koupili byste si knihu s více než 98 procenty textu napsaného v blábolení? Biologie nemá v knižním průmyslu Co dělat, přesto stále píše docela fascinující průvodce: DNA. Naše genetická příručka obsahuje pokyny pro proteiny, které tvoří a napájejí naše těla. Ale méně než 2 procenta naší DNA je skutečně kódují.
zbytek-98,5 procenta sekvencí DNA-je takzvaná „nevyžádaná DNA“, kterou vědci dlouho považovali za zbytečnou. Nekódující úseky vypadaly jako blábolící věty v knižní předloze-zbytečné, možná zapomenuté, psaní. Nový výzkum však ukazuje, že „junky“ části našeho genomu by přesto mohly hrát důležitou roli.
slova bez významu
příroda má zvláštní způsob psaní. Náš genetický skript používá pouze čtyři písmena: A, G, C a T. dlouhé kombinace těchto písmen tvoří naše geny, které informují o konstrukci proteinů. Proces výroby bílkovin však není tak přímočarý jako čtení receptu na vaření. Před uvedením proteiny spolu, dostane DNA přepsán do vlákna RNA, které jsou nasekané a znovu na menší kousky.
během sekání jsou nekódující úseky — nevyžádané-vyřazeny, což znamená, že si nikdy nezvyknou na výrobu bílkovin. Proč příroda ve svém průvodci nese tolik zdánlivě zbytečného materiálu, je otázkou, o které vědci nadále uvažují. Nejlogičtějším vysvětlením je, že tato „nevyžádaná DNA“ nemusí být nakonec tak zbytečná.
Funkce k Ničemu
Téměř deset let po dokončení Projektu Lidského Genomu, který nám dal první plné přečtěte si naše genetické skript na začátku století, a tým více než 400 vědců vydala to, co se nazývá Encyklopedie Prvků DNA, nebo KÓDOVAT pro krátké. Mezinárodní spolupráce zkoumala funkci každého písmene v genomu. Výsledky masivního podniku si vyžádaly přehodnocení nevyžádané DNA. Ačkoli méně než dvě procenta genomu tvoří proteiny, kolem 80 procent vykonává nějakou funkci.
to, co spadá do definice funkčnosti ENCODE, bylo však docela široké. Žádné „biochemická aktivita“ byla fér hru — získání přepisována do RNA, i když nasekané později v procesu, kvalifikované sekvence jako funkční. Ale mnoho“ nevyžádaných “ sekcí má důležitou roli, včetně regulace toho, jak je DNA transkribována a odtud překládána do proteinů. Pokud jsou sekvence kódující proteiny notami symfonie, pak některé nekódující sekvence fungují jako dirigent a ovlivňují tempo a opakování mistrovského díla.
ale ne každý kousek nevyžádané DNA může mít funkční využití. Ve studii publikované v Molecular Biology of the Cell v roce 2008 vědci vyčistili nevyžádanou DNA z genomu kvasinek. U konkrétních genů se zbavili intronů-úseků, které se po transkripci DNA nasekají. Oni hlásili intron odstranění se žádné významné důsledky pro buňky v laboratorních podmínkách, podporuje představu, že nemají žádnou funkci.
ale studie zveřejněné v Nature letos argumentovaly opakem. Když je jídlo vzácné, vědci zjistili, že tyto sekvence jsou nezbytné pro přežití kvasinek. Užitečnost těchto intronů může záviset na kontextu, tyto studie tvrdí — stále ještě daleko od bytí nezdravé.
užitečný Junk
další pokroky ve výzkumu v posledním desetiletí také naznačují, že „nevyžádaná DNA“ může být jen nepochopeným genetickým materiálem. Vědci nyní spojili různé nekódující sekvence s různými biologickými procesy a dokonce i lidskými nemocemi. Vědci se například domnívají, že tyto sekvence stojí za vývojem dělohy a také našich protichůdných palců. Studie publikovaná v Annals of Oncology v loňském roce ukázala, že nekódující segment DNA působí jako knoflík hlasitosti pro genovou expresi, což nakonec ovlivňuje vývoj rakoviny prsu a prostaty. A studie v Nature Genetics letos zjistila, že mutace mimo oblasti kódující Gen mohou způsobit autismus.
zkoumání role nekódujících sekvencí je nyní oblastí intenzivního výzkumu. Rostoucí důkazy naznačují, že tyto nekódující sekvence mohou pomoci léčbě rakoviny porazit, a odborníci je nyní považují za slibné nástroje pro diagnostiku rakoviny.
navzdory počtu funkcí, které jsou nyní připisovány nevyžádané DNA, někteří vědci stále věří, že většina genetického kódu je zbytečná. Dan Graur, evoluční biolog z University of Houston, si myslí, že nejméně 75 procent z nich nemá žádnou funkci.
aby Graur přišel s číslem, použil matematické modelování k určení, kolik DNA by mohlo být užitečné. On za to, četnost mutací — škodlivé změny nebo přestávky do dvojité šroubovice — náš genom získává v průběhu času, spolu s porodností. Protože tyto mutace mohou být smrtelné, Graur odhadů v roce 2017 papíru v Genomu Biologie a Evoluce, že ne více než čtvrtinu našeho genetického kódu může být funkční — nic víc, a my bychom se hromadí smrtící mutace neudržitelné tempem.
otázky a mnoho debat zůstává kolem nevyžádané DNA. Pokud má Graur pravdu, velká část z nich by mohla být jen škrábacími stránkami, které chrání užitečné věci před mutacemi. Ale to není tak ošuntělé pro feťácký Materiál, že?