EvolutionismSeria dedicată evoluţiei vieţii continuă cu episodul al cincilea, în cadrul căruia sunt prezentate noi dovezi în sprijinul teoriei: existenţa proteinelor omniprezente şi mecanismul fingerprinting-ului ADN pentru demonstrarea existenţei unui strămoş comun al diferitelor specii studiate (video inclus).

 

Evoluţia vieţii pe Terra - IV

 

GENOAMELE DROJDIILOR ŞI VIERMILOR – O PRIVIRE COMPARATIVĂ

Recent au fost decodificate şi comparate genoamele unor viermi şi ale unor drojdii (ciuperci microscopice unicelulare care trăiesc în colonii şi de obicei produc fermentaţia alcoolică în materii zaharoase). Genele utilizate de către drojdie - un organism primitiv - sunt în principal cele responsabile cu funcţiile biochimice de bază pe care toate organismele trebuie să le îndeplinească. S-a presupus şi apoi s-a demonstrat a fi adevărat faptul că viermii conţin mare parte a aceloraşi gene.

Dar reversul nu este adevărat. Din moment ce viermii sunt creaturi mai evoluate faţă de drojdii, genele din genomul viermilor asociate cu multicelularitatea sunt în mod cert absente din genomul drojdiilor. Şi mai mult decât atât - aceste gene suplimentare provin direct din genele primitive responsabile de funcţiunile celulare de bază.

 



Un studiu mai amănunţit a dezvăluit faptul că, la nivelul ADN-ului, genele mai noi sunt mai mereu create din forme mai primitive pentru a îndeplini necesităţile organismelor mai evoluate şi mai sofisticate.


PROTEINE OMNIPREZENTE


Anumite proteine pot fi găsite în fiecare organism viu din clasa eucariotelor de pe Terra - drosofila şi liliacul, caracatiţa şi hipopotamul, protistele (microorganisme unicelulare) şi oamenii. O asemenea proteină este proteina cytochrome-c. Se găseşte la nivelul mitocondriilor - părţi ale celulei răspunzătoare cu generarea energiei - ale tuturor celulelor eucariote, iar fără ea celulele mor.

Experimentând cu drojdii, cercetătorii au demonstrat că proteina de tip cytochrome-c prezentă la om funcţionează şi la drojdii la fel de bine ca proteina cytochrome-c originală. Intr-adevăr, aceştia au folosit gene de peşti, păsări, cai, insecte şi şobolani pe care le-au introdus în drojdii, iar aceste gene au produs proteine de tip cytochrome-c care funcţionează şi pentru drojdii. Numai că genele care ajută la crearea acestei proteine au suferit multiple serii de mutaţii de-a lungul miliardelor de ani de când drojdiile există pe Terra. Toate aceste mutaţii, în principiu, nu produc efecte - reprezentând inserţii de secvenţe nule în cadrul genei, secvenţe care nu schimbă proteina care este construită din aminoacizii care au la bază acele gene. Doar că aceste mutaţii oferă informaţii despre genealogia organismelor proprietare.

De pildă, oamenii şi cimpanzeii posedă exact aceeaşi secvenţă de aminoacizi corespunzătoare acestei proteine. Aceasta nu a suferit mutaţii în cele 6 sau 7 milioane de ani de când cele două linii genealogice s-au separat. Iar gena comună este cu cel mult 10 aminoacizi diferită de cele ale altor mamifere, confirmând apropierea noastră genetică de acele mamifere.Diferenţele se înmulţesc pe măsură ce ne îndepărtăm în timp şi, de asemenea, pe măsură ce ne îndepărtăm de ramura noastră din arborele filogenetic. Drojdia însăşi are 51 de aminoacizi diferiţi faţă de oameni şi cimpanzei şi este unul dintre cele mai îndepărtate organisme de om, separându-se de ramura din care facem parte acum mai bine de un miliard de ani.

 

 

Cercetătorii au descoperit şi un alt aspect legat de proteina cytochrome-c. Este relativ uşor să se obţină alte proteine identice din punct de vedere funcţional cu cytochrome-c. În fapt, există mai multe proteine care pot îndeplini funcţiunile lui cytochrome-c decât sunt atomi în tot Universul !
Atunci de ce toate organismele de pe Pământ folosesc aceeaşi versiune de proteină? Răspunsul este unul foarte simplu - am moştenit-o pe cea folosită de la strămoşul nostru comun.


TRANSPOZONI


Există secţiuni ale genomului unui organism, denumite transpozoni, care nu îndeplinesc alte funcţiuni decât de a introduce copii ale lor altundeva în genomul respectivului organism. Şi există multe secvenţe foarte bine cunoscute care fac acest lucru. Două asemenea secvenţe sunt secvenţele SINE (“Short Interspersed Transposable Elements”) - “elemente transpozabile amestecate scurte”, respectiv secvenţele LINE (“Long Interspersed Transposable Elements”) - “elemente transpozabile amestecate lungi”.

Există în jur de 850,000 de secvenţe LINE şi 1,500,000 de secvenţe SINE împrăştiate în interiorul genomului uman - adică aproape 30 de procente din întregul genom. Deşi sunt secvenţe inutile funcţional, ba chiar uneori provoacă stricăciuni semnificative, acestea sunt totuşi utile investigaţiei noastre deoarece, în esenţă, singurele modalităţi prin care aceste secvenţe trec de la un organism la altul sunt duplicarea directă, respectiv mecanismul eredităţii caracteristic ADN-ului. Secvenţele LINE, respectiv SINE sunt transmise de la părinte la copil. Părţile ADN-ului care reprezintă genele sunt secţiuni de dimensiuni relativ mici împrăştiate printre alte părţi utile ale genomului şi printre secvenţele SINE şi LINE.

Asemenea amprentelor digitale, modelele recognoscibile în interiorul acestor secţiuni care nu conţin gene sunt unice, caracteristice fiecărui individ în parte. Ele sunt asemănătoare la organismele înrudite apropiat şi mai puţin similare în cazul rudelor îndepărtate. Ele stau la baza mecanismului numit "fingerprinting" ADN. Şi din moment ce aceste secvenţe sunt transmise de la părinte la copil, localizarea aceloraşi secvenţe în acelaşi loc la două organisme diferite reprezintă o dovadă clară a faptului că cele două organisme au un strămoş comun. Biologii au folosit această idee pentru a demonstra faptul că speciile diferite sunt înrudite din punct de vedere genetic. Iată două exemple: trei secvenţe SINE distincte sunt descoperite ca fiind identice în cadrul genomului balenelor şi hipopotamilor, care sunt considerate rude apropiate pe baza arborelui filogenetic; în timp ce cămilele şi porcii, care nu sunt înrudite apropiat cu balenele şi hipopotamii nu posedă aceste secvenţe.

Cel mai numeros element SINE prezent în cadrul genomului uman poartă numele Alu. În interiorul clusterului uman de alfa-globină există 7 elemente Alu, iar fiecare dintre acestea este prezent şi la cimpanzei în exact aceleaşi locaţii în interiorul genomului, garantând existenţa unui strămoş comun. Când elementele Alu sunt stocate în continuarea altor elemente Alu, markerii respectivi constituie o cronologie a dezvoltării. Secvenţe Alu umane foarte recente au fost folosite pentru a urmări migraţiile populaţiilor umane în istoria recentă, ba chiar în ultimii 200000 de ani, deoarece unii indivizi posedă inserţii noi de secvenţe Alu care nu sunt prezente la alţi indivizi.

 

Evoluţia vieţii pe Terra - VI




Notă: articolul de mai sus este adaptarea textului folosit în film.

Traducerea: Scientia.ro.
Credit: www.cassiopeiaproject.com.

Puteți comenta folosind contul de pe site, de FB, Twitter sau Google ori ca vizitator (fără înregistrare). Pt vizitatori comentariile sunt moderate (aprobate de admin).

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2020 Scientia.ro