Мутациите в генома не случайни

[Maria73]

Мутациите в генома не са случайни показва статия в pnas. Според публикуваното мутации в човешкия ген APOL1 не възникват случайно, а по-често там, където е необходима за предотвратяване на заболявания. Това май оспорва идеята, че еволюцията се движи от случайни мутации?

[mnogoznaiko]

Ето и малко по темата на български:

Честотата на възникване на нови мутации, устойчиви на Trypanosoma, при две човешки популации

Учените проведоха революционно изследване, което поставя под въпрос една от основните догми в еволюционната биология - че мутациите възникват напълно случайно, независимо от тяхната полза за организма.

Изследователите са изследвали специфична мутация в гена APOL1 (1024A→G), която предпазва от африканската сънна болест, причинявана от паразита Trypanosoma brucei gambiense. Тази мутация е широко разпространена в Субсахарска Африка, където болестта е ендемична, но причинява повишен риск от хронично бъбречно заболяване при хомозиготи.

Използвайки иновативен метод, наречен MEMDS (Обогатяване на мутации, последвано от мащабно секвениране с максимална дълбочина), изследователите анализираха сперматозоиди от 7 ганайци и 8 северноевропейци. Методът им позволи да изследват над половин милиард генни копия индивидуално, за да измерят точната честота на възникване на тази конкретна мутация.

Резултатите показаха поразителна закономерност: мутацията 1024A→G възниква значително по-често при африканците отколкото при европейците - точно в популацията, където тя е адаптивно полезна за защита от тропическия паразит. Това открытие е в съответствие с предишни резултати за мутацията на сърповидноклетъчната анемия (HbS), която също предпазва от малария и възниква по-често при африканците.

Защо това е важно

Това изследване предизвиква фундаменталното разбиране, че мутациите са напълно случайни събития. Вместо това, данните сочат, че вероятността за възникване на определени мутации може да бъде свързана с тяхната адаптивна стойност за организма. Това би могло да промени разбирането ни за това как еволюцията действа на молекулярно ниво.

Изследването подчертава необходимостта от изучаване на мутационните честоти на ниво индивидуални мутации, а не само като средни стойности в геома. Тези находки могат да имат важни последици за разбирането на еволюционните процеси и развитието на генетично базирани терапии.

[makebulgar]

Преди 13 часа, Maria73 said:

Мутациите в генома не са случайни показва статия в pnas. Според публикуваното мутации в човешкия ген APOL1 не възникват случайно, а по-често там, където е необходима за предотвратяване на заболявания. Това май оспорва идеята, че еволюцията се движи от случайни мутации?

Нищо ново не са открили по принцип, а показват как средата оказва влияние върху мутациите и гените, така че да се случва еволюцията. Там където средата води до някакви болести като сънна болест или малария, има повече стрес върху гените и се наблюдават по-разнообразни мутации водещи до адаптации, като следствие от това, че немутиралите и неадаптираните не оцеляват. 

Редактирано Петък в 09:54 от makebulgar

[Maria73]

Преди 12 часа, makebulgar said:

Нищо ново не са открили по принцип, а показват как средата оказва влияние върху мутациите и гените, така че да се случва еволюцията. Там където средата води до някакви болести като сънна болест или малария, има повече стрес върху гените и се наблюдават по-разнообразни мутации водещи до адаптации, като следствие от това, че немутиралите и неадаптираните не оцеляват. 

Вие май говорите за епигенетични промени когато средата активира/деактивира гени. Не съм генетичка и може би е най-добре някой такъв да вземе отношение, но мисля че статията става въпрос за друго. Че самите мутации не са случайни, както се разбираше досега, а целенасочени. 

[deaf]

Понеже не знаем целта на "еволюцията",някои решават,че мутациите са случайни! Някаква логика? 

[makebulgar]

Преди 7 часа, Maria73 said:

Вие май говорите за епигенетични промени когато средата активира/деактивира гени. Не съм генетичка и може би е най-добре някой такъв да вземе отношение, но мисля че статията става въпрос за друго. Че самите мутации не са случайни, както се разбираше досега, а целенасочени. 

Средата не активира никакви гени. В дадена среда, която е по-различна от обичайната, оцеляват малцинство с определени мутации, които им дават предимство в тази среда. Следващите поколения я наследяват. Тоест средата е фуния, през чието гърло преминават малцинство. Тоест, мутациите са случайни събития, но от всички мутации виждаме само онези, които ни дават адаптивно предимство, за да преминем през фунията на средата.

[Кухулин]

Преди 8 минути, makebulgar said:

Средата не активира никакви гени.

Според теб как от една зигота се развиват сто различни органа?

Колкото до мутациите, те са вероятностни явления, а вероятностите няма как да са случайни. Хромозомите например имат много сложна структура (усукани, пакетирани) и вероятността някой мутаген на проникне до различните участъци е различна. Съответно някои позиции мутират по-често, а други мутират по-рядко. Този факт се отчита във всички генетични изчисления, вкл в популационната генетика.

[Maria73]

Преди 2 часа, makebulgar said:

Средата не активира никакви гени.

Тоест вие отричате епигенетиката в смисъла даден във Wiki?

"Епигенетиката е научна област, част от генетиката която изучава промените в генната експресия, които не са свързани с промяна на ДНК последователност ... Епигенетиката изучава кои обстоятелства водят до това определени гени да се включват или изключват, процес, известен като генна регулация, който се осъществява без промяна в нуклеотидната последователност." https://bg.wikipedia.org/wiki/Епигенетика

Така ли да ви разбирам? Изглежда имате доста алтернативна представа в тази област.

Редактирано Събота в 09:08 от Maria73

[makebulgar]

Преди 40 минути, Maria73 said:

Тоест вие отричате епигенетиката в смисъла даден във Wiki?

"Епигенетиката е научна област, част от генетиката която изучава промените в генната експресия, които не са свързани с промяна на ДНК последователност ... Епигенетиката изучава кои обстоятелства водят до това определени гени да се включват или изключват, процес, известен като генна регулация, който се осъществява без промяна в нуклеотидната последователност." https://bg.wikipedia.org/wiki/Епигенетика

Така ли да ви разбирам? Изглежда имате доста алтернативна представа в тази област.

Разбира се, че не отричам епигенетиката, напротив, точно за нея говоря, че в статията описват механизмите й, които са в основата на еволюцията. 

Отричам това, че има някакви гени, които седат и чакат да бъдат активирани от външната среда, така, че да спасят индивида. Външната среда оказва влияние и променя гените по биохимичен път, но резултатите в посока адаптация към средата се виждат след поколения. По-горе в проучването се описва ендемична паразитна болест, а в източника се описва и маларията като сходна паразитна болест, която също е ендемична. Ендемичните болести са характерни за даден регион и не са някакви новопоявили се епидемии, а са дългогодишни болести, оказващи влияние на много поколения. Така мутациите, които водят до устойчивост към тези болести не са активация на някой ген, а са следствие от еволюционо преминаване през фуния, оформена от средата. Оцеляват онези с подходящата мутация, а останалите умират и отпадат от еволюцията.

Редактирано Събота в 09:54 от makebulgar

[deaf]

Преди 1 час, makebulgar said:

Отричам това, че има някакви гени, които седат и чакат да бъдат активирани от външната среда

При контакт между ген и външна среда се получава нещо трето... 

[Кухулин]

Преди 2 часа, makebulgar said:

Ендемичните болести са характерни за даден регион и не са някакви новопоявили се епидемии, а са дългогодишни болести, оказващи влияние на много поколения. Така мутациите, които водят до устойчивост към тези болести не са активация на някой ген, а са следствие от еволюционо преминаване през фуния, оформена от средата. Оцеляват онези с подходящата мутация, а останалите умират и отпадат от еволюцията.

Това е така, но в статията става дума за друго.

По принцип се приема, че вероятността някой снип да мутира не зависи от това дали мутацията е "подходяща" за съответната среда или не е. Тоест първо се случва някаква мутация и после минава през "фунията".

В изследването се застъпва тезата, че вероятността да се случи тази мутация зависи от това дали е "подходяща" или не е. И понеже вероятността да се случи конкретна мутация зависи от стотици фактори - топология на генома, взаимно влияние на сниповете и какво ли не - може би организмът така конфигурира системата, че да вдигне вероятността за тази "полезна" мутация. А след това минаването и през "фунията" е до голяма степен "формалност"  

[makebulgar]

Преди 1 минута, Кухулин said:

В изследването се застъпва тезата, че вероятността да се случи тази мутация зависи от това дали е "подходяща" или не е. И понеже вероятността да се случи конкретна мутация зависи от стотици фактори - топология на генома, взаимно влияние на сниповете и какво ли не - може би организмът така конфигурира системата, че да вдигне вероятността за тази "полезна" мутация. А след това минаването и през "фунията" е до голяма степен "формалност"  

Случват се всякакви мутации, а през фунията премитават само подходящите. 

Идеята, че организма разчита фунията и на база прочетеното мутира по подходящ начин е някаква ограничена и по-скоро фантастична интерпретация на случващото се. 

[Кухулин]

Преди 4 минути, makebulgar said:

Идеята, че организма разчита фунията и на база прочетеното мутира по подходящ начин е някаква ограничена и по-скоро фантастична интерпретация на случващото се. 

На пръв поглед изглежда така, но статистическата достоверност на резултатите е много висока.

[Maria73]

Преди 54 минути, makebulgar said:

Случват се всякакви мутации, а през фунията премитават само подходящите. 

Идеята, че организма разчита фунията и на база прочетеното мутира по подходящ начин е някаква ограничена и по-скоро фантастична интерпретация на случващото се. 

Ей, тая фуния! Фунията, та фунията! Да нямате някаква фиксация по нея? Ама видиш ли статията представяла ограничена идея  Напротив - вашия отказ да приемете нова идея е ограничен. Наистина ли на разбирате, че става въпрос за процес, който изглежда се случва преди да се стигне до фунията? Както правилно ви е обърнал внимание @Кухулин. Оставете фунията, от нея никой не е избягал и никой не бяга. Прочетете пак изследването.

[Кухулин]

Преди 18 минути, Maria73 said:

Ей, тая фуния! Фунията, та фунията! Да нямате някаква фиксация по нея? Ама видиш ли статията представяла ограничена идея  Напротив - вашия отказ да приемете нова идея е ограничен. Наистина ли на разбирате, че става въпрос за процес, който изглежда се случва преди да се стигне до фунията? Както правилно ви е обърнал внимание @Кухулин. Оставете фунията, от нея никой не е избягал и никой не бяга. Прочетете пак изследването.

В крайна сметка фунията е фундаментален критерий в разчитането коя мутация е "подходяща" и коя не е. Аз си представям нещата така: някакви мутации са минали през фунията и са се закрепили в генома. Те вече "знаят какво иска фунията" и с тази информация "подпомагат" следващите мутации. Само че това е толкова трудно за моделиране чисто математически, че вероятно никога няма да се случи.

[makebulgar]

Преди 3 часа, Maria73 said:

Наистина ли на разбирате, че става въпрос за процес, който изглежда се случва преди да се стигне до фунията?

В проучването анализират две групи - първата са африканци, които са преминали фунията в Африка, а втората са европейци, които не са имали допир с околната среда на фунията. Заключението им е, че африканците са по-склонни към мутациите, които ги предпазват. Откритието е, че тази склонност се наблюдава и при хора, които не наследяват мутациите от родителите си. Тоест извода е, че при преминаването през фунията освен основната мутация има и други мутации, които предразполагат към появата на мутацията. 

Вероятно случая е като при сините очи, които могат да се появят при бебето, заради някой пра-пра-пра-родител, въпреки, че майката и бащата са с други очи.

Редактирано Събота в 17:27 от makebulgar

[Exhemus]

Не-до-откритие.

Фокусирали са се върху един ген, а явлението се регулира сигурно от няколко гена? Например, може  друг ген да разтапя хистоните, които капсулират тоя ген и така да го правят по-мутабелен?