Prawda

Piątek, 10 lipca 2020 - 11:08

« Poprzedni Następny »


Ewolucja „nieredukowalnie złożonych” białek zapobiegających zamarzaniu u ryb polarnych (i policzek wymierzony Behemu)


Jerry A. Coyne 2019-03-20


Nowy artykuł w „Proceedings of the National Academy of Sciences” pokazuje, jak funkcjonalne białko (białko zapobiegające zamarzaniu w krwi arktycznej ryby) może zostać zestawione ze strzępów genomu, które w ogóle nie mają żadnej funkcji. Co więcej, to białko nie staje się funkcjonalne – tj. wydzielane do krwi ryby, by zapobiec zamarznięciu – aż do ostatniego kroku zestawiania genów, a więc sekwencja wygląda na „nieredukowalnie złożoną”. Wbrew jednak zwolennikom Inteligentnego Projektu, możemy odtworzyć całkowicie naturalistyczną ewolucyjną kolejność zdarzeń przez spojrzenie na DNA u krewnych i przypuszczalnych przodków. Pokazuje to, że pozornie „nieredukowalna złożoność” – istnienie adaptacji, które wydają się nie mieć funkcji aż wszystkie części są na swoim miejscu – nie wymaga kreacjonistycznego Projektanta propagowanego przez Behego, ale może powstać dzięki naturalnym procesom. To jednak już wiedzieliśmy.

Kliknij na link pod zrzutem z ekranu, żeby przeczytać artykuł; odnośnik jest pod spodem, a pdf tutaj.


Molekularne mechanizmy i rekonstrukcja szlaku ewolucyjnego są skomplikowane, ale spróbuję przedstawić to krok po kroku. (Pamiętajcie, że to jest skomplikowane i mogę coś pomylić, ale będę starał się najlepiej jak potrafię). Zhuang i in. et al. użyli znanej filogenezy ryb spokrewnionych do „niezamarzających” ryb z rodziny Gadidae,  grup dorszowatych. Te dorsze mają funkcjonalne glikoproteiny zapobiegające zamarzaniu (AFGPs), które nie pozwalają ich krwi na zamarzanie, kiedy dorsze pływają w bardzo zimnych wodach polarnych. Białka robią to przez nie dopuszczanie do tworzenia się kryształków lodu i działania jako miejsca nukleacji, które mogłyby zamienić rybę w rybne lody.  


AFGP ryby składa się z trzech kawałków: sam ”przeciwzamarzacz”, który składa się z powtarzającej się sekwencji aminokwasów treoniny-alaniny-alaniny (Thr-Ala-Ala), drugie wydzielnicze białko, które daje sygnał genomowi, by umożliwił wydzielenie do krwi białka zapobiegającego zamarzaniu i regionu promotorowego, który jest niezbędny, by sekwencja DNA została transkrybowana do RNA (który następnie wytwarza białko zapobiegające zamarzaniu).  


Niezwykłe w tej konfiguracji jest to, że każdy jej kawałek, włącznie z dwoma białkami i sekwencją promotorową, zostały sklecone razem poprzez translokację i duplikację DNA (to dzieje się biernie w genomie) aż wszystkie elementy były na miejscu. A „funkcjonalny” gen nie mógł funkcjonować aż do samego końca, kiedy sekwencja promotorowa przesunęła się na właściwe miejsce, by produkować transkrypcję RNA. Całą tę serię kroków zrekonstruowano przez sekwencjonowanie DNA krewnych, którzy nie mają funkcjonalnego AFGP, więc mogliśmy widzieć ewolucyjną kolejność, w jakiej elementy były zestawiane i skąd pierwotnie pochodziły funkcjonalne odcinki.


Tutaj jest przedstawione, jak to zachodziło. Podpis z artykułu:


Evolutionary mechanism of the gadid AFGP gene from noncoding DNA. The color codes of the sequence components follow Fig. 1. (A) The ancestral noncoding DNA contained latent signal peptide-coding exons with a 5′ Kozak motif, adjacent to a duplication-prone 27-nt GCA-rich sequence. (B) The 27-nt GCA(Ala)-rich sequence duplicated forming four tandem copies. (C) A 9-nt in the midst of the four 27-nt duplicates became the three codons for one AFGP Thr-Ala-Ala unit and underwent microsatellitelike duplication forming a proto-ORF. (D) A proximal upstream regulatory region acquired through a putative translocation event. (E) A 1-nt frameshift led to a contiguous SP, a propeptide, and a Thr-Ala-Ala-like cds in a read-through ORF. (F) Intragenic (Thr-Ala-Ala)n cds amplification, fulfilling the antifreeze function under natural selection. 

Evolutionary mechanism of the gadid AFGP gene from noncoding DNA. The color codes of the sequence components follow Fig. 1. (A) The ancestral noncoding DNA contained latent signal peptide-coding exons with a 5′ Kozak motif, adjacent to a duplication-prone 27-nt GCA-rich sequence. (B) The 27-nt GCA(Ala)-rich sequence duplicated forming four tandem copies. (C) A 9-nt in the midst of the four 27-nt duplicates became the three codons for one AFGP Thr-Ala-Ala unit and underwent microsatellitelike duplication forming a proto-ORF. (D) A proximal upstream regulatory region acquired through a putative translocation event. (E) A 1-nt frameshift led to a contiguous SP, a propeptide, and a Thr-Ala-Ala-like cds in a read-through ORF. (F) Intragenic (Thr-Ala-Ala)n cds amplification, fulfilling the antifreeze function under natural selection.

 


Zakładane etapy ewolucyjne (z założeniem popartym przez analizę sekwencji i filogenezy) to A-F. Najpierw była u przodka sekwencja GCAGCAGCA, która normalnie koduje powtarzające się alaniny, ale nie była funkcjonalna (to znaleziono u krewnego). Rozszerzyła się przez duplikację: A —>B.


Następnie mutacja z guaniny w cytozynę u innego przodka zamieniła jedną sekwencję Ala-Ala-Ala w trójkę aminokwasów Treonina-Alanina-Alanina, która sama rozszerzyła się przez kolejne duplikacje (B —>C). Gen miał teraz cztery jednostki Thr-Ala-Ala, ale nadal był niefunkcjonalny. Miał jednak zostać trzonem funkcjonalnego białka w przyszłości; to jest ciemnoniebieski odcinek widziany od C do F powyżej.  


Inna część genomu miała niefunkcjonalną sekwencję, która mogła służyć jako białko wydzielnicze, by spowodować wydzielanie ciemnoniebieskiego białka do krwi. Delecja [usuniecie] jednego nukleotydu (C—>E) umożliwiła tej sekwencji produkowanie białka sygnałowego (liliowy kawałek na D-F). Cały układ był jednak nadal niefunkcjonalny, bo brakowało mu regionu promotorowego.  


Wreszcie układ stał się funkcjonalny, kiedy protogen przesunął się bliżej niefunkcjonalnego regionu DNA, gdzie mógł służyć jako promotor powstającego genu. Teraz gen produkujący powtarzające się białko Thr-Ala-Ala mógł funkcjonować i wydzielać je do krwi.


Ponadto, dobór naturalny mógł też działać na funkcjonujący gen, by podnieść jego wydajność po prostu przez dobór tych genów, które miały więcej duplikacji odcinka Thr-Ala-Ala, a więc mieliśmy duże białko powtarzających się jednostek, które mogło działać jako „przeciwzamarzacz” w krwi ryby (E—>F). (Więcej powtórzeń = lepsza ochrona przed zamarzaniem.)


Jest to trochę bardziej skomplikowane niż to, co pokazałem, ale w zasadzie w ten sposób powstało końcowe białko. I nie są to spekulacje, ponieważ wszystkie kawałki można znaleźć w innych gatunkach lub założyć, że były u przodków, a więc ta rekonstrukcja jest całkiem solidna. Ponadto, obejmuje procesy, których działanie w DNA jest znane: przesuwanie odcinków przez translokacje, duplikacja sekwencji itd. Nie wymagało to żadnej boskiej interwencji, mimo że białko nie jest funkcjonalne dopóki nie zostanie zestawione z białkiem wydzielniczym i promotorem.


Można zadać rozsądne pytanie: “No cóż, jeśli powstające białko-przeciwzamarzacz po prostu siedziało tam i nic nie robiło przed aktywacją, to dlaczego nie zostało unieczynnione przez mutacje?” To jest dobre pytanie i jedną z odpowiedzi jest to, że proces odbył się stosunkowo szybko, a więc mutacje (które przecież są rzadkie) nie miały czasu na zamianę ciemnoniebieskiego białka w bełkot. A kiedy już istniał trzon, duplikacja Thr-Ala-Ala była prawdopodobnie szybka, faworyzowana przez dobór naturalny, bo więcej powtórek daje większą działalność przeciwko zamarzaniu.  


Mamy więc tutaj „nieredukowalnie” złożony system, funkcjonalny jako przeciwzamarzacz dopiero na samym końcu, ale stworzony przez czysto naturalne i dobrze znane procesy. Żaden Bóg lub kosmiczny projektant nie są wymagani. Jest to dobry przykład tego, jak ciężka praca (sekwencjonowanie i filogenetyczna rekonstrukcja) mogą rozproszyć zastrzeżenie „nie rozumiemy, jak ten nieredukowalnie skomplikowany układ powstał, a więc musiał to zrobić Bóg”.


Cały artykuł, poza tym, że to wspaniała robota, jest policzkiem dla zwolenników Inteligentnego Projektu, takich jak Michael Behe—rybnym policzkiem, jak poniżej:

 

__________

Zhuang, X., C. Yang, K. R. Murphy, and C.-H. C. Cheng. 2019. Molecular mechanism and history of non-sense to sense evolution of antifreeze glycoprotein gene in northern gadids. Proceedings of the National Academy of Sciences 116:4400-4405.


The evolution of ’irreducibly complex’ antifreeze proteins in a polar fish (and a fish slap at Behe)

Why Evolution Is True, 14 marca 2019

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry Coyne

Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.

Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj




Komentarze
2. Irreducible complexity kuba 2019-04-29
1. Wspaniała Marek Eyal 2019-03-20


Nauka

Znalezionych 1124 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Homeopatia jest bezwartościowa a czasami szkodliwa   Novella   2020-07-10
Pięć błędnych wyobrażeń o ewolucji: jedno jest wątpliwe, jedno niesłuszne   Coyne   2020-07-08
Wiecznie kurczący się tranzystor i wynalezienie Google   Ridley   2020-07-06
Postmodernizm: filozofia, która stoi za naszymi wojnami kulturowymi i postępującym nihilizmem   Hill   2020-07-02
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Maleńkie stworzenia morskie budują olbrzymie, fantastyczne domy, by chronić się i zdobywać pokarm   Coyne   2020-06-25
Rośliny uprawne z edytowanym genomem pomagają farmerom i środowisku   Ridley   2020-06-20
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Skąd więc wziął się ten wirus?   Ridley   2020-06-16
Nowe dane o tym, jak działają grzyby „mrówek zombie”   Coyne   2020-06-15
Czy brytyjski naukowy establishment popełnił największy błąd w historii?   Ridley   2020-06-13
Błysk światła w mroku   Sheagren   2020-06-12
Poczucie pewności napędza efekt potwierdzenia   Novella   2020-06-08
Czy możemy zobaczyć osobowość?   Novella   2020-06-05
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

« 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