Prawda

Sobota, 14 grudnia 2019 - 12:29

« 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 1041 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Niespodzianka! Koty są tak samo przywiązane do swojego personelu jak psy i niemowlęta   Coyne   2019-10-05
Oburzenie, stronniczość i niestabilność prawdy   Novella   2019-10-04
O zmianie klimatu: ludzkość nie jest „nikczemna”   Lomborg   2019-10-03
Postmodernizm wyjaśniony i krytykowany   Coyne   2019-09-30
Uzdrawianie kryształami   Novella   2019-09-26
Kolejna rewolucja w rolnictwie   Novella   2019-09-24
Opory przeciwko szczelinowaniu są oparte na ideologii, a nie na nauce   Jacoby   2019-09-23
St Paul Island część 5   Lyon   2019-09-21
Co to jest czerwona rtęć?   Novella   2019-09-20
Jaka sztuka siedzi w naszych genach i czy to aby nie kicz?   Koraszewski   2019-09-19
Fałszywe wspomnienia i Fake News   Novella   2019-09-18
Kolejna próba odrzucenia teorii Darwina   Coyne   2019-09-17
Choroba zielonych mięśni   Łopatniuk   2019-09-14
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
Foka Weddela wygryza w lodzie otwory do oddychania   Coyne   2019-09-12
DNA i Loch Ness   Novella   2019-09-11
Nowa i ważna czaszka hominina z Etiopii   Coyne   2019-09-10
St Paul Island, Część 4   Lyon   2019-09-06
Biały jak śnieg, żółciutki jak kaczuszka   Łopatniuk   2019-09-04
Pingwiny geje? Nie tak szybko   Coyne   2019-09-03
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Bezzbożowa karma dla psa   Novella   2019-08-29
Odrażające życie płciowe pingwinów białookich   Coyne   2019-08-28
Badanie akupunktury jako terapii na dławicę piersiową   Novella   2019-08-23
Pradawna gigantyczna papuga z Nowej Zelandii: metr wysokości i waga 7 kilogramów!   Coyne   2019-08-22
Alaska — nurniczki i obopólny dobór płciowy   Lyon   2019-08-20
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

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej


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