Prawda

Poniedziałek, 17 czerwca 2019 - 02:49

« 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 951 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Wiara w Świętego Mikołaja   Novella   2018-12-25
Brudna pardwa górska   Lyon   2018-12-24
Lotosowe szaleństwo   Łopatniuk   2018-12-22
Intrygujące zajęcia na Princeton University   Coyne   2018-12-19
Aktywność umysłowa nie zapobiega osłabieniu umysłowej sprawności   Novella   2018-12-15
Musi się potępić akademicki mobbing uczonego     2018-12-14
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Dziennikarze  nie rozumieją nowego raportu USA o klimacie   Lomborg   2018-12-12
Kilka myśli o altruizmie   Coyne   2018-12-10
Nauka nie jest twoim wrogiem   Pinker   2018-12-08
Czy poparcie przez celebrytę może skłonić ludzi do zaakceptowania ewolucji?   Coyne   2018-12-07
Dominujący indyk i jego popisy   Lyon   2018-12-04
Dlaczego kocie języki są kolczaste?   Coyne   2018-12-01
Hiszpania dąży do zakazania alternatywnej medycyny   Novella   2018-11-30
Inżyneria fotosyntezy i jej przeciwnicy   Novella   2018-11-27
Mój list do Darwina   Coyne   2018-11-26
Zapuszczenie   Łopatniuk   2018-11-24
Nowa praca potwierdza sześć podgatunków tygrysa   Coyne   2018-11-21
Nawigacja może być fundamentalna dla myślenia   Novella   2018-11-20
Zrezygnowanie z hamburgerów nie uratuje planety   Lomborg   2018-11-16
Echinacea nie działa na przeziębienie   Novella   2018-11-15
Laserowe skanowanie Archeopteryxa   Novella   2018-11-10
Apoptoza całego ciała   Dennett   2018-11-09
Głębota i polityka pseudogłębi   Hughes   2018-11-08
Niewydolność wątroby spowodowana ekstraktem z zielonej herbaty   Novella   2018-11-06
Skąd wiemy, że niemal wszyscy neandertalczycy byli praworęczni?   Coyne   2018-11-05
Co nam daje psychologia ewolucyjna?   Flock   2018-11-01
Problemy z organiczną żywnością i badaniem raka   Novella   2018-10-31
Geny, które wpływają na ludzką inteligencję i osobowość   Ridley   2018-10-30
Dławiący problem   Łopatniuk   2018-10-27
Niepoprawna ludzkość znowu poprawiona   Koraszewski   2018-10-26
Neandertalskie kości w Chorwacji   Coyne   2018-10-25
Światowa Organizacja Zdrowia udziela poparcia szarlatanerii   Novella   2018-10-24

« 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