Prawda

Czwartek, 4 czerwca 2020 - 17:13

« Poprzedni Następny »


A genomy ciągle kurczą się…


Carl Zimmer 2016-11-22

Przeżycie skoczkowatych jest uzależnione od bakterii. Niektóre z tych bakterii mają najmniejszy jak dotąd zaobserwowany genom. Zdjęcie copyright Alex Wild.
Przeżycie skoczkowatych jest uzależnione od bakterii. Niektóre z tych bakterii mają najmniejszy jak dotąd zaobserwowany genom. Zdjęcie copyright Alex Wild.

Oto kilka liczb o DNA – kilka dużych, a potem kilka bardzo małych.


Ludzki genom zawiera około 3,2 miliarda par zasad. W zeszłym roku [2012], naukowcy z University of Leceister wydrukowali tę sekwencję w 130 olbrzymich tomach wielkości książki jako eksponat muzealny. Zabrałoby niemal do końca stulecia przeczytanie ich od początku do końca.


Typowy gen składa sie z kilku tysięcy zasad. Genom człowieka zawiera około 21 tysięcy genów, które kodują białka. Są jeszcze inne geny w ludzkim genomie, które kodują cząsteczki znane jako RNA, ale jak wiele tych cząsteczek RNA rzeczywiście robi coś pożytecznego, jest  przedmiotem intensywnej debaty. Wielka część genomu człowieka nie jest ani z genów kodujących białka, ani kodujących RNA. Wiele (być może większość) to martwe geny i przypominające pasożyty odcinki DNA, które nie robią wiele poza powielaniem samych siebie.


Jak pisałem w “New York Times”, 3,2 miliardy par zasad i 21 tysięcy genów nie są zasadniczym wymogiem pozostawania przy życiu. E. coli daje sobie doskonale radę z genomem zawierającym około 4,6 miliona par zasad. Zależnie od szczepu, ten mikrob ma około 4100 kodujących białko genów. To jest około jednej piątej takich genów u nas. Wysoka proporcja genów wobec wielkości genomu u E. coli jest rezultatem prostej, skutecznej genetyki. Mutacje, które wycinają niefunkcjonalny DNA, szerzą się wśród mikrobów znacznie szybciej niż wśród zwierząt.  


E. coli
, z kolei, jest – genetycznie mówiąc – gigantyczna w porównaniu do niektórych innych gatunków. Naukowcy badający świat mikrobów znajdują gatunki z mniejszymi genomami. W artykule w “New York Times” pisałem o rekordowo małym genomie mikroba o nazwie Tremblaya. Jego genom ma zaledwie 139 tysięcy par zasad. To jest 0,004% wielkości naszego genomu. Można wydrukować całą sekwencję w jednej szczupłej książce z miękką okładką, która zmieści się do kieszeni. I ten foremny genom ma tylko 120 kodujących białka genów – 6% naszej kolekcji.


Za każdym razem, kiedy informuję o takich rekordach, próbuję podkreślić, że są to tylko chwilowe rekordy. Tremblaya ma najmniejszy znany genom. Lub, może powinienem teraz dodać, miał najmniejszy genom znany w zeszłym miesiącu.


W tym miesiącu, w piśmie “Genome Biology and Evolution”, Gordon Bennett i Nancy Moran opisali nowego rekordzistę o nazwie Nasuia deltocephalinicola. Ma genom składający się z zaledwie 112 tysięcy par zasad. Wyobraźcie sobie, że bierzecie tę cienką książkę i wyrywacie ostatni rozdział. Jak na ironię, Nasuia upakowuje więcej genów w swój DNA niż Tremblaya –137 kodujących biała genów, według oceny Bennetta i Moran.


Naprawdę uderzające w tych wszystkich obecnych i byłych rekordzistach małych genomów jest to, że wszystkie żyją w jednej, egzotycznej niszy ekologicznej. Bez wyjątku wszystkie można znaleźć wewnątrz odżywiających się roślinami owadów. Tremblaya żyje w czerwcach, podczas gdy Nasuia żyje w skoczkowatych (Macrosteles quadrilineatus).


Wewnątrz swoich gospodarzy te mikroby dokonują reakcji chemicznych z pokarmem konsumowanym przez owady. Owady odżywiają się sokiem roślinnym, który zawiera niewiele składników odżywczych. Bakterie jednak potrafią użyć składników pływających w soku, by budować aminokwasy, które owady mogą następnie zestawiać w białka.


Skoczkowate, cykady, skoczki Proconiini i inne spokrewnione odmiany mają spokrewnione wersje tej samej, prostej bakterii. Przez narysowanie ich drzew ewolucyjnych Bennett i Moran odkryli, że owady weszły w stosunki symbiotyczne z mikrobami ponad 260 milionów lat temu. Poniżej pokazuję ich drzewo dla tych, którzy chcą wszystkich drastycznych szczegółów. Niebieskie linie pokazują Nasuia i spokrewnione linie rodowe mikrobów. Owady mają także inny rodzaj bakterii, znany jako Sulcia. Razem te dwa mikroby dzielą się pracą od milionów lat. (U niektórych owadów do zespołu dołączyły grzyby.)


Przodkowie Nasuia zaczęli jako wolno żyjące mikroby, które miały genomy dorównujące E. coli. Kiedy jednak dostały się do środka gospodarza, mogły tracić DNA bez płacenia za to. Owady dawały im stabilny dom, budując specjalne narządy do ich przechowywania, a nawet przekazywały bakterie swojemu potomstwu. Bakterie odrzuciły wiele genów, które w innych warunkach są niezbędne, jak na przykład szereg genów biorących udział w tworzeniu energii. Musiały tylko dostarczać usług przez syntetyzowanie aminokwasów.


Nasuia 
posiada obecnie rekord, ale przypuszczalnie nie na długo. Jest jeszcze wiele innych gatunków owadów do zbadania. Moran poprosiła Johna McCutcheona z University of Montana, by wykonał kilka wyliczeń dla zrozumienia, jak bardzo mogą zmniejszyć się genomy symbiontów. Wszystkie znane symbionty owadów mają 82 wspólne geny. Jest możliwe, że te geny są absolutnie niezbędne do przeżycia jako symbiont. Symbiont jednak musi także dostarczać korzyści gospodarzowi, bo inaczej gospodarz pozbędzie się go. Potrzeba co najmniej 11 genów do syntetyzowania jednego aminokwasu. Te 93 geny, oceniają McCutcheon i Moran, zmieściłyby się w genomie nie większym niż 70 tysięcy par.  


To zabawne, że te bakterie pozwalają nam sondować jedno z najgłębszych pytań o życie: jak proste może stać się życie i nadal być życiem? Choć ludzie, którzy zarabiają na wyśmiewaniu nauki mogą uważać takie badania za stratę czasu, badanie tych odartych niemal ze wszystkiego organizmów jest także tak praktyczne, jak tylko może być nauka. Na przykład, skoczkowate, które goszczą Nasuia, koszmarem dla farmerów, powodując szkody wielu warzywom przez szerzenie grzybów i bakterii. Niemniej byłyby bezradne bez swoich nadzwyczaj prostych lokatorów. Jeśli możemy zrozumieć, w jaki sposób przeżywają z tak maleńkimi genomami, możemy być w stanie powstrzymać je przed umożliwianiem życia swoim gospodarzom.


Rycina z pracy Bennett i Moran 2013
Rycina z pracy Bennett i Moran 2013

And the Genomes Keep Shrinking…

The Loom, 23 sierpnia 2013

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Carl Zimmer


Wielokrotnie nagradzany amerykański dziennikarz naukowy publikujący często na łamach „New York Times” „National Geographic” i innych pism. Autor 13 książek, w tym „Parasite Rex” oraz „The Tanglend Bank: An introduction to Evolution”. Prowadzi blog The Loom publikowany przy „National Geographic”.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1110 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Rozwiązanie dla obecnego kryzysu   Ridley   2020-06-02
Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25
Prowokator czy prowokowany?   Witkowski   2020-04-24
Nauka on-line jest skuteczna   Novella   2020-04-23
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami   Coyne   2020-04-16
Nietoperze i pandemia   Ridley   2020-04-14
Pandemia ludzkiej głupoty   Novella   2020-04-12
W miarę postępu badań natura naszego wroga staje się coraz wyraźniejsza   Ridley   2020-04-04
Wzmacnianie układu odpornościowego podczas pandemii   Novella   2020-04-02
Dlaczego ten wirus inaczej dotyka pokolenia?   Ridley   2020-03-30
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27
Szczepionka na koronawirusa nie przybędzie szybko   Ridley   2020-03-25
Niebawem dowiemy się jak solidna jest nasza cywilizacja   Ridley   2020-03-23
Żywotność wirusa Covid-19 na różnych powierzchniach (rada: używaj rękawiczek, kiedy odbierasz paczki i nie otwieraj ich przez 24 godziny)   Coyne   2020-03-21
Dzień był krótszy 70 milionów lat temu   Novella   2020-03-20
Jak często powstają ptasie hybrydy?   Coyne   2020-03-18
Mózgi noworodków   Novella   2020-03-16
Twierdzenie o białku i DNA dinozaurów   Novella   2020-03-10
Porażka jest stałym elementem pracy naukowca   Konrad Bocian   2020-03-07
Jak myśleć o naszych problemach   Tupy   2020-03-03
Dlaczego tak wiele nowych wirusów pochodzi od nietoperzy?   Ridley   2020-02-29
Odkrycie antybiotyku przez AI   Novella   2020-02-27
Wizyta w Andach u łysek rogatych   Lyon   2020-02-26
Zioła nie pomagają na utratę wagi   Novella   2020-02-25
Dawkins pisze tweeta   Coyne   2020-02-24
W obronie binarności płci u ludzi   Coyne   2020-02-21
Nie palmy pieniędzy na ołtarzu zielonej manii   Lomborg   2020-02-20
Więcej dowodów ewolucji: końskie zarodki zaczynają tworzyć pięć palców, a cztery zawiązki znikają   Coyne   2020-02-18
Homeopatyczny rentgen   Novella   2020-02-14
Różnice płci w wyborze zabawek: chłopcy bawią się chłopięcymi zabawkami, dziewczynki dziewczęcymi zabawkami   Coyne   2020-02-13
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Odkrycie w immunologii, a leczenie nowotworów   Novella   2020-02-10
Ponowne psucie nauki przez ideologię: ”Slate” wypacza biologię ewolucyjną, by wyglądała na kapitalistyczną i antysocjalistyczną   Coyne   2020-02-07
Flamingi z braku łysek rogatych   Lyon   2020-02-06
Moja ostatnia praca badawcza. Część 3: Znaczenie   Coyne   2020-02-04
Moja ostatnia praca badawcza. Część 2: Wyniki   Coyne   2020-02-03
Moja ostatnia praca badawcza: Część 1: Cele i metody   Coyne   2020-02-01
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Zdumiewająca mimikra   Coyne   2020-01-27
Reality check: Pęd do szybkiej „zerowej” emisji to gwarancja przegranej   Lomborg   2020-01-27
Sfuszerowany artykuł o biologii w „Washington Post”   Coyne   2020-01-24
Punkty dla Ameryki w konflikcie między Iranem i USA   Destexhe   2020-01-24
Zbliżanie się do rozumienia pamięci   Novella   2020-01-22
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Złoty ryż zatwierdzony na Filipinach   Novella   2020-01-07
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Mieliśmy najlepszą dekadę w historii. Naprawdę   Ridley   2019-12-31
Kreacjonista opowiada się za ”argumentem z niedowierzania”   Coyne   2019-12-26
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Wydajność, wyzysk, wybory   Koraszewski   2019-12-23
Społecznościowe finansowanie szarlatanerii   Novella   2019-12-20
Wykład Dawkinsa o czerpaniu odwagi z darwinizmu   Coyne   2019-12-18
Uprawy GM, takie jak Złoty Ryż, uratują życie setek tysięcy dzieci   Ridey   2019-12-13
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
Wirtualna edukacja   Novella   2019-12-03
Teoria klasy próżniaczej Thorsteina Veblena – uaktualnienie statusu   Henderson   2019-12-02
Punkt szczytowy inteligencji   Novella   2019-11-30
Likwidowanie przeziębienia miedzią   Novella   2019-11-27
Dlaczego wyjaśnianie problemów przez biały przywilej jest niesłuszne   Rob Henderson   2019-11-25
LiveScience zachwala panpsychizm jako rozwiązanie trudnego problemu świadomości   Coyne   2019-11-22
Jak walczyć z firehosing   Novella   2019-11-19
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Ewolucja dwunożności   Novella   2019-11-14
Granice „przeskoczenia” progu opłacalności   Lomborg   2019-11-13
Dlaczego nie żyjemy w epoce post-prawdy   Pinker   2019-11-11
Śledząc pochodzenie człowieka   Novella   2019-11-09
Skamieniałe trylobity idące gęsiego. Ale dlaczego to zrobiły?   Coyne   2019-11-06
Saga o złotym ryżu   Novella   2019-11-04
Kolejne badanie rolnictwa organicznego   Novella   2019-11-02
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01
Nathaniel Comfort raz jeszcze: nauka nie czyni postępów (czy może robi to?)   Coyne   2019-10-31
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Stare i nowe  troski o bezpieczeństwo żywnościowe   Ongu   2019-10-28
Powrót Adama i Ewy jako rzeczywistych ludzi, jak proponuje kolejna pseudonaukowa teoria   Coyne   2019-10-25
Pradawne przechowywanie żywności   Novella   2019-10-24
Artykuł w naukowym piśmie ”Nature” dyskredytuje naukę i „scjentyzm”, kwestionuje wartości Oświecenia   Coyne   2019-10-22
Błogosławieni ci, którzy wycofują   Jacoby   2019-10-19
Pro-life czyli czarodziej z Krotoszyna   Koraszewski   2019-10-18
Biologia rozwoju ujawnia ewolucyjną historię   Novella   2019-10-15
Niebezpieczne życie antropologa   Blackwell   2019-10-12
Swędzikami jesień się zaczyna   Łopatniuk   2019-10-11
Jak wieloryb stracił swoje geny   Coyne   2019-10-10
Używanie sztucznej inteligencji do diagnozy   Novella   2019-10-08

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk