שאלה על גנים

[רוקד עם שבלולים]

וריאביליות בכמות הג'אנק:

יש הרבה מאד יצורים (למשל - כל הפרוקרוטים בערך) שכמות ה"ג'אנק" בגנום שלהם היא אפסית, ואפילו שלילית: יש וירוסים שבהם ניצולת הגנום גדולה מ "100%" כיוון שיש קטעים המשמשים כחלקים בשני גנים שונים (ואפילו במסגרות-קריאה שונות, שזה באמת מרשים). הייתי נזהר מאד מלהכליל בתופעת ה"junk DNA" את כל היצורים החיים; ברובם זה לא קיים. עוד יותר הייתי נזהר בקביעה שלDNA הזה אין תפקיד. כיום מתגלות עדויות נוגדות חדשות לפרקים.

 

[גן אנוכי]

אז אין להם בעיה של over מוטציות?

 

[רוקד עם שבלולים]

בהחלט כן,

ולכן כיום לא נשארו כמעט חיידקים ווירוסים בעולם.

 

[גן אנוכי]

אה, טוב מאוד, אז לא צריך לחשוש יותר...

 

[m0sh3]

הייתי צריך לדייק בדבריי ../images/Emo45.gif

 

[C H 4]

קצת הפכת את היוצרות

אזורים מסויימים עוברים יותר שינויים כי הם פחות שמורים אבולוציונית (ולא בגלל הרבה שינויים נוצרו מקטעים שאפשר לשנות). חשוב לזכור שדברים לא מתרחשים בבת אחת, והרבה מהתהליכים תלויים במספר גורמים ומתרחשים במקביל לתהליכים אחרים. אצל חד תאיים (ביחוד הפרוקריוטים שבינהם) כמעט כל האנרגיה מושקעת בהשרדות ורביה ולכן אין להם יותר מידי מקום לבזבז אנרגיה על דברים אחרים. מהסיבה הזו רואים שרוב הגנים שלהם שמורים יחסית, שאין להם כמעט מקטעים עודפים בגנום ושמוטציות שמוסיפות מקטעים בזבזניים פשוט לא שורדות. לעומת זאת אצלינו (בעיקר רב תאיים) כבר לא מדובר על תא אחד למען עצמו והשרדות ורביה הם רק חלק מהמכלול שלנו. השקעת האנרגיה בתחום קטנה בהרבה וזה יוצר מצב שאפשר להפעיל גנים שהם לאו דווקא קריטיים להשרדות נטו, או שיהיה מי שיקרא להם בזבזנים, וזה יוצר מצב שפתאום כרומוזום יכול להשתכפל והיצור הנשא כבר לא ימות מזה (כי זה לא יגרום לו להוציא יותר מידי משאבים כדי לתחזק את עצמו..) וכשזה קורה נוצר מקטע שכבר אין עליו סלקציה חזקה משום שכל הגנים שנמצאים שם כבר נמצאים במקום אחר, אז הגנים האלו יכולים להשתנות קצת, לקבל מודיפיקציות חדשות או סתם להפוך לפסאודוגן או זבל כלשהו.. אפשרות 2 לא פרקטית מבחינת העולם, אם יצור יבטל את כל המוטציות האופציונאליות חסל סדר אבולוציה, ולא שיש להם תאוריה להגן עליה, אלא פשוט אנחנו חיים בעולם משתנה ובעולם כזה גם יצורים צריכים להשתנות מידי פעם כדי להתאים את עצמם. אם הם יהיה חסיני מוטציות הם יכחדו בשניה שיקרה שינוי הכי קטן.

 

[blueshark09]

לא מדוייק

ככל שלומדים יותר על הקטעים הלא מקודדים ועל האינטרונים מבינים שיש להם תפקידים חיוניים כן בשחבור (אינטרונים) וכמובן באבולוציה (טראנספוזונים, העתקים לא פעילים של גנים, גנים "ישנים") הגישה שהיתה מקובלת פעם כי 98% מהDNA הינו זבל או מיותר ולכן לא נחוץ חלפה מהעולם. הזבל חיוני ביותר לתאים של אורגניזם, אם לא במהלך החיים - אז במהלך החיי צאצאיו שיצטרכו להסתגל לשינויים. מוטציות ברב חלקי הDNA אכן לא יגרמו לבעיות (בייחוד שרבן גם מוטציות שקטות שלא משנות דבר) מוטציות באינטרונים עלולות לגרום לאובדן שחבור תקין של חלבון או יצירת העתק שגוי של RNA קטליטי או אחר - לא פעיל. מוטציות באקסונים לעתים משנות מבנה חלבון ואז יכולות לרב לגרום בעיות, אך גם כאן לרב החלבון מספיק "גמיש" לעמוד בזה, אלא אם כן יש תקלה במקום קריטי. מוטציות ב"זבל" עלולות לשנות גנים שקטים בצורה קיצונית, כך שאקטיבציה פתאומית יכולה ליצור חלבונים חדשים לאותו יצור. נדידת מקטעים בין הגנום משחלף מידע כזה אם הוא מוצלח, והגנים מתקבעים באוכלוסיה. זו האבולוציה לשמה.

 

[m0sh3]

אמרתי 98%? אמרתי 75%,

זאת ההערכה כרגע. אינטרונים הם חלקים חשובים, כמובן, הם לא נכללים ב"ספירה" של הג'אנק אצלי.

 

[blueshark09]

לא סתרתי אותך

התכוונתי 98% מהDNA איננו מקודד, קרי - רצפי בקרה, ג'אנק, אינטרונים, "silent genes", טראנפוזונים וכו' כמובן שהחלק העיקרי מתוך זה נכלל בגאנק, כאשר 75% בהחלט הגיוני.

 

[blueshark09]

אבל בכל זאת

גם הג'אנק בעל תפקידים חשובים, בין היתר לבקרת מרחקים פיזיים בין הגנים, יש השפעה של ג'אנק על ביטוי גנים מסויימים. ג'אנק יכול להכיל גם רצפים שמורים מאבולוציה שאין להם שימוש (לא גנים ישנים) בתוך אותו יצור ורצפים אלה יכולים לעבור שינוי תפקיד במוטגנזה. בנוסף הוא גם כמו שאמרת מהווה גורם הגנה - מוטציות בתוכו אינן מזיקות בכלל, אז הפרדה פיזית בין רב הגנים גורמת לכך שפגיעה במיקום מויים בDNA תזיק לרב לכל היותר לגן אחד - מצב איתו בדרך כלל ניתן להתמודד. זאת לעומת פרוקריה - עולם בו פגיעה בהרבה אופרונים עלולה להיות קריטית.

 

[C H 4]

זה נובע מכמה סיבות

קודם כל חשוב להבהיר שיש כמה סוגי מוטציות. יש מוטציות של שינוי קטן- החלפה/איבוד/הוספה של נוקלאוטיד אחד או כמה ספורים. יש מוטציות של שינוי גדול- מחיקה של אזור שלם בגנום, תזוזה שלו או היפוך לאזור אחר.. אם אני לא טועה למוטציות הראשונות יש יותר סיכוי לקרות כי זה דורש טעות קטנה יותר. גם אם אני טועה בעניין הזה, כאשר מדובר על ההשלכות של מוטציה, יש יותר סיכוי שההשלכות של שינוי קטן יהיו קטנות מאלו של שינוי גדול. וכאן נכנס דבר נוסף. יש טעויות גנטיות שיהיו כל כך רעות שיגרמו לכך שבכלל לא יווצר עובר, או יגרמו לכך שהתא ימות, או יגרמו לכך שמערכת החיסון תזהה את התא הדפוק ותשמיד אותו. באופן הזה הרבה מוטציות נבלמות לפני שאפשר לגלות אותן. ועכשיו אפשר לדבר על הגנום- רוב הגנום של פרוקריוטים מכיל מקטעים שבכלל לא מקודדים לחלבונים או לmRNA. יש אינטרונים, יש אזורי בקרה, יש אזורים שאפילו תפקיד בקרתי אין להם. מוטציות מסויימות עלולות כן לפגוע באזורים כאלו משום שהן עלולות לפגוע במתילציות בגנום, הן עלולות להפוך אזור בקרה מסויים ללא יעיל במידה מספקת (או יעיל מידיי)... אבל הרבה מוטציות באזורים הנרחבים הללו פשוט לא משפיעות. גם באזורים שכן מקודדים לחלבון, ולכן רצף הנוקלאוטידים חשוב בשביל קידוד נכון, מוטציה יכולה לעבור בשלום משום שיש חפיפה בין קודונים (תמונה). לרוב חומצות האמינו יש יותר מקודון אחד שמקודד אליהן (או יותר מtRNA אחד שמזהה אותן) ולכן גם אם יתרחש שינוי בקודון בDNA יש סיכוי שתתקבל החומצה האמינית הנכונה. זו נקראת מוטציה שקטה רק הערה קטנה, גם אם בסופו של דבר תהיה מוטציה שקטה, זה כן עלול לשנות את התפקוד הנורמלי כי המוטציה עלולה לשנות את יציבות הmRNA למשל, לשנות את אופי הבקרה על התירגום שלו לחלבון...

 

[angela8]

תודה.