2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
ԱՌԱՋԱՐԿՎԱԾ Է ԹՈՂԱՐԿՈՒՄ Հինգշաբթի, ՓԵՏՐՎԱՐԻՆ: 10, ԺԱՄԸ 14.00 EST
Կյանքի հիմքում ընկած գենետիկական նախագիծը կարելի է բաժանել «հետազոտություն և զարգացում» և «արտադրություն» բաժինների, ասում է այս շաբաթվա «Գիտություն» նոր հետազոտության հեղինակը, որը համեմատում է խմորիչի, կլոր ճիճուների գենետիկական նյութը:, միջատներ և մարդիկ։
Տարբերությունը կարող է օգնել շեղել պատահական գենետիկական փոփոխությունները, որոնք էվոլյուցիա են առաջացնում ԴՆԹ-ի այն տարածքներում, որտեղ նման փոփոխություններն ավելի լավ հնարավորություն ունեն օգուտ բերելու օրգանիզմին («Հետազոտություն» բաժինը) և հեռու մնալ այն տարածքներից, որտեղ դրանք ավելի հավանական է վնասել: այն («արտադրություն» բաժինը):
«Էվոլյուցիայի մեծ պարադոքսն այն է, որ դուք ունեք բազմաթիվ հաստատված գործառույթներ, որոնք պետք է պահպանվեն օրգանիզմում, և ինչպե՞ս կարող եք պահպանողական լինել այդ գործառույթների նկատմամբ՝ փորձարկելով գեների նոր և, հնարավոր է, շահավետ գործառույթներ հայտնաբերելու համար»: ասում է Էդվարդ Հեջքոքը՝ Ջոնս Հոփկինսի համալսարանի կենսաբանության պրոֆեսորը։
Եթե դա հաստատվի, տեսությունը կարող է օգնել հետազոտողներին մարդկանց և այլ տեսակների գենետիկական տեղեկատվությունը վերլուծելու իրենց ջանքերում:
Առողջապահության ազգային ինստիտուտի աջակցությամբ՝ Հեջքոքը և այլ հետազոտողներ իրականացրել են գենետիկական տեղեկատվության հաջորդականության համակարգչային համեմատություն, որը հայտնի է որպես գենոմներ, որոնք հայտնաբերված են խմորիչի, կլոր որդ C. elegans-ի և այլ նեմատոդների, պտղաճանճի մեջ: Դրոզոֆիլան և մարդիկ։
Նոր տեսակներ են առաջանում էվոլյուցիայի ընթացքում: Հետևաբար, նրանց գենոմների համեմատությունը կարող է ապահովել ԴՆԹ-ի զարգացման «պատկերներ» էվոլյուցիոն պատմության տարբեր կետերում:Քանի որ ԴՆԹ-ի մասերն օգտագործվում են որպես սպիտակուցներ կառուցելու հրահանգներ, հետազոտողները կարող են համեմատել այս «պատկերների» մանրամասները՝ հասկանալու համար, թե երբ է կյանքը առաջին անգամ ստեղծել տարբեր սպիտակուցներ:
Եթե, օրինակ, սպիտակուցի գենը ընդհանուր է խմորիչի և կենդանիների համար, բացատրում է Հեջքոկը, ապա սպիտակուցի ծննդյան ամսաթիվը եղել է մինչև բազմաբջիջ օրգանիզմների առաջացումը:
Hedgecock-ը և նրա համահեղինակներն իրենց ուշադրությունը կենտրոնացրել են բջջի արտաքին տեսքի ստեղծման մեջ ներգրավված սպիտակուցների վրա: Օրինակները ներառում են սպիտակուցներ, որոնք օգնում են բջիջներին կպչել մակերեսին, սպիտակուցներ, որոնք օգնում են ստեղծել թաղանթ, որը հանդիսանում է բջջի ամենահեռավոր սահմանը, և սպիտակուցներ, որոնք արտանետվում են բջիջներից:
Գիտնականները խմբավորել են սպիտակուցները ընտանիքների և «գերընտանիքների»:
«Սպիտակուցները միևնույն ընտանիքում են, եթե դրանք ունեն իրենց երկարությամբ նույն մոդուլային կազմակերպությունը», - բացատրում է Հեջքոկը: «Նրանք պատրաստված են նույն մասերից՝ նույն հերթականությամբ:Գերընտանիքները ավելի բարձր կառուցվածքային դաս են, և դա միայն նշանակում է, որ սպիտակուցները կիսում են առանձին տիրույթը, բայց դրանք կարող են տարբերվել՝ կապ չունենալով, դրանից դուրս»:
Նշելով, որ մարդու գենոմը դեռ ամբողջությամբ հաջորդականացված չէ, հետազոտողները զեկուցել են, որ հայտնաբերել են սպիտակուցների որոշ ընտանիքներ և գերընտանիքներ, որոնք առկա են C. elegans-ում և այլ կլոր որդերում, որոնք բացակայում են մարդու գենոմում: Նրանք եզրակացրեցին, որ ընտանիքներն ու գերընտանիքները ստեղծվում են էվոլյուցիոն պատմության ընթացքում:
«Մեծ անակնկալը, սակայն, վկայում է այն մասին, որ հին գերընտանիքները կարող են զգալիորեն կայուն լինել նոր ընտանիքի ստեղծման հետ մեկտեղ», - ասում է Հեջքոկը: «Հին գաղափարն այն էր, որ գենոմի բոլոր գեները ենթարկվում են նմանատիպ մուտացիոն գործընթացների, ուստի, կոպիտ ասած, որքան մեծ լինեիր որպես գենային ընտանիք, այնքան ավելի շատ հնարավորություն ունեիր կրկնօրինակելու, ցրվելու գենոմում և շեղվելու: միմյանց»:
Ամենահին գերընտանիքները պետք է լինեն ամենամեծը, ամենացրվածը, ամենատարբերը և չափերով ամենաարագ աճողը, բացատրում է նա:Սակայն թիմի վերլուծությունը պարզել է, որ երբ գերընտանիքները ստեղծվեն, նրանք կարող են շատ կայուն լինել, նույնիսկ եթե դրանք դինամիկ, երիտասարդ ընդլայնվող սպիտակուցների ընտանիքի կողքին են:
Վերլուծելով գեների կազմակերպումը, դիտարկելով գենետիկական նյութի օրինակը, որն իրականում օգտագործվում է սպիտակուցներ ստեղծելու համար և ուսումնասիրելով C. elegans-ի հայտնի մուտացիաներով գեների տվյալների բազան՝ հետազոտողները հայտնաբերել են երկու տեսակի շրջանների օրինաչափություն: ԴՆԹ-ում` շահավետ հատկություններով վաղուց հաստատված գեներով տարածքներ և տարածքներ, որտեղ ԴՆԹ-ն խառնվում և վերադասավորվում էր:
«Թերթում մենք ենթադրում ենք, որ այս բաժանումը կարող է համապատասխանել այն բաժանմանը, որը գիտնականները նկատել են բաժանման գործընթացում գտնվող բջիջներում», - ասում է Հեջքոկը:
Բաժանվող բջիջները պետք է պատրաստեն իրենց պարունակած ԴՆԹ-ի լրացուցիչ պատճենը, մի խնդիր, որը պահանջում է նրանցից հեռացնել ԴՆԹ-ն այն կառուցվածքներից, որոնք հայտնի են որպես քրոմոսոմներ, որտեղ այն պահվում է: Գիտնականները նկատել են, որ քրոմոսոմների որոշ հատվածներ ավելի մանրակրկիտորեն բացվում են, քան մյուսները:Գենոմի այն մասերը, որոնք ամբողջովին բացված են, կարող են ավելի ենթակա լինել մուտացիոն գործընթացներին, Հեջքոքի տեսությունը, մինչդեռ գեները, որոնք արժեք ունեն, գտնվում են լիովին բաց տարածքներում:
«Արդյունաբերության նմանությունն այն է, որ դուք առանձնացնում եք ձեր հետազոտական և մշակման օբյեկտը ձեր արտադրական հաստատությունից. եթե երբևէ համատեղեք այդ երկու գործողությունները, դա կարող է աղետ լինել», - ասում է Հեջքոկը:
Թղթի մյուս հեղինակներից են Հարալդ Հաթերը՝ Հայդելբերգում, Գերմանիա, Մաքս-Պլանկի բժշկական հետազոտությունների ինստիտուտից; և Բրյուս Ֆոգելը՝ Ջոնս Հոփքինսի ասոցիացված գիտաշխատող: Լրացուցիչ հեղինակներ եկան Օհայո նահանգի Տոլեդոյի Տոլեդոյի համալսարանից; Վաշինգտոնի համալսարան Սենտ Լուիսում; և Մաքս-Պլանկի զարգացման կենսաբանության ինստիտուտը, որը նույնպես գտնվում է Գերմանիայում:
