Archive

Posts Tagged ‘junk DNA’

Grzebanie w śmieciach czyli o niekodującym DNA

Listopad 15, 2007 3 uwag

Kiedy ponad pięćdziesiąt lat temu naukowcy zaczęli szacować, jak duże są genomy organizmów należących do różnych gatunków, ze zdumieniem odkryli, że są między nimi olbrzymie różnice. Kolejne odkrycia i idee doprowadziły do zaskakującego dla wielu naukowców stwierdzenia, że geny kodujące białka stanowią zaledwie niewielką część genomu eukariontów (u człowieka to około 1,5 – 2%), i że nie ma bezpośredniego związku między wielkością genomu a liczbą genów. Okazało się też, że nie ma wielkiej różnicy w ilości genów kodujących białka między myszą a człowiekiem – te liczby też trochę się zmieniały pod wpływem nowych danych, ale wygląda na to, że – podobnie jak myszy – mamy ok. 20 tys genów. U roślin genów jest nieco więcej – w tej chwili szacuje się, że ryż ma około 41 tys. genów, natomiast Arabidopsis zaledwie 26 tys. Tak czy inaczej geny kodujące białka stanowią niewielką część eukariotycznego genomu, a dodatkowo składają się z kawałków kodujących (egzony) poprzedzielanych kawałkami niekodującymi (intronami; edit: ale czasem i introny coś kodują, dodatkowe info w komentarzu Molekuły). Reszta genomu zawiera liczne geny kodujące RNA (rRNA, miRNA, tRNA, piRNA…), które nie opisują sekwencji białek, a także sekwencje pełniące funkcje regulatorowe – to np. promotory genów, czyli miejsca, do których wiąże się polimeraza RNA, żeby rozpocząć transkrypcję. Poza tym w niekodującym DNA można znaleźć sekwencje repetytywne, centromerowe, telomerowe, elementy ruchome (transpozony i retrotranspozony), a także unieczynnione w wyniku mutacji geny (pseudogeny). Część z nich (telomery, centromery) jest istotna, bo stanowi fragment struktury chromosomów, jednak większość wydaje się nie pełnić żadnej funkcji – stąd mówi się o „śmieciowym DNA” (junk DNA). Nazwę tę zaproponował Susumu Ohno w 1972, sugerując, że ów „nadmiar” DNA w genomach eukariontów może się składać głównie z popsutych kopii genów – czyli tego, co później nazwano pseudogenami. Później okazało się, że nie jest to główna przyczyna gromadzenia się niekodujących sekwencji – większość z nich to efekty pracy ruchomych elementów, które skaczą po genomie zostawiając w nim swoje kopie. Pomysł, że większość naszego genomu nie jest nam potrzebna, nie wszystkim przypadł do gustu – niektórzy uważali, że naturalna selekcja powinna usunąć wszelkie zbędne fragmenty. Jednak kolejni badacze zwracali uwagę na to, że do utrzymania się takich sekwencji w genomie wystarczy, że będą w stanie utrzymać się (i ewentualnie rozmnożyć) nie powodując zbytnich szkód dla organizmu.

Czytaj dalej…

Kategorie:biologia, ewolucja, nauka Tags:

Pasażer na gapę czyli znowu o Wolbachii

Listopad 10, 2007 5 uwag

Wymiana DNA między osobnikami różnych gatunków – poziomy transfer genów – zdarza się przede wszystkim wśród bakterii, jednak zdarza się też i w innych częściach drzewa życia. Zanotowano nieliczne przypadki, gdzie transfer nastąpił między eukariontami, np. między różnymi owadami, czy między bakteriami a archeowcami. Teraz mamy dodatkowy przypadek – stabilny poziomy transfer genów z bakterii do wielokomórkowego organizmu eukariotycznego. Wspominałam już o Wolbachia pipientis – to endosymbiotyczna bakteria, która żyje w komórkach bezkręgowców (na obrazku – żółte kropki to Wolbachie w oocycie muchy). Jest ona przekazywana na następne pokolenia tylko przez matki – w cytoplazmie oocytów. Dlatego na różne sposoby “manipuluje” gospodarzem tak, żeby zainfekowanym samicom rodziło się więcej córek, a gospodarz usiłuje się przed nią bronić – nieraz z sukcesami. Okazuje się jednak, że czasami losy Wolbachii toczą się zupełnie inaczej.

Czytaj dalej…

Encyklopedia DNA

Czerwiec 15, 2007 3 uwag

Genom ludzki odsłania kolejne tajemnice. Projekt ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) ma na celu identyfikację wszystkich funkcjonalnych elementów w ludzkim genomie. W Nature ukazało się sprawozdanie z pierwszej części projektu – badań nad 1% ludzkiego genomu. Zanalizowano 44 fragmenty genomu (ok. 30 Mbp). Połowa z tych miejsc została wybrana, ponieważ już sporo o nich wiadomo, a druga połowa jest losową próbą. Równocześnie Genome Research publikuje inne prace związane z tym projektem. Artykuły są dostępne za darmo, a jako bonus dołączono plakat w pdf, opisujący część wyników.

Czytaj dalej…

Kategorie:biologia, ewolucja, nauka Tags: ,

Co nam daje skoczne DNA?

Listopad 29, 2006 4 uwag

Nasz genom pełen jest niekodującego DNA. Przez długi czas określano je jako „junk DNA” – śmieci. Mówi się też o samolubnym DNA – pasażerach na gapę – transpozonach i retrotransposonach, które zabrały się w podróż w czasie w naszym genomie. Ale czy rzeczywiście zawsze jadą na gapę?

Wcale nie. Część z nich zaprzęgła się do pracy. W około 1/4 promotorów ludzkich genów występują sekwenje pochodzenia transpozonowego. W przypadku pewnych genów, np. genu Mid1, którego mutacje powodują zespół Opitza, wykazano, że działają jak promotory lub wzmacniacze, często tkankowo specyficznie. Podobnie około 1/4 mRNA ma takie sekwencje w swoich rejonach nieulegających translacji. I też czasem je wykorzystuje.

Czytaj dalej…

Kategorie:biologia, ewolucja, medycyna, nauka Tags: , ,

Feniks z genów

Listopad 21, 2006 3 uwag

Genom człowieka pełen jest różnych dziwnych sekwencji. Około 10% jego długości to retrotranspozony. Są to „skaczące” po genomie elementy, które podczas wędrówki po chromosomach wykorzystują odwrotną transkrypcję, tj. przepisywanie informacji z RNA na DNA. Spora ich część wygląda podobnie do retrowirusów, które przechowują swoją informację genetyczną na RNA, a podczas replikacji przepisują ją na DNA, które może być wklejone do zaatakowanego genomu gospodarza. Powszechnie uważa się, że retrotranspozony rozpoczęły swoje wędrówki jako prawdziwe retrowirusy, ale w większości coś się popsuło i tak już zostały. Retrotranspozony występują nie tylko u ludzi, można je znaleźć właściwie u wszystkich eukariontów.

Czytaj dalej…

Kategorie:biologia, ewolucja, nauka Tags: , ,