În fotografie: cercetător cu un craniu neanderthal
După cum știți, geneticienii consideră că până la 95% din ADN-ul uman este gunoi, adică nu poartă nicio informație utilă. Multă vreme, oamenii de știință nu au reușit să arunce lumină de ce natura a creat un balast atât de mare. Abia de curând a devenit clar că cercetătorii se grăbesc să arunce ADN-ul de gunoi.
„Cutie neagră” din trecut
Haideți să ne gândim la ADN-ul nostru ca o revistă grea, în timp și mare. Natura o conduce încă din vremuri imemoriale, pe pagini există un număr imens de note, editări. Fiecare animal din lanțul evoluției a fost marcat de natură în aceste pagini, apoi din nou, din nou și din nou, și așa mai departe până în acel moment de alcătuire a epocii, când, în sfârșit, a apărut un bărbat care a fost capabil să spună: „ Cogito, ergo sum ” („Cred că, așadar, exist”). Există numeroase desene, comentarii și chiar desene animate lăsate pe paginile „revistei” de către autor: dinozaurii sunt trași, schițe cu aripi cu pânze, labe cu blană, mustăți lungi, urechi ascuțite și cozi pufoase …: "Nu există altele, dar acestea sunt departe."
Acest lucru este ADN-ul nostru de gunoi, la figurat vorbind. Conține fragmente de gene și gene întregi, unele completări obscure la ceva care nu există de multă vreme. Natura, așa cum s-a spus, ne spune că suntem urmașii creaturilor care au dispărut de mult în abisul timpului.
O parte semnificativă a ADN-ului uman, care conține gene funcționale, ocupă doar 4-5%, adică un volum microscopic din numărul total de „intrări în jurnal”. Acest lucru duce la faptul că o schimbare foarte mică în ADN-ul de lucru este suficient pentru a muta sau deteriora oricare dintre gene. Se întâmplă adesea că bolile ereditare apar din cauza faptului că intrarea într-o parte semnificativă a ADN-ului se face cu o eroare. În acest caz, dacă vă amintiți comparația noastră cu revista, chiar și o virgulă incorectă poate fi suficientă.
De exemplu, din cauza unei mutații în ADN, apare sindromul „omul de sticlă”, în care colagenul este sintetizat incorect și oasele unui copil sunt atât de fragile încât se rup de cel mai mic impact. Dar, în natură, există și variante pozitive, în mod evolutiv fericite, de descompunere a genelor. Cu astfel de mutații, proteinele din gene se pot asambla de-a lungul unui lanț într-un mod fundamental nou, care poate înzestra corpul cu noi funcții și implică adesea pierderea unor caracteristici ataviste, adică vechi. Unul dintre cele mai frapante exemple este apariția vorbirii la om, care a fost cauzată de mutații cu gena FOXP2 în urmă cu aproximativ 200 de mii de ani.
Video promotional:
Scapă de gunoi din teorie
ADN-ul de gunoi este prezent nu numai la oameni, ci și la animale, absent doar în cele mai simple virusuri. După o serie de studii, s-a dovedit că unele părți ale ADN-ului nesecat sunt asemănătoare în multe specii de lucruri vii care sunt departe unul de celălalt în procesul evoluției. În special, savantul David Kingsley și un grup de colegi din Stanford, după experimentele lor, au declarat că există mai mult de 500 de bucăți de ADN care sunt identice la animalele studiate, dar absente la oameni. Acest studiu a comparat de asemenea ADN-ul uman cu ADN-ul „rudei noastre apropiate” - cimpanzeii, cu care genele se potrivesc cu 96%. Rezultatul a fost neașteptat - diferențele dintre oameni și cimpanzee și multe alte mamifere în mare parte nu se află în achiziții genetice, adică nu în prezența unor gene noi care au apărut în el,și în pierderi genetice - absența unor fragmente în lanțurile ADN. În mod surprinzător, este adevărat: ne lipsește aceste fragmente care lipsesc în necodarea, adică în ADN-ul de gunoi. În consecință, concluzia sugerează că nu este atât de gunoi …
Să dăm un exemplu: partea care lipsește din ADN-ul uman se încadrează pe unul dintre fragmentele genomului asociate cu producția receptorului de androgeni AR, care răspunde hormonilor masculini - testosteronul și dihidrotestosterona. Există o presupunere că pierderea acestui fragment special a dus la dispariția la om a unor trăsături inerente cimpanzeilor și altor mamifere, și anume: fire de vibrație dure sensibile (de exemplu, biciile la pisici), precum și spine de cheratină la nivelul penisului. Multe mamifere au aceste caracteristici distinctive, de la șoareci la maimuțe.
A doua bucată de ADN care a dispărut de la oameni este localizată în apropierea genei GADD45G. Această genă este responsabilă de creșterea celulelor, iar absența acesteia duce la consecințe dăunătoare pentru organism - creșterea necontrolată a celulelor, ceea ce duce la apariția și creșterea tumorilor canceroase. Cu toate acestea, absența fragmentelor de ADN de lângă această genă a contribuit la creșterea dimensiunii unor zone ale creierului uman. În embrionii de șoareci și cimpanzei, care au fost lipsiți artificial de un astfel de fragment, zonele vizuale ale creierului și o serie de alte regiuni ale creierului au început să crească.
Deci, ADN-ul de gunoi este, poate, considerat în mod complet nemeritat o colecție de „înregistrări” vechi și lipsite de sens, moștenite de la strămoșii noștri îndepărtați. Fără să joace un rol direct în transferul informațiilor genetice, se comportă ca o „eminență cenușie”, adică controlează genele înconjurătoare și, de asemenea, „se înlocuiește sub loviturile sorții”, asumând atacurile de viruși și mutații.
Descoperirea lui John Mattick
Căutarea unei pisici negre într-o cameră întunecată, mai ales dacă întunericul este de până la 95 la sută din volumul său, este o sarcină ne mulțumitoare. Dar circumstanțele se pot schimba dramatic dacă reușești brusc să luminezi o cameră întunecată, chiar și cu o lumină foarte slabă.
Savantul australian John Mattick a fost capabil să arunce ceva lumină în camera întunecată a ADN-ului. Lumina nu este încă foarte strălucitoare, umbrele sunt vizibile pe pereți, obiectele din amurg iau forme distorsionate, dar meritul său este evident: a reușit să realizeze o revizuire oficială a ideii oamenilor de știință despre ADN-ul de gunoi ca o colecție de balast, moștenită din cele mai vechi timpuri. Și pentru aceasta, primul om de știință australian care a primit premiul Chen pentru excelență în cercetarea genetică și genetică.
„Ideile cu care am apărut acum 10 ani au fost destul de radicale, dar întotdeauna am crezut că am dreptate”, a spus Mattik, care a devenit recent directorul general al Institutului Garvan. El explică: „Când James Watson și Francis Crick au descoperit că ADN-ul era format dintr-o dublă helix acum aproximativ 50 de ani, oamenii de știință au început să creadă că majoritatea genelor sunt instrucțiuni scrise pentru proteine, elementele de construcție ale tuturor proceselor corpului. Această presupunere a fost adevărată pentru bacterii, dar nu pentru organisme la fel de complexe ca oamenii."
Oamenii de știință au descoperit că anumite părți ale ADN-ului, sunt, printre altele, responsabile de producerea de ARN - acid ribonucleic. Și ARN-ul însuși, considerat anterior complet fără codificare, adică nefuncțional, este o întreagă rețea care controlează munca corpului.
"O posibilitate evidentă și foarte interesantă este aceea că există un alt strat de informații exprimat de genom - ARN-ul care nu codează formează o rețea de reglementare masivă și nerecunoscută anterior, care conduce dezvoltarea umană", a concluzionat Mattik.
ARN este un lucru destul de curios. La fel ca ADN-ul, poate stoca informații despre procesele biologice. ARN-ul poate fi folosit și ca genom al virusurilor și al particulelor asemănătoare virusului. De exemplu, virusul gripal la toate etapele conține un genom format exclusiv din ARN. În plus, ARN este considerat un fel de „strămoș” al ADN-ului, care a transferat demult toate funcțiile de control către „moștenitorul” său tânăr și mai de succes. Și acum s-a dovedit că ARN nu a pierdut încă toate frâiele de control asupra corpului nostru! În special, mulți oameni de știință presupun acum că ARN-ul este necesar oamenilor pentru plasticitatea și învățarea creierului. Se presupune că cercetările ulterioare asupra ARN vor ajuta la înțelegerea mecanismelor de dezvoltare a unor boli.
Pe scurt, genetica este din ce în ce mai aproape de revizuirea unora dintre fundamentele sale și există din ce în ce mai puține pete întunecate în teoria ADN-ului de gunoi.
