Splošno

Izničenje in resničnost genskih mutacij

Izničenje in resničnost genskih mutacij



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

V začetku tega leta film Izničenje izšel razmeroma pod radarjem, toda na splošno je bil všeč tistim, ki so ga videli.

Gre za izviren in presenetljivo dober znanstvenofantastični film, posnet po istoimenskem romanu, kjer skupina vojaških znanstvenikov vstopi v karantensko območje ob zalivski obali, kjer je prisotnost tujega meteorita ustvarila deželo mutiranih bitij in živali .

Vizualno je osupljiv in deluje brezhibno, žal pa znanost lahko postane odločno valovita.

Najbolje je, če daste nejasno razlago, zakaj biologija nima smisla (tujek "šimer" deluje kot leča in lomi vse znotraj sebe, vključno z geni), vendar te razlage odkrito malo ne dosegajo.

Napačne predstave:

Glavna stvar Izničenje (in mnogi drugi filmi) se zmoti v zvezi z genetskim mutacije so njihovi učinki.

DNK je gradnik življenja in ja, enobazna mutacija ima lahko velik učinek, vendar v mnogih primerih evolucijska ali celo kakršna koli opazna sprememba temelji na kopičenju številnih mutacij z majhnimi učinki.

Še več, večina mutacij je dejansko popolnoma nevtralnih, odvisno od njihovega konteksta ali lokacije.

To je preprosto zato, ker je v naši DNK veliko odvečnih regij in nekodirajočega prostora, zato bi le mutirano relativno malo baz dejansko vplivalo.

Večina ne nevtralnih mutacij je škodljivih (IE se odstrani celoten nukleotid), ker lahko vplivajo na način branja in prevajanja celotnega gena po tej bazi.

Na splošno velja, da več kot je parov baz, na katere vpliva mutacija, večji je učinek mutacije in večja je verjetnost, da bo mutacija opazna.

Da bi bolje razumeli vpliv mutacij, so raziskovalci začeli ocenjevati porazdelitve mutacijskih učinkov (DME), ki količinsko opredelijo, koliko mutacij se pojavi s kakšnim učinkom na določeno lastnost biološkega sistema.

V evolucijskih študijah je lastnost, ki nas zanima, fitnes, v biologiji molekularnih sistemov pa bi lahko bile zanimive tudi druge nastajajoče lastnosti.

Izredno težko je pridobiti zanesljive informacije o DME, ker ustrezni učinki obsegajo veliko velikostnih redov, od smrtnih do nevtralnih do ugodnih; poleg tega te analize pogosto zapletejo številni zmedeni dejavniki.

Da bi bile stvari še težje, številne mutacije medsebojno vplivajo tudi na drugačne, da bi spremenile svoje učinke; ta pojav se imenuje epistaza.

Kljub vsem tem negotovostim pa je nedavno delo večkrat pokazalo, da ima velika večina mutacij zelo majhne učinke.

Seveda je treba dobiti veliko več dela, da bi dobili podrobnejše informacije o DME, ki so temeljna lastnost, ki ureja razvoj vsakega biološkega sistema.

Kaj so v resnici genske mutacije?

Na najosnovnejši ravni so mutacije preprosto spremembe v genetskem zaporedju in so glavni vzrok za to raznolikost med organizmi. Te spremembe se lahko pojavijo na različnih ravneh in imajo lahko zelo različne posledice.

V bioloških sistemih, ki so sposobni razmnoževanja, se moramo najprej osredotočiti na to, ali so dedni; natančneje, nekatere mutacije vplivajo samo na posameznika, ki jih nosi, druge pa na vse potomce nosilnega organizma in nadaljnje potomce.

Da bi mutacije vplivale na potomce organizma, se morajo: 1) pojaviti v celicah, ki proizvajajo naslednjo generacijo, in 2) vplivati ​​na dedni material. Konec koncev medsebojni vpliv med podedovanimi mutacijami in okoljskimi pritiski ustvarja raznolikost med vrstami.

Čeprav obstajajo različne vrste molekularnih sprememb, se beseda "mutacija" običajno nanaša na spremembo, ki vpliva na nukleinske kisline. V celičnih organizmih so te nukleinske kisline gradniki DNA, pri virusih pa gradniki bodisi DNA bodisi RNA.

Na DNK in RNA lahko pomislimo tako, da gre za snovi, ki nosijo dolgoročni spomin na informacije, potrebne za razmnoževanje organizma. Ta članek se osredotoča na mutacije v DNK, čeprav ne smemo pozabiti, da RNA deluje v bistvu z enakimi silami mutacije.

Če pride do mutacij v celicah, ki niso zarodne, lahko te spremembe kategoriziramo kot somatske mutacije. Beseda somatic izvira iz grške besedesoma kar pomeni "telo", somatske mutacije pa vplivajo le na telo sedanjega organizma.

Z evolucijske perspektive so somatske mutacije nezanimive, razen če se pojavijo sistematično in spremenijo nekatere temeljne lastnosti posameznika - na primer sposobnost preživetja.

Na primer, rak je močna somatska mutacija, ki bo vplivala na preživetje posameznega organizma. Kot drugačen poudarek evolucijsko teorijo večinoma zanimajo spremembe DNK v celicah, ki proizvajajo naslednjo generacijo.

Naključnost

V Izničenje, medtem ko so mutacije, ki jih doživljajo liki in okolje, očitno bolj vizualno zanimive, kot bi bile resnične mutacije, je vsaj nekaj truda, da bi se prikazal mutacije kot naključne, kar je značilnost teorije mutacij.

Izjava, da so mutacije naključne, je hkrati resnično resnična in globoko neresnična.

Resnični vidik te izjave izhaja iz dejstva, da kolikor nam je znano, posledice mutacije nikakor ne vplivajo na verjetnost, da se bo ta mutacija zgodila ali ne.

Z drugimi besedami, mutacije se pojavijo naključno glede na to, ali so njihovi učinki koristni. Tako se koristne spremembe DNK ne dogajajo pogosteje zgolj zato, ker bi jim organizem lahko koristil.

Še več, tudi če je organizem v svojem življenju dobil koristno mutacijo, se ustrezne informacije ne bodo vračale nazaj v DNA v zarodni liniji organizma. To je temeljno spoznanje, da se je Jean-Baptiste Lamarck zmotil, Charles Darwin pa prav.

Vendar lahko misel, da so mutacije naključne, štejemo za neresnično, če upoštevamo dejstvo, da se vse vrste mutacij ne pojavljajo z enako verjetnostjo.

Nekatere se pojavljajo pogosteje kot druge, ker so jim naklonjene biokemične reakcije na nizki ravni. Te reakcije so tudi glavni razlog, zakaj so mutacije neizogibna lastnost katerega koli sistema, ki se je sposoben razmnoževati v resničnem svetu.

Stopnje mutacij so ponavadi zelo nizke in biološki sistemi se izjemno potrudijo, da bi bili čim nižji, predvsem zato, ker je veliko mutacijskih učinkov škodljivih.

Kljub temu stopnje mutacij nikoli ne dosežejo nič, kljub tako zaščitnim mehanizmom na nizki ravni, kot sta popravilo ali lektoriranje DNA med replikacijo DNA, in mehanizmom na visoki ravni, kot je odlaganje melanina v kožnih celicah, da se zmanjša poškodba zaradi sevanja.

Če se izognemo mutaciji, celice preprosto presežejo določeno točko. Tako bo mutacija vedno prisotna kot močna sila v evoluciji.

Kaj lahko prinese prihodnost

Medtem ko so mutacije pogosto škodljive za žive organizme, so v laboratorij.

Na primer, z uporabo tehnike, znane kot homologna rekombinacija, so znanstveniki sistematično izločili vse gene v celotnem genomu kvasovk in ustvarili knjižnico za izbris kvasovk s približno 5000 mutiranci z enim genskim delecijo.

Od takrat je na voljo še veliko knjižničnih zbirk. Nekateri dodajajo epitopske oznake gostiteljskim genom, drugi pa nastajajo v drugih organizmih.

Razpoložljivost knjižnic za brisanje je s pomočjo visoko natančne robotike omogočila znanstvenikom, da opravijo presejalne teste z visoko zmogljivostjo za merjenje tarč zdravil, za identifikacijo genskih interakcij na celotnem genomu in za preučevanje zapletenosti genskih mrež.

V znanstvenih laboratorijih se vsak dan uporablja na desetine podobnih testov in postopkov za razvoj zdravil, zdravljenje bolezni in nadaljnje razumevanje znanosti na splošno.

In več načinov uporabe genskih mutacij se ves čas razvija. Kdo ve, kakšen napredek bo prinesla prihodnost.


Poglej si posnetek: Organizacija DNK (Avgust 2022).