perjantai 26. huhtikuuta 2013

DNA:n lukukoneiden törmäykset kiihdyttävät evoluutiota


Washingtonin yliopistossa tehdyn tutkimuksen mukaan bakteerien evoluutiota kiihdyttävät DNA:n lukukoneiden törmäykset, koska ne lisäävät mutaatioiden määrää.

Replikaatiohaarukka. Vasemmalla on johtojuoste (leading strand) ja oikealla laahaava juoste (lagging strand). (Kuva: scoopweb.com)

Tutkijoiden mukaan heidän malliorganisminsa - Bacillus subtilis - käyttää erityistä taktiikkaa evoluution nopeuttamiseen. Se organisoi tietyt geeninsä niin, että ne joutuvat useammin DNA:n lukukoneiden törmäysten kohdalle, mikä aiheuttaa näihin geeneihin useampia mutaatioita. Tutkijat uskovat, että tätä samaa evoluution kiihdyttämismekanismia käyttävät myös monet muut eliöt.

Replikaatio eli DNA:n informaation kopioiminen (uutta solua varten) ja transkriptio eli DNA:n informaation luku proteiinin valmistamiseksi eivät tapahdu solussa eri aikaan eikä eri paikassa. Tämän vuoksi lukukoneiden törmäykset ovat väistämättömiä. DNA-juostetta pitkin nopeasti liikkuva replikaatiokoneisto (DNA-polymeraasi) voi pysähtyä törmättyään hitaampaan transkriptio(luku)koneistoon, joka voi liikkua joko samaan tai vastakkaiseen suuntaan.

Välttääkseen yhteentörmäyksiä bakteerit sijoittavat useimmat geeninsä johtojuosteeseen. Useimmat lukukoneiden nokkakolarit tapahtuvat laahaavassa juosteessa. Kuitenkin B. subtilis-bakteerin geeneistä 25 % sijaitsee laahaavassa juosteessa ja niistä 6 % on elintärkeitä (essential).

Tutkijoiden mukaan lukukoneiden törmäyksistä johtuvat mutaatiot aiheuttavat merkittäviä muutoksia proteiinien rakenteisiin ja niillä on kauaskantoisia vaikutuksia eliöiden sopeutumiseen ja evoluutioon.

Tässä tapauksessa tutkijat pitävät bakteereita varsin aktiivisina eliöinä. Ne vaikuttavat omaan sopeutumiseensa ja evoluutioonsa sijoittamalla geeniinsä tietyllä tavalla. Tämä vaikuttaa ihan älykkäältä suunnittelulta. Bakteerit eivät taida tietää, että älykäs suunnittelu on käsite, joka on julistettu pannaan biologian piirissä. Voi niitä onnellisia olioita!

Kokonaan toinen juttu on se, että toisessa tutkimuksessa tiedemiehet näkivät mutaatiot vain haitallisina ja he pitivät DNA:n lukukoneiden tehokasta korjausta erittäin tärkeänä eliön hengissä pysymiselle.


Lähde:

http://www.washington.edu/news/2013/03/29/head-on-collisions-between-dna-code-reading-machineries-accelerate-gene-evolution/

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti