שאלה על גנים

[angela8]

שאלה על גנים

אם הבנתי נכון, רוב הטעויות הגנטיות הן לא טובות ולא רעות. רק מעוט הן או "טובות" או "קטלניות". למה? האם יש מנגנון שגורם לתופעה הזו?

 

[m0sh3]

את מתכוונת לשינויים בגנום בכלל

או לשינויים בגנים עצמם? סה"כ, 75% מהגנום הוא מקטעים אינטר-גניים - משמע שאינם מקודדים לשום דבר. גם בתוך הגנים, לא הכל מקודד לRNA - יש אינטרונים שנחתכים החוצה למשל. כך שפגיעה בחלק שממש עובר קידוד לRNA היא די נדירה כיוון שזהו נפח קטן מאוד מהגנום. בנוסף, בתרגום של מולקולות RNA לחלבון, צרופים שונים יכולים לתת את אותה חומצת האמינו ואז ברמת החלבון לא רואים אפקט של השינוי. בנוסף, חומצת אמינו יכולה להתחלף בחומצת אמינו דומה לה [מה שנקרא "שינוי שמור"] ואז האפקט ברמת החלבון הוא גם לא בולט במיוחד.

 

[m0sh3]

סליחה - עובר קידוד ונשאר בmature mRNA..

mature mRNA היא המולקולה שלפיה החלבון נבנה.

 

[angela8]

תודה.

עכשיו זה טיפה יותר מובן. מה שלא ברור לי זה ה-75% שלא מקודדים לשום דבר. אין להם שום תפקיד?

 

[m0sh3]

אין להם תפקיד,

יש השערות שהתפקיד שלהם הוא הגנתי - ולפי מה שאמרנו עכשיו, יש בזה מן ההגיון. בנוסף, זה מאפשר לעשות שינויים בגנום - אם כל הגנום כולו היה מקודד, היה קשה מאוד לעשות בו מוטציות כי כל מוטציה היתה יכולה לפגוע בצורה קשה באורגניזם - היתה סלקציה חזקה נגד ביצוע מוטציות ומגנוני התיקון של הDNA היו בסוף "בלתי מנוצחים".. בנוסף, למעלה מ40% מהגנום שלנו מורכב "מאורחים" שהתנחלו בו - טרנספוזונים, רטרוטרנספוזונים [המפורסם שבהם הוא הalu sequence]..

 

[m0sh3]

חשוב לציין

שחלק מה"אורחים" דווקא כן פעילים - לalu למשל יש תפקידים והוא נמצא בתוך חלק מהגנים. אבל חלק מה"אורחים" האלה לא מקודדים.

 

[C H 4]

ALU נמצאים באזורים מקודדים?

אני יודעת שהם יכולים לגרום לרקומב' לא הומולוגית, אבל נראה לי שזה סתם בגלל שאלו רצפים שמופיעים כמה פעמים, יש להם עוד "תפקידים"?

 

[m0sh3]

ישנם רצפי alu שהפכו לאקסונים אלטרנטיביים

למעשה, 5% מהאקסונים האלטרנטיביים מקורם בalu.

 

[angela8]

שוב תודה.

בנוסף, למעלה מ40% מהגנום שלנו מורכב "מאורחים" שהתנחלו בו - טרנספוזונים, רטרוטרנספוזונים [המפורסם שבהם הוא הalu sequence].. האם אתה מוכן להרחיב לגבי המשפט הזה?

 

[m0sh3]

בשמחה

*שולף את הסכומים מביולוגיה מולקולרית* טרנספוזונים הם קבוצה שיכולה לדלג בתוך הגנום. גילו את זה כשבצעו מחקר על תירס-מחליף-צבעים. החוקרת שיערה שזה קורה בגלל אלמנטים שמדלגים בגנום. כמובן שצחקו עליה, כמובן שהיא קבלה נובל בסופו של דבר. נחלקים לתתי קבוצות: 1. טרנספוזונים - רצפים שמשולבים בDNA ופשוט עוברים ממקום למקום. מקודדת מהם מולקולת mRNA שיוצרת אנזים שנקרא transposase. האנזים חותך את הטרנספוזון המקורי מהDNA ומטמיע אותו במקום אחר. 2. רטרוטרנספוזונים - הקבוצה הזאת לא סתם עוברת ממקום למקום אלא מתרבה בגנום. מקודדים מהם mRNA ואז אנזים שנקרא reverse transcriptase מקודד מהmRNA חתיכת DNA נוספת זהה לרטרוטרנספוזון האב. בא אנזים שנקרא integrase ומכניס את חתיכת הDNA החדשה למקום נוסף בגנום. הקבוצה הזו נחלקת ל2: LINE - Long Interspersed Nuclear Element - יש בהם את כל המידע הדרוש כדי לשכפל את עצמם ולשתול את עצמם במקום אחר בגנום. למשל, יש בהם גם את המידע הדרוש על מנת ליצור את האנזים reverse transcriptase. SINE - Short Interspersed Nuclear Element - אין להם את כל מה שדרוש כדי לשתול את עצמם במקומות אחרים. הם מנצלים הדבקות ויראליות [וירוסים מביאים איתם את reverse transcriptase] או חלבונים שנוצרו על ידי LINE. הנוכחות של האלמנטים הזרים בגנום: LINE - כ21% מהגנום. SINE - כ-13% מהגנום. וירוסים שהתנחלו בגנום - 8% מהגנום. טרנספוזונים [החבובים שעוברים ממקום למקום] - 3%. סה"כ, כ45% מהגנום שלנו הוא למעשה "טפילים". ראוי לציין את רצף alu בהקשר הזה, סוג של טרנספוזון - הוא התפשט בצורה נרחבת בגנום שלנו ומהווה כ11% ממנו [יש 1.1 מליון עותקים שלו]. הוא SINE. המקור שלו הוא דווקא ממולקולת RNA שיש לנו. מכל מקום, זאת אחת ההוכחות לקרבה שלנו לקופי העל - רק לפרימטים יש alu.

 

[angela8]

מממ.... שוב תודה.

 

[גן אנוכי]

שאלה על מה שכתבת:

אתה אומר משהו כזה: לקטע בDNA יש סיכוי של 10% נגיד לעבור מוטציה. אני מניח שהסיכוי הזה חיצוני, נובע מקרינת שמש או מסיבות פיזיקליות שגורמות לטעויות העתקה. הסיכוי הזה גבוה מדי והורג הרבה בע"ח, לכן יש שתי אפשרויות: 1. בתהליך אבולוציוני נוספו עוד כל מני קטעים מיותרים ב DNA, כך שהסיכוי של הקטעים החשובים לעבור מוטציה ירד ל 2%, למשל. 2. היא בניית מנגנון תיקון בלתי מנוצח שלא יאפשר מוטציות בכלל משלב מסויים. אז כל היצורים החיים בחרו למעשה באפשרות 1? אפשרות 2 היא בלתי מעשית מבחינה פיזית? אין דרכים יותר טובות להוריד את הסיכוי הזה מלהעביר מדור לדור מגה-בייטים רבים של מידע מיותר? הסיכוי הנוכחי, ה 2% שכתבתי - זה אותו מספר בכל היצורים החיים? אפשר להוכיח שזה מן אופטימום שהתקבל כך שלא יהיו יותר מדי מוטציות, ולא פחות מדי? או ששיעור המוטציות משתנה בין בע"ח, שמשנים אותו על ידי שינוי אורך ה DNA וכמות המידע המיותר בו?

 

[m0sh3]

מנסה לענות

אפשרות 2 היא לא אפשרית, כי בביולוגיה אין 100%. אם היה 100% תיקון, גם לא היתה אבולוציה... אבל בהחלט יש שיפור במנגנוני התיקון עם הזמן. מנגנון התיקון ההומני הוא מהטובים שישנם. יש מנגנוני תיקון גם למוטציות שנעשות שלא בזמן ההעתקה, למשל מוטציות שנגרמות מקרינת UV, זה לא שכל פגיעה כזאת מתקבעת בגנום. הסיכוי לפגיעה הוא לא רק מגורמים חיצוניים, אלא גם מתכונות של הבסיסים עצמם [אם למדת כימיה, זה בגלל טאוטומריה]. גם טעויות כאלה ניתן לתקן כמובן. אני משער שיש וריאביליות בכמות הג'אנק שיש בגנום של יצורים שונים, אין לי נתונים מדוייקים לגבי כל יצור.

 

[גן אנוכי]

יש יצורים שעוברים יותר מוטציות?

 

[m0sh3]

חיידקים, למשל.. די בטוח.

הקורסים שלי עוסקים בעיקר בבני אדם אז לצערי אין לי הרבה מידע על מינים אחרים.

 

[גן אנוכי]

אני לא בטוח בכך

המחזור חיים שלהם יותר קצר, אז בתור מין נראה שהם עוברים יותר מוטציות, אבל אני לא בטוח שה DNA שלהם יש סיכוי יותר גבוה למוטציות מאשר לזה של בני אדם.

 

[C H 4]

לא בטוחה בכלל

חיידקים הם חד תאיים והאפלואידים בעוד שאנחנו רב תאיים ודיפלואידים שתי תכונות שמאפשרות לחפות על מוטציה בודדת ולכן לא תמיד לגלות אותה.

 

[m0sh3]

אצל חיידקים מתקבעת טעות

אחת ל10 מליון נוקלאוטידים בערך, אצל האדם זה אחת ל10 בחזקת 10. יש פה גרף נחמד במצגת של המרצה שלי על הקורולציה בין כמות השגיאות לבין תוחלת החיים, אנחנו ממוקמים הכי גבוה בגרף המצומצם שלו לפחות. אחרינו יש פילים, פרות, אוגרים, עכברים וכו'.

 

[גן אנוכי]

מתאים לבני אדם

לנסות בכוח לבנות גרף כלשהו שבו אנחנו ממוקמים מעל כל שאר בעלי החיים.

 

[m0sh3]

כן, זאת קונספירציה