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 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - ...
Последние аномальные новости

Актер начал рисовать картины увиденного по ту сторону

Американцы никогда не были на Луне

Дома с привидениями Казани

Жители Альбукерке напуганы криками бигфута

Злой дух вселился в детскую куклу

Инопланетяне навестили Турцию

Источник сигнала Матрицы находится на Луне

Летающая тарелка с инопланетянами приземлилась в США

Летающие автомобили уже близко

Мальчика заметили с небес

Мистические истории Днепра

Можно ли стать умнее с помощью таблеток

Наводнение окрасило озеро во все цвета радуги

НАСА показало фотографию марсианских пауков

Невидимое двуногое существо в горах

НЛО в небе над Орском

НЛО взорвался за спиной очевидца

НЛО заряжался от линий электропередач

НЛО размером с планету пролетел около Солнца

НЛО ужаснул жителей Рио-де-Жанейро

НЛО является реальным и часто попадает на радары самолётов

Номер уголовного дела по факту гибели группы Дятлова

Около Солнца произошло небольшое сражение

Очень странное и загадочное явление в небе Греции

Правительство убивает путешественников во времени

Путеводитель по аномальным местам Пензы

Русалка замечена в Норвегии

Телескоп TESS скоро приступит к поиску экзопланет

Увидели гигантскую инопланетную станцию

Флот инопланетян посетил Массачусетс

Аномальные погодные условия погубят человечество

Бийск стоит в мистическом месте

Вертолет преследовал НЛО в Азербайджане

Древний хендж нашли в Ирландии

КГБ захватило живого инопланетянина

Мужчина записал разговор духов в своей квартире

Мужчина снял призрак монаха в средневековом замке

НЛО на дне Балтийского моря

НЛО пролетел над Оренбургской областью

Нострадамус предсказал появление нового Гитлера

Под Смоленском гадалка и ее подруга попали под машину

Раньше на Марсе периодически шли ливни

Распыление химиотрасс прекратилось. Планета готова к приходу Хозяев

Реального призрака заметили в Южном Йоркшире

Странный след в небе Петербурга

Фермеры из окна собственного дома сняли инопланетянина

Человек с самыми длинными ногтями подстриг их

Чем занимаются победители Битвы экстрасенсов

Элита покидает Землю перед неизбежным Апокалипсисом

Я беременна от параллельщика

Гусеница с головой мыши

Дюны-призраки нашли на Марсе

Едем к йети в М-ский треугольник

Инопланетяне прячутся в облаках Пакистана

Интервью с главой космического государства Асгардия

История о пришельце в скафандре из фольги

Каких доисторических животных смогут клонировать

На Марсе растут деревья

НАСА получило снимки опасного околоземного астероида

Нашли самую горячую экзопланету

Объяснен загадочный медицинский феномен

Призраки до смерти напугали работников музея автомобилей

Разрабатывают одежду, способную заряжать телефон

Решена загадка Базельского папируса

Сверхскоростное НЛО появилось над Норвегией

Следы древней цивилизации на темной стороне Луны

Странное существо в речном канале Пуэрто-Рико

Трубы Апокалипсиса слышны по всему миру

Уфолог показал фото пилота НЛО

Человек является гибридом инопланетян и приматов

Бдительный нижнекамец увидел НЛО над своим домом

Дальнобойщик заметил скелет, который перебегал дорогу и махал ему рукой

Доказана эффективность средства от старения

Древняя золотая звездная карта инков

Духи висельного вяза

Инопланетяне беседуют на Энцеладе

Математическое доказательство Бога Израиля

Мегалиты озера Большие Аллаки

Мерцающее скопление НЛО над США

Место падения НЛО под Розуэллом открыли для туристов

НАСА уничтожило следы жизни на Марсе

Нашли следы взрыва сверхновой звезды рядом с Солнечной системой

НЛО замечен в небе над Улан-Удэ

Одержимую девочку выгнали из школы

Очевидец заснял побег пришельцев с Земли

Призраки и мистические легенды форта Бхангар

Призрачная сущность попала на фото

Размеры экзопланет связали с размерами протопланетных дисков

Ребенок дьявола показался на УЗИ

Статистика наблюдений НЛО в Канаде

Телескоп Джеймс Уэбб будет изучать атмосферы экзопланет

Треугольный НЛО пролетел над Набережными Челнами

Три НЛО появились в небе Франции

Уфолог заметил НЛО, летящий к Марсу

Флот инопланетян покидает Луну

Человечество произошло от нескольких племен протолюдей

Через женщину насквозь прошёл мстительных дух

Чупакабра нападает на домашних коз в селе Архангельское

Эскадрилья НЛО повисла над Челябинском

Ядерный гриб в небе над Казанью

База инопланетян находится в Туапсе

Великаны - не сказка и не вымысел

Впервые показали мумию с головой крокодила

Встречи советских космонавтов с НЛО

Доказано влияние генетики на успех в жизни

Дома с привидениями или где можно встретить призраков

Дух Уитни Хьюстон заметили около ее могилы

Закрытые тайны уголовного дела группы Дятлова

Когда и почему появились легенды о пришельцах

Конец Света назначен на 16 августа

Летающая тарелка на дне греческого залива

Мумию пришельца нашло КГБ в 1961 году

Нашли экзопланету с периодом обращения 10 лет

НЛО взорвался и упал в Боливии

НЛО заметили в Краснодаре

НЛО очень сильно напугал стадо лошадей

Окрестности Зеленограда пользуются популярностью у инопланетян

Плавающий над вулканом НЛО раскрыл стоянку инопланетян

Похищающие коров человечки и крокодилы Беларуси

Предсказание Нострадамуса расшифровано. Апокалипсис начнётся в 2055 году

Призрачная кошка в квартире

Проклятая кукла снова начала двигаться

Самые страшные места планеты

Светящиеся шары над водохранилищем Воронежа

Составили рейтинг аномальных зон Якутии

Статуя Свободы посвящена богине тьмы Гекате

Человекообразное существо выбросило на берег Китая

Что скрывает Зона 51

Экзопланета Ross 128 b очень похожа на Землю

Ядерное облако увидели в Гагарине

Аномальная зона в польском Карпаче

Будущие цивилизации смогут нейтрализовать расширение Вселенной

Бункер 754 является аналогом Зоны 51

Вольф Мессинг врал Сталину

Встречи с живыми комками слизи

Древние цивилизации были более технологичны, чем мы думаем

Загадочный мужчина с мистическими татуировками

Зелёный НЛО пролетел над Миннесотой

Инопланетяне навестили Пакистан

Инопланетяне похили мужчину в графства Суррей

Колонизация Луны. Провал программы Нова

Меняющий форму НЛО около пляжа в Дорсете

Над заводом в Санкт-Петербурге заметили НЛО

Необычных морских существ нашли у берегов США

Нечто крупное гналось за оленями на горе Бикон

Нибиру уже уничтожила одну планету

Охотник за привидениями увидел в шахте злого духа

При строительстве парковки наткнулись на дольмен

Призрак прогуливался ночью по стоянке машин

Раскрыли секрет долголетия

Россия создаст телескоп для поиска экзопланет

Сигарообразный НЛО над Англией

Создали искусственный интеллект в пробирке

Странное существо заметили в Колумбии

Теленок с двумя головами родился в Бразилии

Три НЛО совершили посадку в пустыне Мохаве

Тунгусский метеорит был крушением инопланетян

Через белые дыры люди могут перемещаться в другие миры

Эксперт рассказала возможно ли развить в себе дар ясновидения

Экстрасенс Хадуева пережила неудачную пластическую операцию

Актер Бен Аффлек сумел точно предсказать будущее

Бразильский Нострадамус рассказал о судьбе человечества

Девочка станет первым человеком на Марсе

Демоны индейской резервации Южной Дакоты

Динозавры жили рядом с людьми

Диринг Юрэх - одна из тайн великой реки

Женщина встретила в подъезде призрак умершей соседки

Лик Волан-де-Морта появился над Тамбовом

Многочисленные НЛО замечены над Далласом

Может ли жизнь существовать в системе Альфа Центавра

Нечто сидело в моем шкафу

НЛО стали чаще совершать визиты в российские регионы

НЛО упал у побережья Бразилии

Ночное небо просто кишит различными НЛО

Планетой управляют инопланетяне с горы Олимп

Поросенок с человеческим лицом родился в Китае

Программисты показали процесс создания фейковых НЛО

Пульсирующий НЛО был замечен возле Чёрного моря

Самую маленькую собачку клонировали 49 раз

Смерть Хокинга закрыла человечеству портал в неизведанное будущее

Странный электромагнитный эффект в Аргентине

Турция открывает подземные города Кыршехира для туристов

Уникальный артефакт нашли в тайнике пирамиды Джосера

Уфологи заметили свет в лунном кратере

Уфологи рекомендуют смотреть фильм Паранормальное

Ушла из жизни самая пожилая жительница Европы

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