Егоистична ДНК
"Егоистична ДНК" е термин за последователности от ДНК, които имат две различни свойства:
- ДНК последователността се разпространява, като образува допълнителни копия на себе си в рамките на генома; и
- не допринася по специфичен начин за репродуктивния успех на своя организъм-гостоприемник. (Може да има или да няма значителни отрицателни ефекти.)
В книгата си "Егоистичният ген" от 1976 г. Ричард Докинс изказва идеята за егоистична ДНК, когато е открита некодиращата ДНК в еукариотните геноми. През 1980 г. две статии в списание Nature разширяват и обсъждат тази концепция. Според една от тези статии:
Теорията за естествения подбор, в по-общата си формулировка, се занимава със съревнованието между репликиращи се единици. Тя показва, че в такава конкуренция по-ефективните репликатори увеличават броя си за сметка на по-малко ефективните си конкуренти. След достатъчно време оцеляват само най-ефективните репликатори.
- L.E. Orgel & F.H.C. Crick, Selfish DNA: the ultimate parasite.
Нормалните генетично функционални ДНК могат да се разглеждат като "репликиращи се същности", които осъществяват своята репликация чрез манипулиране на контролираната от тях клетка. За разлика от тях единиците на егоистичната ДНК могат да използват съществуващите механизми в клетката и да се размножават, без да влияят на физическата годност на организма в други отношения.
Между понятията "егоистична ДНК" и "генетично функционална ДНК" няма рязка граница. Често също така е трудно да се разбере дали дадена единица некодираща ДНК е функционално важна или не; или ако е важна, по какъв начин. Нещо повече, невинаги е лесно да се направи разлика между някои случаи на егоистична ДНК и някои видове вируси.
История на идеята
Идеята, че някои генетични елементи може да не са полезни за организма, не е нова. През 1928 г. руски генетик съобщава за Х хромозома при Drosophila obscura. Той твърди, че полученото в резултат на това съотношение на половете между женските индивиди може да доведе до изчезване на популацията.
През 1941 г. за пръв път е изказано предположението, че може да има конфликт между нормално унаследените ядрени гени от двамата родители и митохондриалните гени от единия родител (жената). Това може да доведе до цитоплазмен мъжки стерилитет при растенията.
По същото време са докладвани и няколко други примера за егоистични генетични елементи. Например един генетик, занимаващ се с царевицата, описва как хромозомни копчета водят до женски мейотичен двигател при царевицата. Мейотичният драйв се проявява, когато едно копие на даден ген се предава на потомството в повече от очакваните 50 % от случаите.
През 1945 г. шведският ботаник и цитогенетик Гунар Остергрен отбелязва как хромозомите могат да се разпространяват в популацията поради собствената си "паразитна" природа. Обсъждайки В-хромозомите при растенията, той пише: "В много случаи тези хромозоми нямат никаква полезна функция за вида, който ги носи, а често водят изключително паразитно съществуване ... Не е задължително [В-хромозомите] да са полезни за растенията. Те трябва да са полезни само за тях самите." - Gunnar Östergren.
След това, в началото на 50-те години на миналия век, Барбара МакКлинток публикува поредица от статии, в които описва съществуването на "транспозибилни елементи". Това са едни от най-успешните егоистични генетични елементи. Откриването на транспозибилните елементи води до присъждането ѝ на Нобелова награда за медицина или физиология през 1983 г.
Въпроси и отговори
В: Какво е "егоистична ДНК"?
О: "Егоистична ДНК" е термин за последователности от ДНК, които имат две свойства: способност да се разпространяват, като образуват повече свои копия в генома, и да не спомагат за репродуктивния успех на своя организъм-гостоприемник.
В: Кой пръв предложи идеята за егоистична ДНК?
О: Ричард Докинс за първи път предлага идеята за егоистична ДНК в книгата си от 1976 г. "Егоистичният ген".
В: Как Оргел и Крик доразвиват тази концепция?
О: Оргел и Крик доразвиват тази концепция в статия, публикувана в Nature през 1980 г., в която обсъждат как работи естественият подбор при репликиращи се единици, които се конкурират помежду си. Те твърдят, че по-ефективните репликатори ще се увеличават за сметка на по-малко ефективните конкуренти с течение на времето.
Въпрос: Как се репликира нормалната генетично функционална ДНК?
О: Нормалната генетично функционална ДНК се репликира, като манипулира клетката, която контролира.
В: Какви са някои прилики между егоистичната ДНК и вирусите?
О: Трудно може да се направи разлика между някои случаи на егоистична ДНК и някои видове вируси поради общите им характеристики, като например способността им да използват съществуващите механизми в клетката, за да се размножават, без да засягат нейната физическа годност.
Въпрос: Има ли ясна граница между егоистичната ДНК и генетично функционалната ДНК?
О: Не, не съществува рязка граница между тези две понятия, тъй като може да е трудно да се определи дали дадена единица некодираща ДНК е функционално важна или не, или ако е важна, по какъв начин влияе върху физическата годност на организма.
Въпрос: Какво беше открито при изследването на некодиращите ДНК?
О: Когато некодиращите ДНК са били изследвани, е установено, че те имат две свойства - могат да се разпространяват, като образуват повече свои копия в генома, но не помагат за репродуктивния успех на организма.
