Prawda

Wtorek, 20 sierpnia 2019 - 06:05

« 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 984 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Zła nauka promuje organiczne jabłka   Novella   2019-08-19
Gąsienica zmienia kolor, żeby dopasować się do podłoża nie używając oczu: potrafi widzieć skórą!   Coyne   2019-08-16
Pseudonaukowa histeria to nie jest dobra odpowiedź na klimatyczne wyzwania   Lomborg   2019-08-14
GMO i model deficytu wiedzy   Novella   2019-08-12
Po raz pierwszy użyto edytowania genów CRISPR do leczenia zaburzenia genetycznego – anemii sierpowatej   Coyne   2019-08-08
Maskonury z wyspy St. Paul na Alasce   Lyon   2019-08-07
Zbieg okoliczności czy prawo wielkich liczb?   Novella   2019-08-06
I pijcie łzy moje, czyste rzęsiste   Łopatniuk   2019-08-03
Kształtowanie opinii o nauce i medycynie   Novella   2019-08-02
Nowe badanie dotyczące zwrotu zgubionych portfeli: ludzie na świecie są uczciwsi niż myślisz, ale czytelnik wyliczył, że uczciwość jest większa w mniej religijnych krajach   Coyne   2019-08-01
Praktykowanie medycyny bez uprawnień nie jest wolnością słowa   Novella   2019-07-31
Radujcie się, Ziemia staje się zieleńsza   Ridley   2019-07-30
Spiski wokół ptaków   Novella   2019-07-29
Matt Meselson opisuje swój najsłynniejszy eksperyment (z Frankiem Stahlem)   Coyne   2019-07-26
Niemający rozeznania filozof twierdzi, że gatunki nie istnieją   Coyne   2019-07-23
Więcej złych wiadomości dla dilerów witamin   Novella   2019-07-22
Starożytny ptak z nadzwyczaj długim palcem   Coyne   2019-07-19
YouTube i szarlataneria leczenia raka dietą   Novella   2019-07-18
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
Hodowanie mini-mózgów z komórek macierzystych   Novella   2019-07-15
Szczepionka HPV działa. Koniec kropka     2019-07-13
Efekt przechodnia   Novella   2019-07-11
Prątkiem w raka, czyli co ma gruźlica do raka pęcherza   Łopatniuk   2019-07-06
Opowieści o nauce zastępują fikcję w Teatrze Narodowym Ugandy   Ongu   2019-07-05
Pleśń w przestrzeni kosmicznej   Novella   2019-07-03
Pterozaury: Czy umiały latać od razu po wykluciu się?   Coyne   2019-07-02
Ludziom rosną rogi? – Złe informowanie o nauce   Novella   2019-07-01
Przemysł ”wellness”   Novella   2019-06-28
Nazywanie zmiany klimatu ”katastrofalną” utrudnia znalezienie realnych odpowiedzi   Lomborg   2019-06-26
Olbrzymie straszyki mają zostać ponownie wprowadzone na wyspę Lord Howe   Coyne   2019-06-25
Amonit (i masa innych stworzeń) znaleziona w birmańskim bursztynie   Coyne   2019-06-21
Ślubowanie o zniesieniu grzechu   Ridley   2019-06-20
Nowe informacje o dzieciach CRISPR   Novella   2019-06-17
Słonie mają fantastyczny węch (lepszy niż psy): są jedynymi zwierzętami, które potrafią rozróżnić inne ilości pokarmu tylko po zapachu   Coyne   2019-06-14
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Skąd wiemy to, co wiemy?   Novella   2019-05-28
Samice bonobo (ale nie samice szympansów) pomagają swoim synom w zdobywaniu partnerek   Coyne   2019-05-25
Dlaczego ludzie sprzeciwiają się technologiom, które zmniejszają szkody?   Ridley   2019-05-24
Nowa praca o nielotnych chruścielach rażąco przesadzona i wypaczona w popularnych mediach   Coyne   2019-05-22
Trenowanie sztucznej inteligencji, żeby widziała jak człowiek   Novella   2019-05-21
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
Wykrywanie kłamstw w mózgu   Novella   2019-05-17
Walka o zachowanie bioróżnorodności   Ridley   2019-05-15
Niezwykły przypadek mimikry: skaczący pająk naśladuje gąsienicę   Coyne   2019-05-14
Selektywnie stosowana koncepcja tabula rasa i ideologicznie motywowane nieporozumienia   Cory Clark   2019-05-09
Dlaczego szarlatani nie powinni nadzorować sami siebie     2019-05-08
Kiedy naukowcy nie tolerują odmiennego zdania   Weber   2019-05-07
Przegapione odkrycia w historii nauki   Ridley   2019-05-02
W obronie scjentyzmu   Winegard   2019-04-30
Akupunktura kwantowa   Novella   2019-04-23
Nie tylko kakao   Łopaniuk   2019-04-20
Wstęga Möbiusa sprzecznych egocentryzmów poznawczych   Landes   2019-04-18
Kolejne badania nad bzdurą   Novella   2019-04-17
Licząca 43 miliony lat forma przejściowa: wodno-lądowy wieloryb    Coyne   2019-04-15
Zdumiewające możliwości docenienia i wykorzystania neuroróżnorodności   Koraszewski   2019-04-12
Jak sobie radzić ze skrajnymi wydarzeniami pogodowymi?   Lomborg   2019-04-09
Najbardziej zabójczy dzień na Ziemi   Novella   2019-04-06
Zaprzeczanie neuronauce o różnicach płci   Cahill   2019-04-05
Zwierzęce roboty   Novella   2019-04-04
Technologia pomaga w kryzysach wodnych na całym globie   Cohen   2019-04-02
Niezwykłe skamieniałości kambryjskie porównywalne do tych z łupków z Burgess   Coyne   2019-03-30
Tak wygląda dobre dziennikarstwo   Novella   2019-03-29
Wzrost sektora nasiennictwa w Ugandzie demaskuje główne twierdzenie anty- GMO   Ongu   2019-03-21
Ewolucja „nieredukowalnie złożonych” białek zapobiegających zamarzaniu u ryb polarnych (i policzek wymierzony Behemu)   Coyne   2019-03-20
Złoty ryż wreszcie dopuszczony w Bangladeszu   Novella   2019-03-19
Kłamstwa, bezczelne kłamstwa i statystyka   Welsh   2019-03-18
Wyprane kłamstwa   Ridley   2019-03-14
Czy islamska teologia i filozofia może wzbogacić etyczną debatę wokół CRISPR?   Coyne   2019-03-06
Kacze dzioby, Umwelt i a priori Kanta   Cobb   2019-03-04
Co kręci płaskoziemców   Novella   2019-03-02
Ślimaki nagoskrzelne mają kolczaste penisy jednorazowego użytku, którymi usuwają plemniki rywala ze swojej partnerki   Coyne   2019-03-01
Zrozumienie nowoczesnych horrorów afrykańskich zakorzenionych w handlu niewolnikami przez Ocean Indyjski   Clarfield   2019-02-28
Raport z sensacyjnym twierdzeniem o ”załamaniu klimatu” jest chwytliwy, ale nieprawdziwy   Lomborg   2019-02-27
Naukowiec analizuje dwa przykłady w nowej książce Behego; stwierdza, że są głęboko błędne   Coyne   2019-02-26
Triasowy mięsak, czyli praprzodkowie żółwi też chorowali na nowotwory   Łopatniuk   2019-02-16
Co nauka może powiedzieć pani Ocasio-Cortez o klimacie   Lomborg   2019-02-15
Kury produkujące leki   Novella   2019-02-14
Rak w raku i przerzut w przerzucie   Łopatniuk   2019-02-09
Prawo niezamierzonych konsekwencji   Novella   2019-02-07
Czy świat rzeczywiście staje się biedniejszy? Odpowiedź Stevena Pinkera   Coyne   2019-02-06
Maniok o wysokiej zawartości żelaza i cynku może poprawić odżywianie i zdrowie w Afryce Zachodniej     2019-02-05
Dalszy spadek zgonów z powodu raka   Novella   2019-02-04
Dokopywanie nauce przez dwóch naukowców i filozofa   Coyne   2019-02-01
Jacy naprawdę byli neandertalczycy?   Novella   2019-01-31
Żywność GM i zmiana opinii   Novella   2019-01-29
Wojny o Oświecenie: kilka refleksji o Enlightenment Now, w rok później   Pinker   2019-01-25
Dunning Kruger a opozycja wobec GMO   Novella   2019-01-23
Nasza pamięć cofa się   Nivella   2019-01-21
Niezrozumienie efektu Dunninga-Krugera   Novella   2019-01-18
Szarlataneria finansowana przez społeczność internetową   Novella   2019-01-16
Nowa duża salamandra ze Stanów Zjednoczonych   Mayer   2019-01-10
Kwitnące rośliny pozostają zdolne do życia po przejściu przez przewód pokarmowy ptactwa wodnego   Coyne   2019-01-07
Radykalne poglądy polityczne korelują z marnym metapoznaniem   Novella   2019-01-05
Nareszcie: owocowy gospodarz dzikiej Drosophila melanogaster   Coyne   2019-01-02
Z końcem roku   Łopatniuk   2019-01-01
Psychologia globalnego pesymizmu   Ridley   2018-12-26

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej



Ściganie bluźnierstwa



Ryby jaskiniowe



Autyzm


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