iPon Cikkek

Ugráló gének

Dátum | 2013. 01. 09.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A génállományt gyakran hasonlítják az adott élőlény receptkönyvéhez. Ha továbbvisszük ezt a hasonlatot, akkor ez a könyv bizony sok esetben egy szigorú szerkesztőre szorulna, hiszen az emberi genomnak például nagyjából a felét olyan DNS-szakaszok teszik ki, amelyek egy másik szakasz a szükségesnél jóval nagyobb példányszámban létező másolatai. Ugyanezt elmondhatjuk a szarvasmarha génállományáról is, amelyben különösen nagy számban szerepel egy bizonyos DNS-szakasz, a BovB. Összességében az állat genomjának negyedét ennek a génszakasznak a másolatai, és ezek leszármazottai teszik ki.

A BovB persze nem korlátozódik a szarvasmarhákra, megtaláljuk más fajokban is az elefánttól kezdve, a lovon és a kacsacsőrű emlősön át, a gyíkok, gekkók, kígyók és tengerikígyók genomjáig sokfelé, mondja Ali Morton Walsh, az Adelaide-i Egyetem kutatója, aki hozzáteszi, a DNS-szakasz még olyan, a tehéntől nagyon távolinak tűnő élőlényekben is felbukkan, mint a tengerisün, a selyemlepke vagy a zebradánió.

Egyértelmű magyarázatnak tűnik tehát a génszakasz jelenlétére az az elmélet, miszerint a BovB jelen volt az állati fajok közös ősében, és megmaradt a génállományukban azt követően is, hogy ezek diverzifikálódni kezdtek. Ebben az esetben viszont a közeli rokonságban álló fajoknak a BovB hasonló változataival kellene rendelkezniük: vagyis a szarvasmarha génállományában található génszakasznak nagyon kellene hasonlítania a juhok DNS-ének ezen részletére, kicsit kevésbé az elefántokéra, és sokkal kevésbé a hüllőkben található verzióra.


A valóságban azonban nem ez a helyzet. A BovB fenti „családfájára” rápillantva, mintha valami bizarr párhuzamos valóságba csöppentünk volna, ahol a tehenek közelebbi rokonságban állnak a kígyókkal, mint az elefántokkal, egy gekkófaj legközelebbi rokonai közt pedig más hüllők helyett a lovakat találjuk. Ennek hátterében az áll, hogy a BovB nem úgy örökítődik át, mint az állati genom legnagyobb része, vagyis nem szigorúan szülőről utódra száll. Ez utóbbi, „hagyományos” módot nevezzük vertikális géntranszfernek, az ominózus DNS-szakasz esetében azonban horizontális génátadásról (HGT) van szó, vagyis olyan transzferről, amely nem szaporodás útján történik, így nem rokon fajok közt is végbemehet.

Ez a fajta génáramlás mindennaposnak számít a különféle baktériumtörzsek közt, amelyek nagyon gyorsan képesek egymás túlélést segítő tulajdonságait megszerezni a releváns DNS-szakaszok integrálása révén (pl. antibiotikum-rezisztencia). Sokáig úgy vélték a kutatók, hogy komplexebb élőlények esetében ez jóval ritkább eseménynek számít, azonban ahogy egyre alaposabb ismeretekre teszünk szert a különböző állati genomokkal kapcsolatban, egyre világosabbnak tűnik, hogy ez korántsincs így. 2008-ban például a ma már a Utah-i Egyetemen dolgozó Cedric Feschotte felfedezett egy olyan DNS-szakaszokból álló csoportot, amelyen több különböző emlős faj, egy gyík és egy béka is osztozik. Feschotte a klasszikus játék után a Space Invaders nevet adta a géncsoportnak.

A Space Invaders tagjai az úgynevezett transzpozonok közé tartoznak, amelyek kivágják magukat az őket körülvevő génállományból, és új helyre épülnek be. Meglehetősen ritkának számítanak, az emberi genomnak például csak 2-3 százaléka ilyen. A BovB az ugráló gének egy másik csoportjába, a retrotranszpozonok közé tartozik, amelyek a kivágás és beillesztés helyett a másolás és beillesztés módszerével működnek, vagyis minden ugrással újabb másolat keletkezik. Ennek köszönhetően a retrotranszpozonok mennyisége óriási ütemű növekedésre képes.

A BovB-t először a szarvasmarha és más kérődző fajok genomjában fedezték fel a nyolcvanas években, és akkoriban úgy tűnt, hogy kifejezetten ennek az állatcsoportnak a jellegzetessége a gén. A kilencvenes évek során azonban Dusan Kordis és Franc Gubensek a BovB-hoz rendkívüli módon hasonlító DNS-szakaszra bukkant a homoki vipera génállományában. Arra jutottak tehát, hogy ez a gén horizontális átadással került át egyik fajból a másikba. Mostanra már ismerjük a legtöbb érintett állat teljes genomját, így Walsh képes volt minden eddiginél pontosabban végigkövetni a BovB útját az állatvilágban.

Az ugráló gén utazásának megkezdését követően nem sokkal két jellegzetes csoporttá vált szét. Az egyik változat Ausztráliában egyetlen gyíkfaj (az úgynevezett Lord Howe-szigeti gekkó), a ló, a kacsacsőrű emlős és a hangyászsün genomjában található meg, az afrikai emlősök közül pedig az elefánt és szirtiborz génállományába épült be. A másik verzió gyíkokban és kígyókban kezdte, majd ezek genomjából ugrott át a kérődzők (szarvasmarha, juh) és az erszényesek (oposszum, kenguru) génjei közé.

A vizsgálatban számos különböző laboratórium vett részt, és rendkívüli módon kellett igyekezniük, hogy a begyűjtött mintákat elkülönítve tárolják, hogy azok ne szennyezzék egymás örökítőanyagát a génnel. A BovB ugyanis, mint már említettük, rendkívül gyorsan terjed, ha lehetősége nyílik rá.

Az eredmények alapján tehát úgy tűnik, hogy a kérdéses génszakasz többször is átkerült egyik faj génállományából egy másikéba. A kutatók megfigyelései szerint ezt legalább kilencszer tette meg, ami még a többi ugráló génnel összevetve is jelentős teljesítménynek számít.

De hogyan is vitte véghez mindezt? Walsh hamar rábukkant egy lehetséges válaszra, mivel ráakadt két olyan kullancsfajra, amelyek genomjának szintén részét képezi a BovB, és amelyek rendszerint gyíkok és kígyók vérét szívják. Ezeknek vannak olyan közeli rokonai, amelyek már emlősökre specializálódtak, így könnyen elképzelhető, hogy a vérszívók vitték át egyik állatfajról a másikra a DNS-szakaszt. Az ugráló génekkel foglalkozó kutatók jelentős része eddig is úgy vélte, hogy a különféle parazita fajok (férgek, rovarok és vírusok) lehetnek a transzpozonok és retrotranszpozonok legfőbb terjesztői. Ennek igazolásához természetesen még további vizsgálatok szükségesek, de a többség szerint Walsh eredményei önmagukért beszélnek.

Ugráló gének állnak a színes kukoricacsövek kialakulásának hátterében is
Amikor egy friss genomban találja magát, a BovB terjedésének mértéke nagyban függ attól, hogy milyen fajról van szó. A szarvasmarha génállományának 10-11 százalékát teszi ki az eredeti génszakasz, a maradék 14-15 százalékot pedig a BovB különféle leszármazottai alkotják. A juh génállományának 15, az elefánténak pedig 11 százalékát alkotja a retrotranszpozon, azonban a lovak, tengerisünök és zebradániók genomjában mindössze néhány másolata található meg a BovB-nak. Egyes génállományok, például a kérődzők genomja, különösen kedvező környezetnek bizonyultak a BovB szempontjából, másokban viszont kevésbé volt terjedőképes, magyarázza David Adelson, a kutatás egyik résztvevője. Hogy ennek mi állhat a hátterében, arra egyelőre még elméleti magyarázatuk sincs a szakértőknek.

Ami még érdekesebb, a BovB egyetlen eddig kiderített funkciója saját replikációja. Vagyis beépül ugyan a szarvasmarha genomjába, de ott látszólag nem csinál semmit. A kutatók azonban egyetértenek abban, hogy egy ennyire elterjedt génnek valamilyen feladata biztosan van (vagy legalábbis volt a múltban), csak még nem jöttünk rá, hogy mi lehet az.

Egy dolog biztos: a kutatás kétséget kizáróan bizonyította, hogy a horizontális génátadás az állati genom evolúciójában is nagyon fontos szerepet töltött be, és nem csak a baktériumok fejlődése során fontos. A génsebészettel elvi alapon szembenállóknak pedig ideje belátniuk, hogy a genetikai anyag manipulálása nem az ember agyszüleménye, és közel sem olyan természetellenes tevékenység, mint amilyennek elsőre tűnik, hanem alapvetően az élet és az evolúció velejárója. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

7. zorrd023
2013.01.09. 19:47
Attól még lehet hibás az elméletük. Nekünk a birka meg a szarvasmarha közelebbi rokonnak tűnik mint a kígyófélék. De mi van akkor ha többféle hüllőfajból vagy esetlegesen kétéltű fajból is fejlődtek ki emlősök, vagy éppenséggel egy egy hüllőfajból kialakult emlős majd az eredeti faj is fent maradt majd módosult később új emlős fajjá alakulva. Ezek aztán eltérő génekkel rendelkeztek stb. Meg aztán ki tudja mennyi olyan vírus van amely be tud épülni DNS láncokba vagy éppen módosíthatja azokat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. zorrd023
2013.01.09. 19:54
BovB Lehet reprikátorok Egyszer csak kijönnek aztán csak az Aszgardok segíthetnek (Csillagkapu )
A második oldalt még nem olvasva írtam a vírus tippet és ezt tippelik ők is Különbség annyi hogy én 10 másodperc alatt kigondoltam az elméletet és nem kaptam érte pénzt ők meg ki tudja hogy mennyi ideig és mennyiért csinálták ugyan ezt nem sokkal több eredménnyel. Még ők maguk sem tudják alátámasztani az elméletüket.
Na meg ha az eredeti gén már csak 10-en pár százalék ez a BovB is 10-en pár akkor mi a maradék? Ráadásul akkor nem kellet volna megváltóznia a fajoknak a génállomány jelentős módosulása miatt?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. lhatvani
2013.01.09. 20:31
Egyszer valakitől hallottam, hogy van olyan elmélett is, hogy az evolúció nem a fajok, hanem a gének szintjén folyik. Ebből a szempontból egy látszólag funkciótlan BovB-nak is lehet értelme, hiszen az evolúció szempontjából csak a fennmaradás a lényeg, ebben pedig nagyon jó, hiszen sok faj kihalása esetén is megmarad.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. prohlep
2013.01.09. 20:36
"rendkívüli módon kellett igyekezniük, hogy a begyűjtött mintákat elkülönítve tárolják, hogy azok ne szennyezzék egymás örökítőanyagát a génnel"

Hát ezt tudják azok, akik "a génsebészettel elvi alapon szembenállók".


"a genetikai anyag manipulálása nem az ember agyszüleménye, és közel sem olyan természetellenes"

Na jó, a kígyóméreg, meg a rettegett dengue-láz sem "az ember agyszüleménye", de nem túl megnyugtató jelenségek, mégha "közel sem olyan természetellenes"ek.


Gyújt tüzet a villám. Gyújt tüzet a gyufával játszó gyermek is.

És mégsem mondjuk a gyereknek, játsszon csak a gyufával, hisz a lángralobbantás az nem emberi agy szüleménye és közel sem olyan természetellenes.


Régen komolyan hittem a tudományban és komolyan vettem a tudósok felfedezéseit. De akkor még keveset tudtam a tudományról és a tudósok tudományosnak vélt módszereikről.

Régen veszélytelen és előrevivő dolognak tartottam a génmanipulálást. Ma már úgy látom, hogy a gyerek gyufával játszik a benzinkútnál. Előrevivő, de ne becsüljük le a katasztrófa veszélyt.

Veszélytelennek és előrevivőnek tartjuk a nemzetközi utazást.

Pedig a sok benszülött halt bele az európai hódítók által behurcolt betegségekbe, és mi meg cserébe kaptunk más kontinensről kiírthatatlannak tűnő kártevőket és agresszíven terjeszkedő növényeket, állatokat.

Ki állítja, hogy nem jelent nagy veszélyt a génmanipuláció?

Állítom, hogy előrevivő, de azt is hogy kiemelten veszélyes.

 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. mikej95
2013.01.10. 16:58
Van más magyarázat is: "...Öt majom elfuserált ivadéka által seggbeqrt halmókusokból lettetek,..."
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. hunstree
2013.01.11. 09:54
zorrd026:
Amennyire eddig kiderítették a génállomány egy jelentős részének nincs funkciója különböző vírusokból maradt benne stb.
Annak a ténynek, hogy valakinek hosszabb a genetikai kódja, lehet előnye. => Kisebb rá az esély, hogy a véletlenszerű behatások tényleges károkozással járnak.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Humbuk
2013.01.11. 12:48
zorrd023:"A második oldalt még nem olvasva írtam a vírus tippet és ezt tippelik ők is Különbség annyi hogy én 10 másodperc alatt kigondoltam az elméletet és nem kaptam érte pénzt ők meg ki tudja hogy mennyi ideig és mennyiért csinálták ugyan ezt nem sokkal több eredménnyel."
Te aztán biztosan érthetsz a génsebészethez. Máig nem értem, hogy egyesek egy "bulvárba" szánt "tudományos" cikket olvasva, hogy képesek ilyen beképzelt kijelentéseket tenni!
Állítom ha az egésznek a hátterét kellene megértened (szakmai) már nem lenne ilyen nagy a szád!

prohlep: Elolvasva a kommentedet azon tanakodtam, hogy mit is akarsz igazán mondani. Te a veszélyre hegyezed ki az egészet, holott a cikk 1 szót sem említ a veszélyekről...
A lezárás arról szól, hogy a génmodósítás egyáltalán nem természetellenes folyamat (ez nem ==a veszélytelennel). Nyilván a természet sem "tudta", hogy ilyen veszedelmes fajt "alkot" amikor az embert "teremtette".
A probléma inkább az emberi faj beképzeltségéből adódik, hogy azt hisszük, mi vagyunk a teremtés csúcsa és nekünk mindent szabad.(Erre utaltál te is)

Nem vagyok a génsebészet ellen, de ismerve az emberek óvatlanságát, kapzsiságát, kiváncsiságát, remélem, hogy a már életre keltett szörnyek közül egyik sem szabadul ránk.
Kiváncsi vagyok, hogy vajon a "szaporodáson" kívül mit csinálhat még ez a géncsoport. Mert ritkán hallok olyanról, hogy egy dolognak csak 1 funkciója van(máskülönben semmi értelme).
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!