Savanaudiška DNR
Savanaudiška DNR - tai terminas, kuriuo vadinamos DNR sekos, pasižyminčios dviem skirtingomis savybėmis:
- DNR seka plinta genome sudarydama papildomas savo kopijas; ir
- jis neprisideda prie organizmo šeimininko dauginimosi sėkmės. (Jis gali turėti arba neturėti reikšmingo neigiamo poveikio.)
1976 m. išleistoje knygoje "Savanaudiškas genas" (The Selfish Gene) Richardas Dawkinsas iškėlė savanaudiškos DNR idėją, kai buvo atrasta nekoduojanti DNR eukariotų genomuose. 1980 m. dviejuose straipsniuose žurnale "Nature" ši koncepcija buvo išplėsta ir aptarta. Viename iš šių straipsnių rašoma:
Bendresne prasme natūraliosios atrankos teorija susijusi su replikuojančių vienetų konkurencija. Ji rodo, kad tokioje konkurencijoje veiksmingesni replikatoriai daugėja mažiau veiksmingų konkurentų sąskaita. Po tam tikro laiko išlieka tik patys efektyviausi replikatoriai.
- L.E. Orgel ir F.H.C. Crick, "Savanaudiška DNR: didžiausias parazitas".
Įprastą genetiškai funkcionuojančią DNR galima laikyti "replikuojančiomis esybėmis", kurios veikia savo replikaciją manipuliuodamos ląstelėmis, kurias jos valdo. Priešingai, savanaudiškos DNR vienetai gali pasinaudoti ląstelėje esamais mechanizmais ir daugintis nedarydami įtakos organizmo tinkamumui kitais atžvilgiais.
Tarp savanaudiškos DNR ir genetiškai funkcionalios DNR sąvokų nėra aiškios ribos. Dažnai taip pat sunku nustatyti, ar nekoduojančios DNR vienetas yra funkciškai svarbus, ar ne, o jei svarbus, tai kokiu būdu. Be to, ne visada lengva atskirti kai kuriuos savanaudiškos DNR atvejus nuo kai kurių virusų tipų.
Idėjos istorija
Mintis, kad kai kurie genetiniai elementai gali būti nenaudingi organizmui, nėra nauja. 1928 m. rusų genetikas pranešė apie Drosophila obscura X chromosomą. Jis teigė, kad dėl to susidaręs moteriškos lyties santykis gali lemti populiacijos išnykimą.
1941 m. pirmą kartą buvo iškelta prielaida, kad gali būti konfliktas tarp normalių branduolinių genų, paveldėtų iš abiejų tėvų, ir mitochondrinių genų, paveldėtų iš vieno iš tėvų (moters). Tai galėjo lemti citoplazminį vyriškąjį augalų nevaisingumą.
Maždaug tuo pačiu metu buvo pranešta apie keletą kitų savanaudiškų genetinių elementų pavyzdžių. Pavyzdžiui, kukurūzų genetikas aprašė, kaip chromosomų gumbeliai lėmė moteriškąjį mejotinį varymą kukurūzuose. Meiotinis potraukis yra tada, kai viena geno kopija perduodama palikuonims dažniau nei tikimasi 50 % atvejų.
Švedų botanikas ir citogenetikas Gunnaras Östergrenas 1945 m. pastebėjo, kad chromosomos gali plisti populiacijoje dėl savo "parazitinės" prigimties. Aptardamas B chromosomas augaluose, jis rašė: "Daugeliu atvejų šios chromosomos neturi jokios naudingos funkcijos jas turinčiai rūšiai, bet dažnai jos gyvena išimtinai parazitiniu būdu... [B chromosomos] nebūtinai turi būti naudingos augalams. Jos turi būti naudingos tik joms pačioms." - Gunnar Östergren.
Šeštojo dešimtmečio pradžioje Barbara McClintock paskelbė keletą straipsnių, kuriuose aprašė "transpozicinių elementų" egzistavimą. Tai vieni sėkmingiausių savanaudiškų genetinių elementų. Už transponuojamųjų elementų atradimą 1983 m. jai buvo paskirta Nobelio medicinos ar fiziologijos premija.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra savanaudiška DNR?
A: Savanaudiška DNR - tai terminas, kuriuo vadinamos DNR sekos, pasižyminčios dviem savybėmis: gebėjimu plisti, genome formuojant daugiau savo kopijų, ir nepadedančios organizmui šeimininkui sėkmingai daugintis.
K: Kas pirmasis pasiūlė savanaudiškos DNR idėją?
Atsakymas: Richardas Dawkinsas 1976 m. knygoje "Savanaudiškas genas" (The Selfish Gene) pirmasis pasiūlė savanaudiškos DNR idėją.
K: Kaip Orgelis ir Krickas išplėtojo šią idėją?
A.: Orgelis ir Krickas šią koncepciją išplėtojo 1980 m. "Nature" išspausdintame straipsnyje, kuriame aptarė, kaip veikia natūralioji atranka, kai replikuojantys subjektai konkuruoja tarpusavyje. Jie teigė, kad laikui bėgant efektyvesnių replikatorių daugės mažiau efektyvių konkurentų sąskaita.
Klausimas: Kaip replikuojasi įprasta genetiškai funkcionuojanti DNR?
A: Normali genetiškai funkcionuojanti DNR replikuojasi manipuliuodama ląstele, kurią ji valdo.
K: Kokie yra savanaudiškos DNR ir virusų panašumai?
A: Kai kuriuos savanaudiškos DNR atvejus gali būti sunku atskirti nuo kai kurių tipų virusų dėl jų bendrų savybių, pavyzdžiui, gebėjimo pasinaudoti ląstelėje esamais mechanizmais, kad galėtų daugintis nedarydami įtakos jos tinkamumui.
K: Ar yra aiški riba tarp savanaudiškos DNR ir genetiškai funkcionalios DNR?
Atsakymas: Ne, aiškios ribos tarp šių dviejų sąvokų nėra, nes gali būti sunku nustatyti, ar nekoduojančios DNR vienetas yra funkciškai svarbus, ar ne, o jei svarbus, kokiu būdu jis veikia organizmo tinkamumą.
K: Kas buvo atrasta, kai buvo tiriamos nekoduojančios DNR?
Atsakymas: Ištyrus nekoduojančias DNR, paaiškėjo, kad jos turi dvi savybes - gali plisti genome sudarydamos daugiau savo kopijų, bet nepadeda organizmui sėkmingai daugintis.
