A gének eredetéről
1. Az új gének megjelenése a duplikált ős fehérje kódoló génekből és a nem kódoló RNS génekből
Először is egy jól ismert rendszert kell figyelembe venni, beleértve:
1) A párhuzamos a meglévő gént, majd 2) egy fokozatos átalakulás a génmutáció, vagy mindkettő, amelyek, ha boldog körülmények között vezet a megjelenése ezen gén (ek) egy új funkciót. Párhuzamos lehet az oka, hogy a) az egyenlőtlen crossing-over a meiózis alatt (a párhuzamos kromoszómális szegmenseket); b) genom poliploidiát (nagyítás teljes összeállításban kromoszómák, és c) genomjába a DNS-fragmentumok, amelyek kapunk eredményeként reverz transzkripció saját gén RNS kiindulási másolatok (képződését retrokopy / retrogenov).
Az eukariótákban a kromoszómaszegmensek duplikációinak átlagos gyakoriságát a génenként 0,01-0,001 értékre becsülik 1 millió év alatt. De a valóságban ilyen események gyakoriak kisszámú génekre (a gének 1,6-3% -a) - és ezek mind olyan gének, amelyek felelősek az illékony környezeti feltételek adaptációjáért (például az immunrendszer génjeihez); Ez rendkívül ritka esemény a többi gén esetében. Érdekes módon az antropoid majmok és a hominidák sorában az ilyen átfedések gyakrabban fordulnak elő, mint más főemlősök.
A gének retro-kópiáinak kialakulási gyakorisága sokkal alacsonyabb, mint a kromoszómaszegmensek duplikációja. Emlősökben a rovarok és a növények gyakoribbak, a madarak ritkábban fordulnak elő (és nem rendelkeznek retrotranszpozonokkal!). A genom egy személy több ezer retro-másolatot tartalmaz, amelyek közül több száz funkcionális gén.
Megjelenése után a két példányban a gén lehetséges helyzetek: a) ha a régi gén megtartja funkcióját, és az új szert egy új funkciót, vagy b) ha mindkét gén működését kezdetben több funkciót lát el egyszerre, felosztják a feladatokat egymás között és a szakosodott bizonyos funkciói nem működnek; c) ha a két gén megtartják funkcióját, mert a megduplázódása a gén megnöveli a szintetizált termék (RNS és fehérje); d) amikor a második másolat nem működik és idővel elvész.
2. Ahol a promótereket a "reverz transzkripció-inszerció a genomba" (retrogének) mechanizmusa által létrehozott gének másolatához veszik,
6 változata van:
1) Egy gént véletlenül beilleszthetünk a GC-ben gazdag régió mellett, amely promotorként működik.
2) A promóciós aktivitás fokozatos megszerzése a közeli területen a pontmutációk felhalmozódása miatt, pozitív szelekció segítségével.
3) A promoteraktivitás nyilvánvalóvá válhat a retrotranszpozon régióban, amelyen keresztül a gén bejuttatása a genomba történt (mivel a betétek leggyakrabban olyan helyeken fordulnak elő, amelyekben a retrotranszpozonok fordulnak elő).
4) A másolt génben található alternatív promoterek transzkripciója.
5. Retrogén beillesztése egy másik gén kódoló régiójába a transzkripció kezdete közelében, transzkripció a promoterétől.
6) Ha a gén lett beillesztve valahol eltekintve a promoter régiót, majd egy további része megjelenik vagy az 5 „nem transzlálódó régió, vagy, hogy egy további polipeptidet N-végén a fehérje termék, ha mielőtt sugárzott kezdődik.
3. Retrogens képződés funkcionális következményei
Kiderült, hogy retrogeny lényegesen nagyobb a valószínűsége, hogy egy új funkció, mint a gének duplikált eredményeként egyenlőtlen crossing-over. Érthető: egyéb genom szegmens tehát más környezetben, más kontúrjai szabályozás, a egyéb csoportokat ... Sőt, előfordul, hogy a szensz szál válik retrogene menet. komplementer az egyik, hogy volt értelme az eredeti gén, majd alakított egy vadonatúj fehérje, amely végrehajt egy teljesen új funkciót. Furcsa módon ...
4. Mi mást tehet a visszapillantás?
Amikor a mozgó retrotranszpozonoknak, mint például az L1, akkor megragad egy kromoszómális régió szegélyező retroelements a 3 „végén (miatt hiányzik a transzkripciós terminációs helyek). Ha ezen a területen van egy gén, akkor bizonyos részeit (például a transzkripció származási helyének promoterét tartalmazó régiót) elfogják, és a genom új területeire esnek, stimulálva az új gének megjelenését a korábban nem kódoló régióban. Bizonyos esetekben az egész gén is átvihető (ha kicsi).
5. Az intron fragmensek beépülése érett mRNS-be, az új vagy eltűnt régi kötési helyek megjelenése miatt
6. Új gének kialakulása két régi gén fúziójával
Ebben az esetben egy fehérjét kódoló gént állítunk elő, amely egyszerre számos funkciót képes végrehajtani - egy kiméra fehérjét, amely számos különböző funkcionális doménnel rendelkezik. Háromféleképpen alakíthatjuk ki ezeket a géneket.
1) Az első -duplikatsiya egy gén beiktatásával a duplikált egy másolatát egy másik leolvasási keretben a gén között az 5 „és 3” végeken.
7. teljesen új gének kialakulása a genom nem kódoló és nem ismétlődő régióiban
a) Fehérje-kódoló gének
Itt mindent két feltétel határoz meg:
1) biztosítani kell a transzkripció lehetőségét, vagyis a promoter egy régiója jelenjen meg a jövőbeli gén előtt. Hogyan történhet ez a fentiekben már tárgyalt (2. bekezdés);
2) Olyan elemeket kell létrehozni, amelyek lehetővé teszik az átíródott RNS-ből való fordítást. Vagyis az iniciációs jelek, a transzláció megszüntetése, az mRNS poliadenilációs jel, az összekapcsolódási helyek.
Nem lehet két módon, hogy vállalja a lehetőségét megszerzése ilyen elemek: soros helyettesítések nukleotidok, amíg Egy működő kiviteli alakban vagy újra kölcsönzése más gén-duplikációk beágyazásával vagy pedig (például egy promoter régió). A főemlősök és az emberek és az élesztő, és drozofill talált elég nagyszámú gén, amelyek akár csak részben hasonlóak bármelyik gének legközelebbi ősök, azaz olyan gének, kialakítva, valószínűleg alapján a nem-kódoló DNS-t, mielőtt.
A legérdekesebb kérdés az, hogy miként történt ilyen új gének beépítése a génhálózatokba. Valószínűleg elég hosszú lehet a génszerkezet fokozatos állításával egymást követő pontmutációkkal. Természetesen az élet születésének kezdeti szakaszában minden első génnek újnak kellett volna lennie.
b) A nem kódoló (szabályozó) RNS génjei
Ilyen gének például a humán genomban van már több százezer kis nem-kódoló és nem kódoló RNS hosszú. A hosszú, nem-kódoló RNS látszólag is előfordulhat, mint eredményeként a veszteség bizonyos gének duplikált elemeket, amelyek biztosítják a hatékony transzlációt. Különösen keresztül képződik úgy, mint Xist RNS részt vesz a inaktiválását az X kromoszómán. Hasonlóképpen, a retroduplikatsy gének fordulhat elő, és a kis nem-kódoló RNS-t. A cikk nem mondja még további megvalósítási mód - ha nem kódoló RNS által képzett transzkripciós aktivációs helyet kódoló (komplementer) DNS-szál egy fehérjét kódoló gén.
8. A háziasított genomiális paraziták szerepe az új gének kialakulásában
Része a részvétel az ilyen elemek - retrotranszpozonoknak - már megállapította: ezek szolgálnak helyeit illegitim rekombináció, ami duplikációk, akkor átadja a részt vevő enzimek retroduplikatsiyah és elsajátíthatják a funkcióját szabályozó elemek (promoterek, hangtompítók, stb.)
Ráadásul a retrogént a fehérje-kódoló gének exonjaként lehet bevinni és a sejt számára hasznos funkciókat végezni. Különösen ez a jelenség mutatkozott a placenták kialakulásában résztvevő három gén esetében, valamint a több ezer más emlőssejt gén expresszióját szabályozó fontos transzkripciós faktor egyikének. Az előbbi retrotranszpozonok közül néhány nem kódoló, hosszú és kis szabályozó RNS is létezik.
9. Horizontális génátvitel
Számos módja van a horizontális gén transzfer (horizontális transzfer - ez azt jelenti, hogy a gén nem öröklődik, és a kapott egyébként egy másik szervezetnek, a donor és a befogadó szervezet lehet az azonos típusú vagy különböző típusú, még a nagyon távoli evolúciós értelemben) .
1) A prokariótákban van egy mechanizmus konjugációs, amikor egy csatorna van kialakítva a két sejt-organizmusok, melyek genetikai anyagot tud folyni az egyik cellából a másikba. Úgy tűnhet, hogy nekünk, eukarióták, ez nem olyan fontos, mert ezek a baktériumok cserélnek géneket. De ha arra gondolunk, hogy egy bizonyos ponton a történelemben minden ment át a mikrobiális szakaszban, világossá válik, hogy ez a csere lehet, meg kell csak mindenekelőtt hálás mi van most. Sokkal könnyebb fejlődni, gyűjtése hasznos gének valaki „feltalálta” a fejlődés során, mint „újra feltalálni” a sokszínűség a szükséges géneket magukat. Nem csoda, hogy a prokarióták fordított evolúció 2 milliárd évig, amíg a „kitalált” minden, ami szükséges. Nagyon valószínű, hogy az egyetemes genetikai kód dolgoztunk ki pontosan a folyamat „kollektív kreativitás” társított aktív vízszintes kölcsönös.
2) Erőteljes horizontális transzfer mediátorok genomiális paraziták típusú retrovírusok, amelyek véletlenül megragad részletekben kromoszómák előző tulajdonosok és transzfer az új.
3) horizontális transzfer - gyakori esemény esetén endosymbiosis (a parazita a fogadó és fordítva), így például, a mitokondriumok és a kloroplasztok, - az utolsó baktériumok endosymbionts, a nukleáris genom eukarióták kapott nagyszámú gének különféle funkcionalitást.
A különböző típusú organizmusokból származó kölcsönzött gének sokszor megtalálhatók a rotifers és az infusoriában, bár az átvitel mechanizmusa itt nem ismert. Úgy tűnik, hogy valahogy kölcsönöznek géneket azoktól, amiket táplálnak.
10. Spermatozoa - mint új gének tesztelője
