על מקורם של האיקריוטים

[Escherichia Coli]

על מקורם של האיקריוטים

האיקריוטים, דהיינו, כל האורגניזמים המורכבים מתאים בעלי גרעין אמיתי - התפתחו מפרוקריוטים, חסרי-הגרעין, לפני 1.5-2 מיליארד שנים. הראיות הראשונות שיש לנו לפרוקריוטים (ומכאן, לחיים בכלל) - נובעות מסטרומטוליטים (בפשטות, מאובני-חיידקים) - מראות כי החיידקים הראשונים הופיעו לפני 3.8 מיליארד שנה בערך, כ800 מיליון שנה אחרי היווצרות כדור-הארץ (~4.6 מיליארד שנים) כמה תובנות מגנומיקה שנתקלתי בהן לאחרונה (ע"ע evolution of the genome\T.Ryan Gregory) ממחישות כיצד שינוי זה התרחש - ישנן 2 תופעות (יש עוד, אבל אלה הן 2 תופעות שלמדתי עליהן ממש ואני לא רוצה לכתוב על דברים שאינם ברורים לי) גנומיות מעניינות שמראות כיצד השינוי האבולוציוני יכל להתרחש: האחת היא אלמנטים טרנספוזונים (Transposable elements, או, מקטעים גנטיים ש"קופצים" בגנום של האורגניזם ממקום למקום) והשנייה היא דופליקציה - של גנים שלמים או של גנומים (!) שלמים. גוף גדול של ראיות מצביע על כך שטלאומרים וצנטרומרים הם למעשה טרנספוזונים שעברו אבולוציה (אלה הם מרכיבים חשובים במבנה התא האיקריוטי, ויש להם תפקידים חשובים בשמירה על מבנה התא האיקריוטי (למי שלא מאמין לי, "בעיות" בטלאומרים גורמות לסרטן ולבעיות אחרות) וצנטרומרים הם חיוניים לתהליך המיוזה) - * (יש לי הרגשה שהחבר'ה עם הרקע הפורמלי בביולוגיה יעשו לי בית-ספר עכשיו, שזה בסדר, אבל אני אשמח אם חכמינו יעשו זאת מבלי להתעלם מהקוריוז המגניב שהבאתי בפוסט

) כל מה שנדרש זה הצטברות של טרנספוזונים (במינים מסוימים, טרנספוזונים מהווים כמעט חצי מהגנום!) ושינויים באלמנטים גנטיים אלה כך שיוכלו לשנות את המבנה הכרומוזומלי לליניארי (כפי שהוא באיקריוטים) במקום מעגלי. (כפי שהוא בפרוקריוטים\חיידקים) תרחיש סביר זה מהווה הסבר מצוין (וwatertight, עד כמה שידוע לי) למעבר מתאים פרוקריוטים לאיקריוטים - זה גם עולה בקנה אחד עם היות המורכבות הכוללת של החיידקים שנותרה זהה לאורך מיליארדי שנים בגלל המחסום שמהווה הכרומוזום המעגלי - לא ניתן לצבור אלמנטים לא מקודדים רבים (ובכללם, טרנספוזונים) בכרומוזומים מעגליים - ולפי ראיות גנומיות - אכן ניתן לראות כי הגנומים של הבקטריה הם הגנומים הקטנים ביותר, וכן גם הגנומים שמכילים הכי מעט מקטעים לא-מקודדים. (בעצם, זה אומר שאצל פרוקריוטים, רוב הגנום הוא "הכרחי" ונעשה בו שימוש, מבלי כמות רבה של גנים שלא מקודדים לחלבון או שאינם משמשים לרגולציה, או בקיצור, "פרזיטים גנומיים") הגנומים האיקריוטים, אם כן, פתחו דלת לעולם חדש של מורכבות ו"גאדג'טים" ביולוגיים - גנומים גדולים יותר = יותר מקום לדופליקציות גנטיות, ליותר משחקים בגנים כפולים שגורמים בסופו של דבר להיווצרותן של תכונות חדשות, ובמילים אחרות : האפשרות של התא האיקריוטי להכיל "מגרש משחקים" בו הוא יכול, בדרכים טבעיות של "נסיון וטעייה" מוטטיבייות - ליצור בהדרגה את המורכבות המופלאה של עולם החי. טוב, אם מישהו שרד עד סוף הפוסט, אני רוצה בהזדמנות זו לפקוד על חברי הפורום לקרוא את Endless Forms Most Beautiful של Sean B. Carroll - הספר כתוב לליימנים, כך שיכולתי לקרוא אותו ממש מבלי לברוח לספרי הלימוד שקניתי בעוונתיי (היי, זה נורא קשה לכתוב כל כך הרבה על מדע עם כמעט אפס רקע פורמלי במדע) - ולדעתי- כולם יהנו ממנו - ליימנים ואקדמאים כאחד.

 

[blueshark09]

תרשה לי

מקורם של אויקריה בא מארכיאה ולא מפרוקריה

 

[Escherichia Coli]

נכון,

מה שניסיתי להגיד זה "כיצד באמצעות תהליכים גנטיים מוכרים יכלה להתאפשר המורכבות הביולוגית והגנום המוגדל של האיקריוטים מתאים בעלי כרומוזום מעגלי." - איני יודע הרבה על ארכיאה, אבל עד כמה שידוע לי, הם דומים במבנם לפרוקריוטים (לפחות, עד כמה שידוע לי, הם בעלי גנום קטן מימדים וכרומוזומים מעגליים, אאל"ט) - וגם אם לא - אני לחלוטין מקבל את התיקון - אני חושב שזה לא מנמיך מהנקודה שניסיתי להעביר - כי בסופו של דבר הפואנטה הייתה להביא לבמת הפורום תרחיש סביר לכיצד הכרומוזום המעגלי הפך לליניארי (ששוב, זה מה שאפשר את המורכבות הגנומית של איקריוטים בסופו של דבר)

 

[blueshark09]

מבחינה מולקולרית וגנטית

ארכיאה דומים יותר לאויקריוטים מאשר לפרוקריוטים ולכן ההנחה כי מדובר ב"אבות אבותינו". אני חייב לציין שפרוקריאה זה עולם מאוד שונה מארכיאה מבחינה תפקודית ואפילו מבנית (אני לא מדבר על העובדה כי שניהם חד תאיים וזעירים, כי זו השוואה קצת לא מדעית). מה שמעניין שפרוקריוטים מסויימים נכנסו לסימביוזה עם תאים קדומים שמהם התפתחו אויקריוטים, בעצם פרוקריוטים פשוטים נכנסו לסימביוזה עם רב התאים החיים מכל הסוגים. למשל כלורופלסטים - אלה בעצם ציאנובקטריה שנכנסו לסימביוזה עם אויקריוטים, אך מה שמעניין הוא שציאנובקטריה עצמם מכילים עברונים - סטרומה וגראנה (תילקואידים) שמקורם באיזשהו סימביונט קדום הרבה יותר ופשוט הרבה יותר. מה שיפה באבולוציה הוא המודולריות של אורגניזמים ותהליכים, ואני חושב שעקרון זה ניסית להראות בדוגמא שלך. כמה קורסים בהחלט יחסכו ממך את ההערות שלי, סליחה על כך.

 

[Escherichia Coli]

האמת היא,

שהחידוש העיקרי שהבאתי לי היה פילוגנטי - לא ידעתי שארכיאה דומים לנו יותר מלפרוקריוטים (פשוט לא נתקלתי בהם עדיין) - אבל לגבי שאר הפרטים (בנוגע לאנדוסימביוזה) - אז כן, זה דברים שלומדים בקורסי מבוא והם מגניבים ביותר מה שניסיתי להעביר בפוסט זה לא "איזה סימביוזה התרחשה" - אלא איזה תהליכים גנומיים אפשרו בסופו של דבר את המורכבות הגנומית שהכינה את הקרקע, בין היתר, לסימביוזות כאלה (ובכלל, לפנוטיפים יותר מורכבים משל חיידקים ומיקרואורגניזמים) אל תגיד סליחה, אתה מחכים אותי באופן אקטיבי, ויש לי רק להודות לך על כך.

 

[blueshark09]

בכיף

 

[m0sh3]

בעיה בטלומרים לא גורמת לסרטן,

חלק מהתהליך הסרטני הוא הפעלה מחדש של מערכת הטלומרים. אצל תאים ממויינים מערכת הטלומרים לא פועלת ועם הזמן הטלומר מתקצר. באורך מסויים שהטלומר מגיע אליו, התא מפסיק להתחלק. כשהתא הסרטני מצליח להפעיל את המערכת מחדש, הוא למעשה מאפשר לעצמו המשך חלוקה. בדיוק בעמוד הזה יש דיון על נוכחות של טרנספוזונים ואלמנטים אחרים בגנום האנושי.. זה באמת מגיע לכמעט מחצית מהגנום. בנוגע לשאר, מעניין - אבל מה בנוגע להערה של blueshark09?

 

[Escherichia Coli]

אני אתן לך ציטוט מדויק

ותגיד לי מה המשמעות של זה - בעיקר כי א.זה לא הפואנטה ו- ב.אני לא מבין בתאים סרטניים כמעט כלום: "Telomeres - the tightly compacted caps of DNA located at the tips of eukaryotic chromosomes - are vital to the maintenance of linear chromosome integrity. Malfunctioning or shortened telomeres have been implicated in cancers (e.g Artandi et al. 2000) וכן, אם blueshark אומר אז ייתכן שהוא צודק (אני תכף אגגל ואבדוק) - בספר ששאבתי ממנו את הרעיון לפוסט (Evolution of the Genome - T . Ryan Gregory) מצוינים פרוקריוטים בגדול - פשוט לתאים פשוטים חסרי גרעין. שוב - כל החבר'ה עם הרקע האקדמאי נכנסו פה לזוטות של החורים ברקע האקדמאי שלי במקום להתייחס לפואנטה של הפוסט. אולי אני פשוט אחכה עם הפוסטים המדעיים נטו עד לאחרי סמסטר ב'? ארכיאה היא אכן שלב ביניים בין בקטריה לאיקריוטים. אבל שוב, missing the point.

 

[m0sh3]

כמו שציינתי, הם מעורבים בסרטן

אבל הם לא הגורמים. התא הסרטני מפעיל אותם. תמשיך עם המדע, זה טוב

בכל אופן סמסטר א' יסביר לך בעיקר מה זה ריכוז מולרי..

 

[m0sh3]

אה רשמת אחרי סמסטר ב'. אני צריך לישון ../images/Emo6.gif

אחרי שקראתי את מה שכתבת גם לsilentmike: נשמע מעניין. לארכיאה יש גנום ליניארי כבר? [צר לי על הבורות, אני ממש לא עוסק בזה]. נ.ב - אולי אני אשאיל ממך ספרים בשנה הקרובה, אם לא יפריע לך.

 

[Escherichia Coli]

אין לי שמץ וזה גם לא עקרוני

העקרון הוא שהמורכבות הגנומית של איקריוטים בסופו של דבר דרשה כרומוזומים ליאנרים כי בכרומוזומים מעגליים לא ניתן לצבור "גנום עודף" המאפשר אותה (את המורכבות) בין אם זה היה קיים כבר אצל הארכאיה או לא זה לא רלוונטי לנקודה שניסיתי להעביר. אני אשמח להשאיל לך ספרים אם תשאיל לי ספרים בחזרה

(Reciprocal altruism, anyone?)

 

[m0sh3]

דיל ../images/Emo45.gif

 

[SilentMike]

נראה לי שזה כן עקרוני.

אם אתה רוצה לדעת איך X התפתח אז מוטב שתדע אל נכון שהוא התפתח אחרי A,B ולפני Y,Z. ראשית חוכמה ראוי להבין את הסביבה שבה צץ לראשונה הגנום והלינארי.

 

[Escherichia Coli]

ואולי גם את כל הטקסונומיה הידועה

של הארכיאה, והיכולת של ארכיאה לחיות בסביבת מתאן, ואת כל התהליכים הביוסינתטיים שיש לאקטסרימופילים ו... הסביבה שבה צרך לראשונה הגנום הליניארי היא, לצורך העניין שהבאתי לפורום בלבד, סביבה בה יש כרומוזום מעגלי - וזה אמנם מפגין את הבורות שלי בעניין (מה לעשות, אני בסה"כ דג-רקק שרק מתחיל ללמוד כמו שצריך באוקטובר הקרוב ושואב את הידע שלי מקריאה עצמאית) - אבל זה עדין beside the point - רציתי להראות את החשיבות של המעבר מגנום מעגלי לליניארי, וכיצד זה האחרון התרחש. אולי אני מאבד מאוד מהאמינות שלי כי אין לי מספיק רקע. understandably so - אני מקווה שאינך חושב כך.

 

[SilentMike]

זה לא ענין של אמינות.

זה סבבה מה שאתה אומר על התוצאות שבאו אחרי שהיה גנום לינארי מסודר יפה בתוך כרומוזומים בתוך גרעין. אבל כדי להבין איך התפתח הבוג'רס הזה צריך רקע שלי ולך אין. חבל, אבל זה מה יש. בסך הכל אני בכלל לא בטוח שלמישהו יש את התשובות או אפילו את הכלים לשאול את השאלה הזו כמו שצריך. אנחנו מדברים על דברים שהתרחשו ברמה המולקולרית לפני יותר ממיליארד שנים. אתה חופר פה במיקרו-ביולוגיה שאתה לא יודע בה מספיק. לא שאני אומר שאני כן יודע. אני לא. אבל אולי כדאי שתתחיל בזה שתפנה בשאלות לאלו שכן יודעים, ורק אחרי שתוציא להם את הנשמה תתחיל לחשוב על תהליכים אבולוציוניים.

 

[Escherichia Coli]

זה ציטוט מספר, דיוד

וזה ציטוט מספר שנכתב ע"י מומחה עולמי לגנומיקה. לא הייתי מביא את זה לפורום אם זה לא היה נכתב ע"י מקור אמין. הואיל ואני *לא* בעל הכשרה פורמלית, יש מעט מאוד שאני יכול לבאר בנוגע למונחים שאני מביא לבמת הפורום - אבל בהחלט נראה לי שהעברתי את הנקודה, כלומר, אילו תרחישים גנטיים יכלו להיות כדי לאפשר את המעבר שאני מדבר עליו. כדי להבין את זה לעומק אני חושב שצריך יותר מרקע בסיסי, אולי אפילו יותר מרקע של תואר ראשון (גרגורי כתב שהספר שלו מיועד למסטרנטים ומעלה, או לפחות לבעלי רקע חזק בביולוגיה) - אבל ראיתי לנכון, הואיל ולא מדובר במשהו (לפחות ברמה העקרונית) עד כדי כך מורכב, להביא את זה לפורום. ג'יז. I'll try and keep it simple, מעתה ואילך :-\

 

[m0sh3]

תמשיך להביא, זה מעניין.

במיוחד שיכולים להתפתח סביב זה דיונים על כל מיני תחומים.

 

[Escherichia Coli]

דיל. אני מקווה שבכלל חידשתי

לך משהו. הגרגורי הזה מתמחה בגנומיקה - למרות שקראתי ספר לימוד שלם של גנומיקה (וגם חטיבת מבוא שלמה בספר של או"פ) הוא עדיין חידש לי עם האנקדוטה שהעליתי כאן.

 

[רוקד עם שבלולים]

שניה, אולי פיספסתי משהו:

למה בעצם גנום לינארי מגביל פחות מגנום מעגלי ועד כמה זה משמעותי?

 

[רוקד עם שבלולים]

ועוד שאלה:

"המורכבות הכוללת של החיידקים שנותרה זהה לאורך מיליארדי שנים " מנין לנו בעצם שהמורכבות הגנטית של חיידקים לא התפתחה גם היא עם השנים? כדאי לזכור שכל חיידק שאנחנו בוחנים, גם אם הוא שייך ל"שושלת עתיקה" וכו', עדיין הוא חיידק הקיים בהווה - אוקטובר 2007, נניח. אין לנו למיב ידיעתי גנומים של חיידקים עתיקים, או שכן?