Strona główna > biologia, ewolucja, nauka > Myślę, więc jem, czyli czym się różnią naczelne

Myślę, więc jem, czyli czym się różnią naczelne

Sierpień 14, 2007 Dodaj komentarz Go to comments

Skoro regulacja ekspresji genów tak bardzo się różni między gatunkami drożdży, ktoś musiał się zainteresować różnicami między człowiekiem a szympansem. Jakie są różnice między sekwencjami i w ilości genów, wspominałam wcześniej. Nad badaniem różnic w regulacji ekspresji genów między szympansami a ludźmi pracuje wiele grup badawczych.

Porównanie poziomu ekspresji wielu genów w wątrobie za pomocą mikromacierzy specyficznych dla kilku gatunków małp i dla ludzi pozwoliło na stwierdzenie, że w wielu przypadkach jest on podobny u wszystkich badanych gatunków. Może to oznaczać, że od 70 mln lat działa na nie selekcja nie pozwalająca na żadne zmiany, zwłaszcza, że poziom ekspresji niektórych spośród tej grupy genów zmienia się przy nowotworach wątroby. W tej samej pracy opisano też grupę genów, których poziom ekspresji jest podobny u wszystkich naczelnych z wyjątkiem ludzi. Najprawdopodobniej zmiany w poziomie ekspresji zaszły w ciągu ostatnich 5 mln lat w linii rodowej człowieka – zapewne pod wpływem nowych nacisków selekcyjnych. Spośród takich genów, których ekspresja zmieniła się tylko u ludzi, grupa, gdzie poziom ekspresji wzrósł, zawiera dużo czynników transkrypcyjnych. Podobnego efektu nie zaobserwowano u szympansów. Być może zatem to właśnie zmiany dotyczące czynników transkrypcyjnych odpowiadają za większość różnic między nami i naszymi najbliższymi krewnymi.

W Nature Genetics ukazała się praca opisująca ewolucję sekwencji regulatorowych i jej porównanie u różnych naczelnych. Badacze przyjrzeli się ludzkim, szympansim i rezusim sekwencjom regulującym ponad 6 tys genów i porównali ich tempo ewolucji z tempem ewolucji okolicznych sekwencji niekodujących. Okazało się, że spora część ludzkich i szympansich genów, których promotory ewoluowały szybko i noszą w sobie ślady pozytywnej selekcji, związana jest z rozwojem i działaniem układu nerwowego. Jednak spośród 31 takich genów tylko w pięciu selekcja przyspieszyła ich ewolucję i u ludzi, i u szympansów. Reszta jest specyficzna dla gatunku. U ludzi są to geny związane z wędrówką aksonów, powstawaniem synaps i neuroprzekaźnictwem. Dodatkowo niektóre z nich są wiązane z chorobami neurodegeneracyjnymi, np. z chorobą Alzheimera, na którą ludzie są podatni bardziej, niż szympansy. Ponadto u ludzi ślady pozytywnej selekcji można znaleźć w genach związanych z odżywianiem, trawieniem i metabolizmem, zwłaszcza z metabolizmem glukozy.

Badania nad promotorami w połączeniu z innymi wynikami sugerują, że podstawą wielu ludzkich cech, także tych związanych z funkcjonowaniem mózgu czy przystosowań do nowej diety, są przede wszystkim zmiany w sekwencjach regulatorowych. Dzięki temu, że możemy już porównywać sekwencje między różnymi gatunkami naczelnych, dowiadujemy się coraz więcej o naszej ewolucji.

Kategorie:biologia, ewolucja, nauka
  1. Moherowy wojownik.
    Sierpień 14, 2007 o 11:11 pm

    Ja to się zastanawiam co się stanie z wcześniejszymi wnioskami ewolucjonistów molekularnych po tym,jak poznamy wszystkie zmiany w sekwencjach regulatorowych ludzi i szympansów. W sekwencjach kodujących jest 5% różnic między tymi dwoma organizmami, co pozwala zegar molekularny wykalibrować na 5-7 ml. lat od chwili rozejścia się linii ewolucyjnych ludzi i szympansów. A jeśli w tych sekwencjach regulatorowych odkryte różnice u ludzi i szympansów spotęgują tą 5% różnicę to co?

  2. moherowy wojownik.
    Sierpień 15, 2007 o 4:17 pm

    A jak myślisz: w jaki sposób te kilkuprocentowe różnice w sekwencjach nukleotydów powodują tak duże różnice fenotypowe między szympansem,a człowiekiem. Czy wy się w ogóle domyślacie tych nowych mechanizmów ewolucji?
    Wyglądało by na to,że mała zmiana w sekwencjach regulatorowych potrafią wywołać ogromy efekt fenotypowy i to bez żadnej katastrofy:)
    Dalekie to od założeń neodarwinizmu, który postulował powolne ,subtelne zmiany. Gdzieś tam pisałaś o modelach komputerowych pokazujących w jaki sposób ewolucja wspina się na „górę nieprawdopodobieństwa”, omijając wszelkie przeszkody obniżające przystosowanie. Czy te nowe poglądy mogą stanowić powrót do wyszydzonych poglądów punktualistów? Czy ewolucja tworząc jakieś białko przeskakiwała letalne sekwencje nie szukając stopniowo właściwej drogi w tym labiryncie prób i błędów?

    Jakie w końcu tezy obowiązują w darwinizmie na dzień dzisiejszy? Czy człowiek powstał nagle-skokowo ,w krótkim czasie, jak za dotknięciem czarodziejskiej różdzki, czy może stopniowo w ciągu wielu milionów lat, jak uczyli nas w szkole?

    pozdrawiam.

  3. Sierpień 16, 2007 o 9:51 am

    Witaj, moherowy noweyu.

    Kalibracja na 7-5 (a nawet 4 wg niektórych wyliczeń) powstała na podstawie nie tylko sekwencji kodujących, ale i niekodujących – czyli regulatorowych też. Literka po literze to coś koło 1 – 1,5% różnicy.
    I przynajmniej od lat siedemdziesiątych (np. King i Wilson 1975) postulowano, że sekwencje regulatorowe mogą mieć bardzo duże znaczenie w ewolucji, pytanie brzmiało, jak duże – stąd badania na ten temat. No i mała zmiana w regulacji potrafi wywołać duży efekt fenotypowy bez katastrofy (czasami) – o sporym jak na muchę efekcie też niedawno pisałam, i w ogóle evo-devo się kłania. A ty uważasz, że taka mała zmiana w sekwencji z dużym efektem to przykład na gradualizm czy na punktualizm?

    A te modele nie wykluczają, że były takie zmiany, które wprowadziły coś letalnego, tylko pokazują, że istnieje taka kolejność zmian, która nie wprowadza letalnych mutacji, czyli najbardziej prawdopodobna droga, jaką to poszło.

  4. KingKong (moherowy wojownik)
    Sierpień 17, 2007 o 2:46 pm

    Hej Miggaweczko:)

    „Rewizjoniści wśród ewolucjonistów uważają, że mutacje w kluczowych genach regulacyjnych mogą być owymi genetycznymi młotami pneumatycznymi, których wymaga głoszona przez nich teoria skoków kwantowych”
    „Science Digest”
    Miggaweczko ,jakbyś miała trochę więcej wyobrazni, to sama biologiczna intuicja powinna Cię przywiezdz do wniosku, że podstawą zmian postulowanych przez punktualistów muszą być zmiany w sekwencjach regulatorowych:)

    Piszesz,że mała zmiana w sekwencjach regulatorowych czasami nie wywołuje katastrofy, gdy jej skutkiem jest duża zmiana fenotypowa. Czy możesz określić jak duża?

    A czy jesteś w stanie UDOWODNIĆ,że te obserwowane przystosowania (takie jak u różnych drożdzy, które opisałaś) nie są efektem wyposażenia genetycznego,jakie przodek tych drożdży posiadał od samego poczatku, a które uległo ekspresji stymulowane przez odpowiednie warunki środowiska u potomków?
    Czy potrafisz udowodnić,że te zmiany są czysto przypadkowymi produktami bezrozumnej ewolucji?

    Na razie skoncentrujmy się na tych wątkach.

    pozdrawiam.

  5. KingKong (moherowy wojownik)
    Sierpień 17, 2007 o 2:59 pm

    Sorki, co ty chcesz tu kalibrować, skoro najstarsze szczątki szympansie pochodzą sprzed kilkudziesięciu tysięcy lat? A znalazłaś wspólnego przodka szympansów i ludzi? Czy Ty wogóle masz pojecie ,jak przeprowadza się kalibracje zegara molekularnego? Jakie modele mogą coś w tym przypadku pokazywać, skoro szczegółówo jeszcze nie ustalono jakie są podstawy ewolucji? Piszesz coś półsłówkami i dopiero teraz załapałem. He,he koleżanko; wylicznki to wiesz gdzie można sobie wsadzić? Daj mi odpowiednie założenia,a wylicze Ci ogromne prawdopodobieństwo powstania życia w sposób oparinowski:) Takimi wyliczankami neodarwiniści nie raz coś wyliczali i zawsze im wychodziło,że wszystko się zgadza, wbrew temu, co pokazywały niejednokrotnie fakty pózniej. Mam taka książkę „Zarys mechanizmów ewolucji” i taką drugą ksiązkę „Matematyka ewolucji” proponuję ,żebyś sobie obie te pozycje skonfrontowała…. My się natomiast zajmijmy konkretnymi przykładami molekularnymi. I nie poprzez odsyłanie do opasłej literatury, poniewaz nikt nie ma chęci,ani czasu na wertowanie tego wszystkiego,tylko jak na dyskusje przystoi poprzestańmy na przedstawianiu stanowiska własnymi słowami.

  6. KingKong
    Sierpień 17, 2007 o 4:23 pm

    Widzisz ,jak to jest pisać bez cytowania przedpiscy. Tamte modele pokazuja jak może ewoluowac białko ,az w końcu metodą prób i błędów dojdzie do porządanej sekwencji (oczywiście ten jeden przykład posłuzył Ci w sposób nieuprawniony,jako uogólnienie do dowodzenia możliwości ewolucji wszelkich białek z tymi z układu odpornościowego-ale o tym pózniej). Po zmianach w sekwencjach regulacyjnych zachodzi kaskadowa zmiana w sieci/ciach genów. Czy uważasz,że te modele obrazują te procesy?
    Poza tym jeszcze długo nie będziemy mogli przemodelowac takiej ewolucji. A może nigdy.

  7. Sierpień 20, 2007 o 12:26 pm

    KingKongu – zacznę od kwestii formalnej:
    Jeśli komentarz nie zawiera słów powszechnie uważanych za obraźliwe, ani nie składa się w całości z reklamy innego bloga, to raczej nie usuwam (chociaż teksty typu „możesz sobie wsadzić” czy „paly jesteście” też mogę w pewnym momencie zakwalifikować do zasługujących na usunięcie). Jeśli wysłany komentarz się nie pojawi, być może zatrzymał go Aksimet (tutejszy filtr antyspamowy) – czasem to robi, zwłaszcza, jeśli są liczne linki, jeden z Twoich komentarzy odzyskałam, ale do folderku spam zaglądam nieregularnie, a po jakimś czasie i stamtąd znikają – gdyby coś takiego się stało, napisz na priv albo dodatkowo skomentuj pod postem, że nie przeszło.

    Jeśli chodzi o powyższe komentarze:

    Piszesz „najstarsze szczątki szympansie pochodzą sprzed kilkudziesięciu tysięcy lat”
    zabrakło Ci jednego zera albo podaj źródło

    Piszesz „W sekwencjach kodujących jest 5% różnic między tymi dwoma organizmami, co pozwala zegar molekularny wykalibrować na 5-7 mln lat”, a potem się dziwisz, o co MI chodzi z kalibracją, jak Ci odpowiadam? Itp.

    Wybacz, ale mi się trochę odechciewa.

    >czy jesteś w stanie UDOWODNIĆ,że te obserwowane przystosowania (takie jak u różnych drożdzy, które opisałaś) nie są efektem wyposażenia genetycznego,jakie przodek tych drożdży posiadał od samego poczatku, a które uległo ekspresji stymulowane przez odpowiednie warunki środowiska u potomków?
    a wierzysz w czułość sekwenatorów? a może być ten sam gatunek? to masz tu https://migg.wordpress.com/2007/05/25/obserwowanie-ewolucji-na-zywo/

  8. KingKong
    Sierpień 22, 2007 o 7:22 pm

    >Piszesz “najstarsze szczątki szympansie pochodzą sprzed >kilkudziesięciu tysięcy lat”
    zabrakło Ci jednego zera albo podaj źródło

    Zapis kopalny obecnie żyjących małp człekokształtnych jest praktycznie nieznany. Ostatnio czytałem, że znaleziono jakieś szczątki szympansie sprzed kilku tysięcy lat i narzędzia kamienne, których wykonanie im przypisano.
    http://archeowiesci.blox.pl/2007/02/Prehistoryczne-szympansy-uzywaly-kamieni.html

    Mylisz chyba pojęcia. Mianowicie sugerujesz sie teorią wspólnego przodka, od którego mieliśmy z szympansem odewoluować. Rzeczywiście żył on niby 7000.000 l temu. Niestety nie znamy szczątków szympansów sprzed milionów lat,ani tym bardziej wspólnego przodka, więc zegar molekularny tyka bez tarczy (nie ma punktów odniesienia-kalibracja do luftu). Czy teraz się zemną zgodzisz?
    Zrozum jedno-„zasada oszczędności” otworzyła takie spektrum mozliwym spekulacjom na temat ewolucji, że aż nie mieści się owy fakt w kanonach naukowych. „Prawda”,że szympansy i ludzie odzielili się od wspólnego przodka 7000.000 lat temu ma mniejszy status niż to ,że mtEwa pochodziła akurat z Afryki:).

    Do reszty się odniose pózniej.

    pozdr.

  9. KingKong
    Sierpień 22, 2007 o 7:36 pm

    Odpowiem teraz:

    >a może być ten sam gatunek? to masz tu…

    Miggaweczko; powołujesz się na przestarzały „argument” ewolucjonistów i wielokrotnie obalony, iż nabywanie oporności przez bakterie na leki dowodzi słuszności TE. Zauważ,że ile by taki HIV nie skumulował mutacji i na ile koktajli by sie nie uodpornił ,to i tak zachowa swoją tożsamość „gatunkową”. Będzie retrowirusem HIV.

    Kiedyś napisałem o tym więcej:
    http://www.nauka-a-religia.uz.zgora.pl/forum/forum.php?id=46
    Otóż jest faktem, ze antybiotyki łączą sie z niektórymi białkami i powodują ich dezaktywacje [np. z ważnym białkami, takimi jak giraza czy pewnymi obszarami rybosomów]. Efekt dla komórki jest wówczas letalny. Czasami jednak mutacja w tych obszarach powoduje, że antybiotyk nie może sie z danym białkiem związać i bakteria nabywa odporności na dany antybiotyk. Czy można traktować ten fakt jako popierający ewolucje? Nie nie można, ponieważ takie mutacje polegają na utracie informacji [w tym przypadku możliwości wiązania sie antybiotyku do białka] a nie jej zysku!
    Dokładnie coś przypominającego to zjawisko dzieje sie w przypadku np. mutacji w genie regulatorowym, w operonie laktozowym. Represor [białko regulatorowe] pozbawiony mozliwości wiązania induktora [laktozy] nie spełnia swojej funkcji w operonie. Czy tutaj też można mówić o ewolucji??
    Na koniec proponowałbym się zastanowić, dlaczego dobór naturalny promował w ogóle taką niekorzystną ceche, jak sama możliwość wiązania sie antybiotyku z niektórymi białkami u prokariontów i w niektórych organellach [np. mitochondriach]??;).

    Pisałem też o tym na pl.sci.biologia ,ale teraz nie chce mi się szukać.

    pozdrawiam.

  1. No trackbacks yet.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d bloggers like this: