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
25.12.2017 - 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 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - ...
Последние аномальные новости

Бегство инопланетян с Земли сняли с МКС

Белое существо с мордой как у свиньи замечено в Миссури

Бремя Апокалипсиса

Возле Земли взорвалась сверхновая, которая грозит убить всё живое

Вселенная - это компьютерная игра Абсолюта

Вход в базу инопланетян нашли на поверхности Луны

Дальнобойщик 40 лет похищал людей, выдавая себя за инопланетян

Девочка записала голос умершего дедушки

Жуткая фигура на крыше дома

Замки с привидениями в России

Из атмосферы Марса загадочно исчез весь метан

Изучение органов инопланетян в Зоне 51

Колдунья расплатилась за ЖКХ магическими книгами

Летающую тарелку заметили над Нью-Йорком

Мистический Новороссийск

Народный целитель устал есть человечину и сдался полиции

Нашли способ омолодить человеческие клетки

НЛО заметили над островом Кенгуру

Охота на меленковскую чупакабру

Получен первый снимок с экзопланетного телескопа

Призрак в пустом офисе

Пять знаков Зодиака с самой сильной интуицией

Рогатую жабу и сома в форме блина нашли у реки Меконг

Секретный ангар в Зоне 51

Стаю птиц сняли на Марсе

Теория плоской Земли

Уникальный дольмен реставрируют в Адыгее

Феномен искривленного пространства-времени

Черный треугольный НЛО заметили над Нью-Джерси

Что-то странное происходит в Антарктиде

Металлическая сварная лестница для дома

Киндзмараули - лучшее грузинское вино

К чему снятся сны с пятницы на субботу

Башню старинного замка нашли в Антарктиде

Возможно, мы все живем в Матрице

Все, что нужно знать о Молебской аномальной зоне

Десять главных предсказаний Нострадамуса на 2019 год

Инопланетный робот обнаружен на Марсе

Инопланетяне уже давно нас изучили

К женщине пришел умерший отец и обнял ее

Ковчег Завета в Эфиопии оказался подделкой

Летающий светящийся шар появился в квартире

Луна обладает множеством пока не объяснимых загадок

Люди вернут Землю на десятки миллионов лет в прошлое

Могут ли на Землю покуситься внеземные агрессоры

Настоящая причина гибели группы Игоря Дятлова

Начинается новый Ледниковый период

Огнеопасный Плачущий мальчик

Огромный НЛО перепугал Национальную метеорологическую службу

Потусторонние миры Иеронима Босха

Призрачный город замечен около Ямбурга

Пришествие Девонширского дьявола

Прогнозы Ванги на 2019 год

Проклятая картина Билла Стоунхэма

Проклятые фильмы Голливуда

Робот пронзил рабочего десятью штырями

Розовый пончик летал над Ирландией

Сбор средств на бордель с секс-роботами провалился

Сверхновая вызвала массовое вымирание в конце плиоцена

Странный обьект в небе Аризоны

Теорию Эйнштейна доказали неправильно запущенными спутниками

Тунгусский метеорит. Тайна пришельца из Космоса

Что ждет Россию в 2019 году. Предсказания Эдгapа Кeйси

Казино Вулкан открыто для всех

Актриса пожаловалась на полтергейст

Аппарат Voyager 2 покинул Солнечную систему

Астрономы близки к открытию загадочной Планеты Икс

Бигфут навестил семью в Миннесоте

Битва за Землю началась в космосе

Где находился замок короля Артура

Грядёт Третья мировая война

Загадочное животное распотрошило 40 уток

Инсценировать высадку на Луну было бы дороже, чем ее осуществить

Искусственный интеллект EVE Online вышел из-под контроля

Кошка месяц прождала хозяев у сгоревшего дома

Могилу древнего вампира раскопали в Англии

Мужчина три месяца питается лишь воздухом

На протяжении тысячелетий кто-то старательно избавлял человечество от знаний

Население США начали готовить к шести месяцам тьмы

Неразгаданные тайны земли Кыштовской

НЛО заметили над Фиджи

НЛО попал в прямой эфир с МКС

Обнаружен новый предок человека

Образцы лунного грунта подделать невозможно

Огненный шар в телестудии сорвал прямой эфир

Пирамиды китайского озера Фушиан Ху

Подсчитали массу зомби-бактерий в недрах Земли

Раскрыт новый способ продления жизни

Следы воды нашли на астероиде Бенну

Созданы вечно текущие капли первородной материи

Тайны царя Давида

Теории исчезновения государства Атлантида

Треугольный НЛО заметили над Орегоном

Упавшее в унитаз кольцо вернулось к хозяйке спустя девять лет

Актриса рассказала о встрече с НЛО

Антарктида скрывает множество тайн

Березовая мистика славян

Врачи рассказали правду о современных методах лечения

Вышедшая замуж за призрака женщина объявила о разводе

Древнюю Землю населяли великаны

Жуткое радужное болото в Вирджинии

Загадка парящего камня Шивапура

Загадочный комплекс Эль-Фуэрте де Самайпата

Искусственный интеллект. Опасный враг или добрый помощник

Как выглядит летающий мотоцикл

Как мы можем остановить астероид, летящий к Земле

Как рождаются экзопланеты

Когда инопланетяне выйдут на контакт

Кукла, которую официально подозревали в убийствах

Мексиканская динотопия

Мистическая гора Манарага

Мужчина рассказал как из него вытащили инопланетный имплант

Нибиру заметили над Италией

Новорожденного ребенка убил поцелуй

Обнаружен теленок размером с кошку

Полтергейст убил пенсионерку

Почему американцы никогда больше не летали на Луну

Радиация при полете к Марсу отнимет 2,5 года жизни

Стоунхендж строили мигранты

Странное создание на ранчо в Метепеке

Треугольный НЛО замечен над Ладогой

Фрагменты НЛО нашли у побережья Маврикия

Экипаж шаттла снял треугольный НЛО

Эксперименты ЦРУ по контролю над разумом

Настоящая атмосфера казино Вулкан теперь на ваших компьютерах

Адам и Ева с точки зрения генетика

Географическая карта мира Пири Рейса

Зачем инопланетяне опять взорвали вулкан Попокатепетль

Злой рок преследует археологов в Сибири

Инопланетяне после падения в Розуэлле остались живы

Инопланетянин прокрался в дом женщины

Каменная карта, которой 50 миллионов лет

Крейсер пришельцев ворвался в Солнечную систему

Кто построил Великую Заволжскую стену

Луна - космическая база инопланетян

Медицина древнего Египта

Миру угрожает крупнейшее вымирание за последние 252 млн лет

Неизвестные жуткие животные атаковали село на Сумщине

Необъяснимые древние артефакты

Неразгаданные тайны подземного мира

Нибиру уничтожит Землю еще в 2018 году

НЛО перевозили по улицам Киева

НЛО попал в эфир прогноза погоды

Планеты возле двойных звезд могут иметь пригодные для жизни луны

Подземные города великанов

Почему тамплиеров любят конспирологи

Президент Трамп связан с инопланетянами

Проклятие жемчужины пустыни Гоби

Растения - такие же мыслители, как и мы

Собака месяц ждала хозяев у сгоревшего дома

Тайны древнего города Мачу-Пикчу

Треугольный НЛО наблюдали по всему миру

Хлыста боится праведник

Цыгане один из самых загадочных народов в мире

Что напридумывали фантасты

Аппарат InSight записал шум марсианского ветра

Атмосферы экзопланет могут скрывать следы жизни

Белорусские чудеса. НЛО и озерные чудовища

Голубая дыра - необъяснимая подводная тайна

Женщина запечатлела НЛО на фоне заката

Жительница штата Орегон ежедневно видит НЛО

Загадочная Ловлэндская лягушка

Итальянские замки, в которых живут привидения

Как могут выглядеть растения на экзопланетах

Как экзопланеты теряют атмосферу

Когда ждать человека на Луне

Монстр сбежал с военной базы во время урагана

Мужчина доверился гадалкам и порезал женщину

Огромный НЛО завис над Индией

Психологи не могут отрицать контакты пациентов с инопланетянами

Раввин начал создавать корону для Царя-мессии

Светящийся объект замечен в Катав-Ивановске

Секс-роботы, выполняющие любое желание

Следы НЛО обнаружили в Новоусманском районе

Что необходимо для переворота полюсов Земли

Брошенная женщина позвонила своему парню 77000 раз

Вокруг экзопланеты обнаружено гигантское гелиевое облако

Дельфин обнаружен в атмосфере Юпитера

Добыча полезных ископаемых на астероидах

Женщина научилась держать языком стаканы

Жуткий Подменыш

Загадочное Дерево фей

Загадочные путешественники во времени

Легенды про Человека в шляпе

Найдена экзопланета с хвостом из гелия

Основная версия рождения Земли

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