Biljka mesožderka u potpunosti izbacila ‘otpadni’ DNK

1368473703230-400x232Geni sačinjavaju otprilike 2% ljudskog genetskog materijala. Ostatak je sastavljen od materijala koji je poznat kao nekodirajući DNK. Znanstvenicima već godinama nije jasno zašto taj materijal egzistira u tako velikoj količini.

Novo istraživanje je otkrilo neočekivani uvid, a to je da većina nekodirajućeg DNK koji je u izobilju unutar svih živih bića, zapravo možda nije potreban za kompleksan život.

Ključ leži u genomu Utricularia gibba-e, podvodne mesožderske biljke poznate kao mješinka.

Genom mješinke je najmanji ikad sekvenciran kod kompleksne višestanične biljke. Istraživači koji su ga sekvencirali tvrde da se 97% genoma sastoji od gena (dijelova DNK koji kodiraju proteine) i od malih dijelova DNK koji kontroliraju te gene.

Čini se da se biljka potrudila izbrisati nekodirajući „otpadni“ DNK iz svog genetskog materijala, radeći to kroz više generacija, izjavljuju znanstvenici. Ovo može objasniti razliku između mješinki i otpadno-bogatih vrsta poput kukuruza, duhana i ljudi.

Internacionalni istraživački tim, predvođen Nacionalnim Genetskim Laboratorijem za Biološku Raznolikost (LANGEBIO) u Meksiku i Sveučilištem u Buffalo-u, objavio je svoje pronalaske u časopisu Nature (12. svibnja).

Istraživanje je predvodio upravitelj LANGEBIO-a Luis Herrera-Estrella i Victor Albert, profesor bioloških znanosti na Sveučilištu u Buffalo-u. „Bitna činjenica je to da samo 3% genetskog materijala mješinke pripada u takozvanu skupinu otpadnog DNK“, izjavio je profesor Albert. „Ova biljka je nekako očistila većinu supstance koja čini genom biljke. To nam govori da je moguće biti savršeno funkcionalan višestaničan organizam s velikom raznolikošću stanica, organa, tkiva, vrsta i cvijetova bez prisustva otpada u genetskom kodu. Otpad nije potreban.“

Nekodirajući DNK je DNK koji ne sadrži kod za neki od proteina. To isključuje mobilne genetske elemente takozvane preskočne gene koji imaju sposobnost kopirati se i zalijepiti na drugu lokaciju u genomu.

Znanstvenici su proveli nebrojene sate kontemplirajući oko toga zašto nekodirajući DNA postoji i to u još tako velikoj količini. U posljednjem su serijalu spisa ENCODE-a, iznimno poznatog internacionalnog istraživačkog projekta, istraživači postavili tezu da većina nekodirajućeg DNK (oko 80%) ima ulogu u biokemijskim funkcijama kao što su pospješivanje komunikacije između DNK i RNK.

S druge strane Herrera-Estrella, profesor Albert i njihovi kolege ukazuju da organizmi ne nakupljaju genetski otpad zbog koristi. Zapravo, neke vrste jednostavno imaju naslijeđenu mehanističku sklonost prema brisanju velikog dijela nekodirajućeg DNK dok druge imaju urođenu sklonost ka suprotnom. Navedene sklonosti ne moraju nužno imati veze s koristi iz jednog ili drugog modela ponašanja, već su to dva načina ponašanja koje svi organizmi prate u većoj ili manjoj mjeri. Mjesto koje organizmi zauzimaju na skali te dvije sile, dijelom ovisi i o mjeri koliko je Darwinova prirodna selekcija kontrirala ili njegovala te dvije unutarnje sklonosti.

Genom U. Gibbe ima otprilike 80 milijuna baznih DNK parova što je mala brojka u usporedbi s ostalim kompleksnim biljkama. Istraživači smatraju da je brisanje nekodirajućeg DNK imalo najveći utjecaj na tu razliku u veličini. U. Gibba ima 28,500 gena što je puno u usporedbi s njenim srodnicima kao što su grožđe ili rajčica koji imaju otprilike 490 i 780 milijuna baznih parova.

Skromna veličina U. Gibbe još više iznenađuje jer je ta vrsta prošla tri kompletna dupliranja genoma u periodu svog evolucijskog razdvajanja od rajčice. Zapravo, tri se različita puta genom mješinke udvostručio u veličini tijekom njene evolucije. „Ova iznenađujuće bogata povijest duplikacije i mala veličina genoma mješinke je dodatan dokaz da je biljka bila zaposlena s brisanjem nepotrebnog DNK koda, istovremeno čuvajući funkcionalan set gena sličan ostalim biljnim vrstama“, izjavio je Herrera-Estrella.

Izvor: University at Buffalo

Izvor: http://znanost.geek.hr/clanak/biljka-mesozderka-u-potpunosti-izbacila-otpadni-dnk/#ixzz2Voqa6f3i

Leave a Comment