

Завершился эксперимент по имитации жизни на Луне

Загадочная ночная прачка

Зловещие черные собаки Великобритании

Злые существа скандинавской мифологии некки

Искусственный интеллект научился одевать людей

Искусственный интеллект создал уровни для DOOM

Коварство красной шапочки

Небо не для всех голубое

Нибиру является Звездой смерти

НЛО заметили в небе Флориды

НЛО замечен над российско-финляндской границей

НЛО пролетел над Гавайями

Окончание ремонта могилы дятловца Золотарёва

Привидение сняла видеоняня в Англии

Пришельцы скрываются в параллельных мирах

Рисунки Наска созданы для привлечения инопланетян

Самый загадочный призрак - женщина в белом

Секретный проект сделает бессмертными людей и собак

Смертельно опасная красавица хульдр

Ставший эльфом мужчина решил вживить клыки

Статуэтку в шляпе нашли на Марсе

Страсти вокруг невозможного двигателя EmDrive

Ангела с мечом сняли в Мичигане

Бигфута сняли в Северной Америке

Взрыв неизвестного происхождения произошел в Солнечной системе

Вторжение инопланетян начнется 18 мая

Два инопланетных корабля покидают Землю

Два НЛО пролетели над Новоуральском

Двухголовый олененок из Миннесоты

Деревня-призрак Малая Куверба

Женщина в загробном мире встретила ангела

Заброшенная деревня Шкавырна

Загадочный первомайский треугольник

Зачем эволюция замусорила ДНК

Летающую тарелку нашли на Марсе

Мистическое Мордовское озеро

Нашли затерянный город Мардаман

НЛО танцевал в небе Беркшира

Озеро Светлояр и град Китеж

Осуществлена пересадка памяти между живыми существами

Подмосковный чиновник решил стать экстрасенсом

Подтвердили существование водяных гейзеров на Европе

Призраки усадьбы Каменских

Происхождение НЛО над Сыктывкаром

Самый вежливый в мире кот

Сборник мистических рассказов 'Те, що серед нас'

Страшный Мочальный остров

Томский полтергейст действовал в рамках закона

Уфологи выяснили любимую страну инопланетян

Фантомы станции метро Заречная

Человека без рта видели в Нью-Йорке

Черная Месса, которая понравилась Ватикану

Автомобили, исчезнувшие прямо на глазах

Два НЛО в Тимертау

Жуткие эксперименты нацистов над близнецами

Загадка динозавра, найденного на берегу острова Вольф

К местам аномальных явлений необходимо организовывать экскурсии

Как нам отравляют воздух

Как не стать жертвой экстрасенсов

Как пришельцы определяют, кого похитить

Красный НЛО замечен в созвездии Гончих Псов

Мегалитическая культура Мещёры

Мертвого инопланетянина нашли на Марсе

Морское чудище напугало жителей Филиппин

Мультивселенную назвали благоприятной для жизни

Небо в Ираке стало красным

НЛО в форме червя заметили над Калифорнией

НЛО заметили над Шотландией

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