progenes: (Default)
progenes ([personal profile] progenes) wrote2009-06-30 09:18 am

Гены рождаются и умирают. И воскресают.

Очень часто встречаю мнение, что все мутации для особи смертельны. Мутанты - синоним уродов, мутировавший ген - обязательно что-то вредоносное, а понятие "полезные мутации" воспринимается с большими оговорками. На самом деле большинство мутаций нейтральные. Ген, как и все в этом мире, переживает рождение и смерть. Если мутация действительно несовместима с жизнью особи - ген исчезает навсегда. Но это происходит не так часто. Бывает, что мутация в гене никак не влияет на успешность дальнейшего размножения. Тогда в нем накапливается такое количество мутаций, что рано или поздно ген выключается, но остается погребенным в геноме. Ген умер - родился псевдоген.

Анализ человеческого генома вскрыл большое кладбище псевдогенов, которые когда-то служили нашим предкам верой и правдой. Например, по мере развития зрения, уменьшалось количество обонятельных рецепторов. И сейчас в человеческом геноме из около 1000 генов, кодирующих обонятельные рецепторы, 600 являются псевдогенами, а работают только 400. То есть наш геном носит в себе потенциально 600 обонятельных рецепторов, а мы о них и не догадываемся.

Псевдогены интенсивно изучаются, составляются базы даных с целью изучить когда и по какой причине эти гены выключились. Вообще в геноме около 12 тысяч молчащих генов.

Иногда случается, что "умершие" гены восстают из мертвых. Так случилось с геном Immunity-related GTPase (IRG), который играет важную роль в защите от внутриклеточных патогенов. Анализ этого гена у обезьян показал, что этот ген был "выключен" ретротранспозоном Alu около 50ти миллионов лет назад, а 20 миллионов лет назад восстановился другим элементом ERV9.

Коль скоро гены могут сами восставать из мертвых, то уж точно их можно и разбудить. В этом смысле становятся интересными "спящие" гены устойчивости против болезней. Обнаружилось, что человечество понесло утрату в виде гена дефензина, котрый стал псевдогеном 7 миллионов лет назад в результате мутации. Восстановление гена у лабораторных условиях показало, что ген может сильно пригодится в борьбе с ВИЧ.

UPD: бонус об эволюционных фокусах и причудах полового отбора у стебельчатоглазых мух от [profile] nature_wonder .
UPD1: еще один жирный бонус о том, как целые вирусы восстанавливают, которые существовали 4 млн лет тому назад. от [livejournal.com profile] shvarz 

[identity profile] artemn.livejournal.com 2009-07-01 06:44 pm (UTC)(link)
Вы решили не исправлять свой пост? Зря. У Вас очень интересный научный блог, но выражения

На самом деле большинство мутаций нейтральные.

сильно портят общее впечатление. Если Вы считаете ссылку на учебник по мол. биологии голословным, то вот другая ссылка:

http://www.pnas.org/content/101/22/8396.abstract

Из 91 мутанта вирусной РНК, полученного с помощью изменения всего одного нуклеотида, 24 оказались летальными (еще 32 явно вредоносными). При этом вроде бы ясно, что замена всего одного нуклеотида -- это самый безобидный вид мутаций.

[identity profile] progenes.livejournal.com 2009-07-01 07:02 pm (UTC)(link)
Нет-нет, что Вы. У меня просто пока еще руки не дошли. Понимаете, есть вирус. Там вся ДНК кодирует. А есть эукариоты, там кодирует малый процент. Более того, есть вырожденность кода, есть фидбеки различные, есть неактивные центры в молекулах. Я пока еще сильно сомневаюсь в вашем утверждении. У растений при изучении TILLING химическим мутагеном достигают одну мутацию на каждые 170 000 нуклеотидов. Это половина всех генов мутантые и все еще нелетальны.

[identity profile] artemn.livejournal.com 2009-07-01 08:26 pm (UTC)(link)
Я пока еще сильно сомневаюсь в вашем утверждении.

Я попробую развеять сомнения. Дело в том, что про то, что происходит в некодирующих последовательностях мы мало что знаем.

Гораздо подробнее и авторитетнее тут:

http://www.nature.com/nrg/journal/v8/n8/pdf/nrg2146.pdf

есть вырожденность кода

А вы читали статью в Сайенс (по-моему, не помню точно) как у какого-то вируса в кодирующих последовательностях поменяли кодоны на синомичные, а вирусы взяли и умерли?