?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Mutations2

Эволюция основана на изменчивости, изменчивость - на мутациях. Как показывают новейшие исследования, процесс их закрепления далек от случайности и подчиняется интересному распределению.

Биологи говорят о мутациях достаточно давно, и все же неизбежно приходят к вопросу о том, что все наши знания теоритические и подкрепить свои доводы нечем. Как же так? Вот есть ген, вот он мутирует… однако фактические данные говорят, что ситуация может быть несколько иной.

Проанализировав 372 расшифрованных геномов исследователи пришли к выводу, что предоминантная форма есть менее чем у 15% генов. Фантастически звучит, на мой взгляд. Т.е. менее 15% генов подвергаются достаточно сильному отбору, чтобы поддерживать какую-то основную форму. Интересно, как быстро человек эволюционирует в новый вид с таким многообразием?

Здесь кроется еще одна хитрость. Исследователи обратили внимание на деталь, о которой обычно умалчивают, когда говорят о геноме. Наличие двух наборов хромосом предполагает, что у нас существует два разных набора генетической информации в каждой клетке, и до сих пор ничего неизвестно о том, как это влияет на накопление мутаций. Есть лишь некоторые данные о геномном импринтинге, но и они не распространяются глобально, а лишь на 1% генов.

Mutations0

Для того, чтобы изучить этот вопрос были отсеквенированы геномы еще 14 людей, но уже с различиями по хромосомам. Оказывается, что мутации распределяются неравномерно. Существуют гены, которые мутируют на обеих хромосомах – их называют транс-мутации таковых набирается где-то 40% от общего числа. Оставшиеся же мутации происходят только в гене на одной хромосоме, оставляя вторую копию интактной (цис-мутации) и на их долю приходится, соответственно 60% мутаций.
По какой-то причине эти мутации не только происходят, но и носят устойчивый характер. С чем это связано - до конца неизвестно.

К сожалению, в первичных данных не хватает более детального описания, на сколько равномерно распределены цис-мутации между хромосомами и можно ли проследить какие-то связи с генетической информацией доставшейся от отца или матери.

Mutations1

На самом деле это серьезный повод задуматься о том, что процесс мутагенеза носит более сложный характер, чем считалось ранее. Возможно, удастся обнаружить механизмы, которые стимулируют или, наоборот, подавляют возникновение генетического разнообразия, тем самым влияя на приспособляемость целой популяции и стимулируя видообразование?

Оригинальная публикация: http://www.nature.com/ncomms/2014/141126/ncomms6569/full/ncomms6569.html

 

Comments

( 20 comments — Leave a comment )
dimrych
Dec. 2nd, 2014 09:02 am (UTC)
Процеес мутагенеза ещё далёк от изучения
Например, почему не закрепляются несмертельные мутации. А наоборот, отсеиваются ещё на стадии зародыша.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 08:14 am (UTC)
Re: Процеес мутагенеза ещё далёк от изучения
Простите, вы не могли бы уточнить о чем идет речь?
dimrych
Dec. 3rd, 2014 11:52 am (UTC)
Re: Процеес мутагенеза ещё далёк от изучения
ТЭ учит, что все многообразие живого произошло после мутаций одной -единственной клетки (или пула генов) , и после естественного отбора .

А оказывается, что результаты мутаций (спонтанных изменений в генетическом материале клетки) не так-то легко закрепляются в потомстве. По сути, очень редко. Особенно несмертельные (ну типа курчавость у индейцев, альбинизм у негров - которые не влияют на выживаемость и не могут быть отсеяны естественным отбором)

Геном очень стабилен. А некоторых видов- акулы, тараканы, пауки, комары, сосны, белые ракушки из одесских катакомб - неизменен на данный момент, насчитывает сотни миллионов лет от обнаружения.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 01:04 pm (UTC)
Re: Процеес мутагенеза ещё далёк от изучения
Да, именно этому и учит нас ТЭ.

По поводу закрепления мутаций - вы правы, этот процесс изучен мало. Я до сего дня не слышала ничего лучше чем гипотезы дрейфа генов.

Скажите, а на основании каких данных делался вывод о стабильности генома указанных видов? Я была бы рада ознакомиться с этими материалами.
dimrych
Dec. 3rd, 2014 01:19 pm (UTC)
Re: Процеес мутагенеза ещё далёк от изучения
Вы будете удивлены, но я привёл очевидные примеры видов, не нуждающиеся в подтверждении в научных журналах.

Ископамые остатки акул (200+млн лет), насекомые (и паукообразные) в янтаре (130+ млн лет), ракушняк- белая ракушка из него прекрасно живёт в Черном море (фигзнает сколько млн лет ), сосны, ну и другие голосеменные+ папоротники + хвощи... и тд и тп.

То есть мы каждый день видим практически вечные виды. И если за 200 млн лет нае произошло видимых изменеий организма, почему мы должны иступленно верить в то, что до этого такие изменения из одной клетки произошли?! Земля получается моложе нужного возаста.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 01:43 pm (UTC)
Re: Процеес мутагенеза ещё далёк от изучения
Я готова поверить в относительную стабильность фенотипа, но разве этого достаточно, чтобы утверждать о стабильности генотипа?
dimrych
Dec. 3rd, 2014 02:24 pm (UTC)
Re: Процеес мутагенеза ещё далёк от изучения
Ну фенотип же на основе генотипа.

Миллионы лет, изменения климата, глобальные изменения солёности вод, инсоляции и пр., метеориты -- а видам-космпополитам ажвсёравно.:))

Сам процесс эволюционных изменений никто не отрицает, только он один из. Он не может всё объяснить, как это делают апологеты ТЭ или СТЭ.
Они уже и так включили и скачкообразность развития, и кладистику, (размыли определение вида), и теорию ароморфозов и адаптаций- и всё равно ТЭ многого не включает и не всё объясняет.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 06:52 pm (UTC)
На какие же теории тогда стоит ориентироваться?
dimrych
Dec. 3rd, 2014 08:36 pm (UTC)
Честно говоря, я не знаю.
sunely_tales
Dec. 5th, 2014 11:57 am (UTC)
Жаль. Будем ждать, когда что-то еще придумают :-)
souldrinker
Dec. 2nd, 2014 04:07 pm (UTC)
Homo Sapiens - очень молодой вид, и его генетическое разнообразие очень невелико. У двух случайно выбранных людей в среднем 99,9% оснований ДНК совпадают, тогда как в целом по млекопитающим лишь 99%.

Кодирующие последовательности составляют лишь около 2% генома человека. В 98% генома мутации могут возникать в сколь угодно больших количествах, и естественный отбор это волновать не будет.

Даже мутация в кодирующей последовательности может быть "немой", не меняющей аминокислоты. Наконец, сам замена аминокислоты может не повлиять на функцию гена, если данная аминокислота не задействована в формировании пространственной структуры белка и не находится в активной области.

В общем, пространство для накопление мутаций в геноме очень велико, и наш вид еще только в самом начале дороги.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 08:30 am (UTC)
Да, вы говорите вещи, которые мы проходим на курсах генетики, их можно прочитать сегодня даже в популярных статьях.

Скажите, а вам известно, на основании каких данных выдвинуты эти тезисы? :-)
souldrinker
Dec. 3rd, 2014 10:27 am (UTC)
М.б. на хапмапе посмотрели? 0:-)

Данные о совпадении последовательностей, очевидно, можно получить после секвенирования массы геномов. % кодирующих последовательностей - получить после их обнаружения. Вывод о немых мутациях можно было сделать еще в каком-то лохматом году, когда Ниренберг и Ледер развлекались с самогонным аппаратом.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 10:40 am (UTC)
Это я и имела в виду, когда говорила о недостаточности фактических данных.

Соответственно остаются вопросы:
Когда будет достигнута репрезентативная выборка расшфрованных геномов?
Когда будут определены все регуляторные участки в геноме?
Когда будут данные о скоростях трансляции в зависимости от кодонов?

В последнем пункте я имею в виду, что популяция тРНК не однородна и включение большего числа редких кодонов приводит к паузам в трансляции и может приводить к иному сворачиванию белка.
souldrinker
Dec. 3rd, 2014 11:20 am (UTC)
Каков критерий репрезентативности? Ну вот на хапмапе 220 геномов, из 8 (что ли) популяций, на их основе можно сделать 220^2/2 сравнений (24200 то есть), этого мало?

Кодирующие последовательности, конечно, еще будут уточняться, но вряд ли найдут их еще на 60 млн. бп (средняя длина гена 27 тыс. бп, из них экзоны 2,7 тыс., тогда 60 млн. кодирующих бп - это еще 22 тыс. новых генов). Т.е. 2% не изменится на целое число процентных пунктов.

"Редкие кодоны" при таком положении дел уже должны были быть выпилены естественным отбором.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 11:35 am (UTC)
Про попарное сравнение верно,
Что касается репрезентативной выборки - мы, в виду отсутсвия глобального секвенирования, не знаем дисперсии, что не позволяет нам что-то строго предполагать. Моё мнение, что 300 геномов на 7 миллиардов - маловато. А вообще, хороший вопрос, надо посмотреть, оценивалась ли дисперсия. Судя по публикации поста - пока никто не заморачивается.

У меня вопрос про геном. Если я не ошибаюсь, что его величина 3,1 млрд пар, число генов оценивается как 28000, средний размер гена 27000 пар. Если я правильно посчитала, то доля самих составляет около 24%, правильно? И это не считая возможной регуляторной активности экзонов.

Исчезнут ли редкие кодоны, если они использутся для модификации сворачивания белка?

Edited at 2014-12-03 11:37 am (UTC)
souldrinker
Dec. 3rd, 2014 12:09 pm (UTC)
Упс, я немного ошибся. Чтобы от 2% перейти к 3%, конечно же, надо всего 30 млн. бп или 11 тыс. новых генов.

Да, гены действительно занимают 24% генома, но в среднем 90% гена - это интроны. Итого и получаем наши 2,4%.

Если редкие кодоны приводят к ошибкам в сворачивании, то они исчезнут, т.к. непринципиально, есть они или их нет - в любом случае получается плохо.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 12:59 pm (UTC)
Я с вами согласна в оценках доли информации, кодирующий триплеты.

Поправьте меня, если я ошибаюсь. Многообразие белков достигается в первую очередь не за счет множества генов, а за счет альтернативного сплайсинга. Если это так, то должны ли мы отбрасывать интроны, которые играют значительную роль в этом самом альтернативном сплайсинге?

Что касается редких кодонов, есть ли основания полагать, что это ошибка сворачивания, а не системное решение?
souldrinker
Dec. 3rd, 2014 01:31 pm (UTC)
Мне кажется, что куски интрона, участвующие хотя бы в одном варианте мРНК, можно считать кодирующими последовательностями. 0:-)

С редкими кодонами я не уверен. Во-первых, хотелось бы знать, почему возникает дефицит тРНК. Если такова регуляция кодирующего ее гена, она может быть нормальной или аномальной. Если это нормальная регуляция, то да, это системное решение. (Непонятно, правда, какое это имеет отношение к мутациям).

Но такое "системное решение" довольно рисковано, поскольку неясно, на скольких белках оно может отразиться. А представьте себе дефицит тРНК метионина. Мне кажется, что все-таки естественный отбор придет даже не с лобзиком, а с бензопилой.
sunely_tales
Dec. 3rd, 2014 01:46 pm (UTC)
Да, без дополнительной информации, точнее сказать что-либо не представляется возможным. Подождем, пока появится больше данных :-)
( 20 comments — Leave a comment )

Profile

sunely_tales
sunely_tales

Latest Month

April 2016
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by yoksel