iPon Hírek

521 év a DNS felezési ideje

Dátum | 2012. 10. 10.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A történelem előtti idők állatainak esetleges klónozása kapcsán mindig felmerül egy nagyon fontos kérdés: mennyi ideig maradhat épségben a DNS? Amint azt jól tudjuk, semmi sem tart örökké, és így van ez az örökítőanyaggal is. Úgy tűnik, hogy egy fosszíliákon végzett kiterjedt új-zélandi kutatás pontot tehet a vita végére, és talán végre a nagyközönség is elfogadja, hogy dinoszauruszokat klónozni jelenlegi ismereteink szerint csak a mozivásznon lehet.

A sejt halála után enzimek kezdik bontani a nukleotidok közötti kötéseket, amelyek a DNS gerincét alkotják, majd a lebontó mikroorganizmusok tovább gyorsítják ezt a folyamatot. Hosszú távon azonban a vízzel való érintkezés tűnik a legfontosabb faktornak a kötések felbomlásában. Mivel valamiféle talajnedvesség a Föld szinte minden vidékén kimutatható, az eltemetődött csontminták elvileg közel hasonló ütemben bomlanak le.

Ennek a bomlásnak a pontos sebességét nehéz meghatározni, mivel ehhez olyan fosszíliákat kell találni, amelyek viszonylag nagy mennyiségű DNS-t tartalmaznak, majd össze kell hasonlítani ezeket. Ami még inkább megnehezíti a feladatot, hogy bár a bomlás üteme nagyságrendileg hasonló, egyes környezeti tényezők (hőmérséklet, mikrobák jelenléte, oxigenizáltság) jelentősen felgyorsíthatják a degradációs folyamatokat.


A Koppenhágai és a Perth-i Egyetem paleogenetikusai 158 lábcsontot vizsgáltak meg, amelyek mindegyike a már kihalt moafélék családjának egy-egy képviselőjéhez tartozott. Az egykor Új-Zéland szigetein élő, hatalmasra nőtt, röpképtelen madaraktól begyűjtött csontok 600‒8000 év közötti korúak voltak, és megtalálásuk helyszínei öt kilométeres távolságon belül helyezkedett el egymáshoz képest, így közel azonos környezeti tényezőkkel számolhatunk.

A fosszíliák kora és az örökítőanyag bomlási foka alapján a kutatók 521 évben állapították meg a DNS felezési idejét, ami annyit tesz, hogy 521 év alatt a mintában található molekulák vázát alkotó foszfodiészter kötések fele bomlik fel, még egyszer ugyanennyi idő elteltével pedig felbomlik a maradék kötések fele, és így tovább.

A kutatók megállapításai szerint, még az ideálisnak mondható körülmények között, mínusz 5 ˚C-on megőrződött csontok esetében is bizton állítható, hogy 6,8 millió év alatt gyakorlatilag az összes nuleotidkötés felbomlik a DNS molekulán belül. Ennél azonban még sokkal korábban bekövetkezik egy másik fontos mérföldkő: körülbelül 1,5 millió év elteltével a DNS olyan apró szakaszokra bomlik fel, hogy azokból már lehetetlen bármiféle hasznos információt kihámozni, vagyis az genetikai kód olvashatatlanná válik.


Mindez azt jelenti, hogy bár mesének nem rossz, nem tűnik reálisnak, hogy borostyánban konzerválódott ősi rovarok révén dinoszauruszokat tudunk majd klónozni, tekintve, hogy ezek utolsó képviselői 65 millió évvel ezelőtt haltak ki. Másrészt viszont a jelenleg ismert legidősebb használható DNS-szekvencia csak félmillió éves, a számítások szerint pedig ehhez képest még lehetséges visszább haladni a múltban.

A DNS megőrződésének mértékét persze sok faktor befolyásolhatja, így mindenképp érdekes és fontos lenne megismételni az előzőekben ismertetett vizsgálatot sokkal hűvösebb éghajlatokon, vagy éppen az örökjég birodalmában, mondja Michael Knapp kutató. Még az ugyanazon területen feltárt csontok esetében is jelentős különbségek mutatkoztak az örökítőanyag degradációjában attól függően például, hogy az állat melyik évszakban pusztult el. Minden körülményt észben tartva sem valószínű azonban, hogy nagyságrendi különbség mutatkozhat a szakértők által meghatározott bomlási ütemben. 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

7. exterminat...
2012.10.10. 16:53
Ezt hol olvastad?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. sks7891
2012.10.10. 17:02
Mellesleg hogy kapcsolódik a cikkhez? Miről kellene őket megkérdezni?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. zorrd023
2012.10.11. 00:11
Ezek szerint az ember által kiirtott állatfajok nagy része vissza hozható lenne pl.: Dodo , Mamba,teknősfélék ,Sok bálna stb. De nem ezeket nem hozzuk vissza. Mert csak.
Mellesleg oxigéntől elzárt rétegekben merően más lehet a dns lebomlása iszapban vagy kátrány esetleg jég fogsága. Mamutot is lehetne klónozni mert voltak olyan példányok amiken még a hús is megmaradt úgy konzerválódott.. Neandervölgyi
Ráadásul volt töritanárom mesélte (aztán vagy vagy ) hogy bányászoknál voltak mende mondák hogy mikor egy egy nagyobb követ széthasítottak volt benne "lény" mondhatni élő kövület. Pl techalott volt amíg levegőt nem kapott amin aztán szinte azonnal elpusztult és a szövetek is hirtelen roncsolódhattak a teljesen más légkör miatt mint ami addig érte őket .(Rengeteg állatfaj van még most is ami kibír egy egy lefagyasztást aztán kiolvadva megy tovább. Ki tudja mi van a jégben Bár elvileg a dinók előbb tűntek el mint hogy ezek a jégrétegek lettek de ki tudja) Pl a torinoi lepel is ha jól tudom védő gáz alatt van hiszen a levegőn lebomlana.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. szbalazs zorrd...
2012.10.11. 10:11
Elméletben igen, a kérdés csak az, hogy ezeknek az állatoknak maradt-e fenn elegendő DNS-ük. Ha megeszed a csirkét kidobod a csontját, ezen elindulva az óriás alka (nagy pingvinszerű madár volt, a hajósok, felfedezők, bálnavadászok húsáért kipusztították) sem járhatott máshogy a hajósok megették, a csontjait eldobálták, senki nem fog már rájuk találni. Néhány madár DNS-ét meg hiába élesztik fel, a kisszámú egyed miatt a belterjesség pár generáció után szaporodásképtelenné tenné a fajt és ugyanott lennénk ahonnan elindultunk. Persze pingvin DNS-el lehetne hibridet alkotni, ami már jó eséllyel megélne néhány száz generációt önerőből is, de az meg már másik faj lenne.

Az hogy levegőtől elzártan hogy bomlik a DNS persze jogos kérdés, de a bomlásnak van jónéhány típusa, melyek közül sok anaerob, azaz nem igényel oxigént. Ez tehát csak lassítja a bomlást, de nem küszöböli ki azt. Az adott élőlény halálakor a kémiai folyamatok így is, úgy is elindulnak, a bomlás sebessége innentől attól függ mennyi folyamat áll le az oxigén hiányában, vagy az alacsony hőmérsékleten a sokból. A jégbe fagyott többezer éves állatok is bomlanak, csak szépen lassan, bizonyos szövettípusok gyorsabban bizonyosak lassabban (a belső szervek többsége például a beléjük zárt különféle anyagok kémiai összetétele miatt bomlik le szinte nyomtalanul). Az izomszövet többnyire azért marad meg ezeken az állatokon, mert az izomszövet bomlása sok oxigént és közepes hőmérsékletet igényel. De ahogy a fagyasztóba rakott csirke sem áll el az örökkévalóságig, úgy a mammut sem (amely bő 10-11.000 évvel ezelőttig nagy számban élt a mérsékelt égövben és attól északra).

A tetszhalott állapot meg csak addig működik, amíg a szervezetnek van tartaléka. Az hogy a szíved a percenkénti 70-80 helyett csak 2-3 alkalommal húzódik össze, amikor arra szükség van és ezzel oxigént, glükózt, ATP-t meg egy halom más anyagot spórol meg csak addig jó, amíg van miből gazdálkodni. De ha kőbe zárnánk 10.000 évre ugyanúgy belehalnál, mintha normál fogyasztással ki kéne bírnod 30 percet oxigén nélkül. A fagyás utáni újjáéledésben mellesleg a kétéltűek igencsak élen járnak (persze az alacsonyabb fejlettségű létformák, mint a rovarok, vagy férgek szintén). A varangyok például minden ősszel elássák magukat téli álom címén, és a talaj felső rétegében konkrétan fagypont körül (+1 és +5 fok között) vészelik át a telet, aztán tavasszal kiolvadnak és előmásznak. Ha túl erős a fagy, nem elég fagyvédett a hely ahova bújtak, vagy túl hosszú a tél, akkor persze nekik is kampó, és a téli álomból sosem ébrednek fel többé. Ettől függetlenül azért még bámulatos...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. zorrd023
2012.10.11. 11:30
Van teknősfaj is ami konkrétan megfagy az első telén. Észak-Amerikában élő faj. Az első évük telén megfagynak de tavassal kiolvadnak és tovább éldegélnek. Rovarok között meg pláne sok van ami képes erre.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. szbalazs zorrd...
2012.10.12. 10:28
Igen, tudom. A saját elírásomat meg csak most vettem észre. Tehát nem +1 és +5, hanem +1 és -5 fok között vészelik át e telet. A rovaroknak ez relatíve könnyű, hiszen felépítésük nagyon egyszerű, keringési rendszerük nyitott, és sok fajuk a fentebbi +1 és -5 fok közötti hőmérséklet-tartományra egyáltalán nem is érzékenyek. Ellenben kutatások szerint az áttelelő rovaroknak is körülbelül hatoda pusztul el a "téli álom" alatt, és egy másik hatoduk a felébredést követő napokban (főleg azért mert az energia hiányában csak kóvályognak meg napfürdőznek, az többi éhes állat meg megeszi őket). Apropos evés: a méhek a téli álom alatt is fel szoktak néha kelni hogy egyenek (ugyanis mindannak ellenére, hogy a leginkább energiaigényes tevékenységük a repülés értelemszerűen kiesik a téli álom alatt).

A kétéltűek és a hüllők már bonyolultabb anatómiával bírnak, keringési rendszerük sokkal inkább a mienkhez hasonlít, mintsem például a halakéhoz (az egyszerűbb). Ráadásul a vérünk sem keveredik mindenféle nyirokanyagokkal, mint a rovarok esetében - ami megnehezíti a fagyást. Persze a telet ezek az állatok sem lennének képesek a szabad ég alatt eltölteni, így kis barátaikhoz hasonlóan ők is elrejtőznek egy valószínűleg fagyvédett helyre. Aztán elalszanak, és ha szerencséjük van nem fagynak halálra és tavasszal fel tudnak ébredni (itt a hozzávetőleges mortalitás 20-25%).

A fejlettebb létformák, mint például az emlősök még ritkábban teszik el magukat télire, és amelyik ezt meg is teszi, az tényleg jobb hasonlít az alvásra, mintsem a tetszhalott állapotra. Egy medve egy átlagos tél során akár 4-5 alkalommal is felkelhet falatozni, vagy azért hogy a túlzott hideg miatt mélyebbre húzódjon az üregében. Egy ilyen nagy állat nyilván nehezen is agy meg, de végkimerültségben néhány el szokott pusztulni belőlük is (a nagytestű áttelelő emlősök mortalitása 2% alatti), a kistestűeké (mint például a pocokfélék) kicsit magasabb, 5% körüli. Természetesen ezek az állatok raktároznak is, így számos kisemlős úgy telel át, hogy 2-3 hétig alszik, majd felkel, eszik, aztán visszamegy aludni.

Az ember (mint főemlős) erre nem képes, hiába foglalkoztatja a hibernáció, vagy a kriosztatikus álom gondolata. Mi ébren telelünk át, ezzel kockáztatva akár a fagyhalált is, főként azon egyszerű okból kifolyólag, hogy energiaigényünket fedezni tudjuk. De messzire kalandoztunk...

A teknős megfagyását nem úgy kell elképzelni, hogy olyan lesz mint a mirelit (100% mélyen fagyott anyag), hanem hogy a testének külső rétegei fagypont alá hűlnek egy hosszabb időtávra. Ez az, ami túlélhető. Az hogy valami -20 fokra hűl az nem ez a kategória, egy ilyen "élményt" még a rovarok sem bírnák ki, mert a sejtkristályosodás - amikor a sejtjeinkben lévő tetemes mennyiségű víz megfagy és fagyás közben gyakorlatilag szétrobbantja a sejtburkot - nem túlélhető. Gyakorlatilag mikroszkopikus szinten válnánk folyadékká ott ahol sok folyadék található a testünkben (szervek, erek például). A fagyott holttesteket emiatt nem szokták teljesen kiolvasztani.

Viszont ezekből legalább nyerhető DNS (még ha csak az olyan "szárazabb" szövetekből is, mint az izomzat, vagy a csontok). Mert egyrészt az izomzat és a csontok nem annyira fagyérzékenyek, másrészt pedig maga a DNS sem az. Amikor egy génbankban spermát fagyasztanak le, az sem a kis fickókról szól, hanem a beléjük zárt genetikai állományról, ami -140 fokon megőrzi a lényeget, még ha a szállítást végző sejt el is pusztul. Mert a DNS egy kémiai anyag, nem érzékeny a fagyásra, olvadásra, viszont szépen lassan bomlik még akkor is ha -140 fokra hűtöd (jelenleg körülbelül 50-70 évet garantálnak például az őssejtbankok az elhelyezett genetikai állományra).
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. VAjZY
2012.10.17. 21:23
Húú szbalazs szép kis leírást készítettél. Ügyes. Köszönjük!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!