Теорія еволюції під загрозою - мутації в ДНК не є випадковістю

Згідно з дарвінізмом, мутації не можуть матипевної мети чи плану. Інакше кажучи, вони мають відбуватися випадково, а далі у справу вступає природний добір. Пристосовані до свого середовища організми залишаються живими і розвиваються, а не пристосовані, відповідно, гинуть. Таким чином, випадкові мутації є основою теорії еволюції, про що нам відомо ще зі шкільної лави. Однак недавнє дослідження частково поставило цю теорію під сумнів, адже воно доводить, що мутації не можуть бути цілком випадковими. Такого висновку дійшли вчені, вивчаючи традиційний придорожній бур'ян, названий крес-салатом (Arabidopsis thaliana). Як вдалося з'ясувати, рослина запобігає зміні важливих для нього генів, але при цьому інші ділянки геному залишають «відкритими» для внесення змін.

Вчені з'ясували, що мутації ДНК мають певну закономірність.

зміст

• 1 Чому виникають мутації ДНК у клітинах
• 2 Види мутацій
• 3 Закономірність мутацій ДНК
• 4 Як працює система захисту генів від мутацій

Чому виникають мутації ДНК у клітинах

Не можна сказати, що дослідження, опублікованеу виданні Nature заперечує теорію еволюції. Випадковість, на думку вчених, все ж таки відіграє роль. Проте процес мутації насправді може бути набагато складнішим, ніж передбачалося раніше.

Імовірність випадкових помилок велика.Більше того, як стверджують вчені, в середньому ця тендітна молекула в одній клітині пошкоджується щодня від 1 тисячі до 1 мільйона разів. Крім того, помилки в ДНК можуть виникнути в процесі копіювання, коли ділиться клітина. Але чому ми в такому разі постійно не мутуємо?

У клітинах ДНК є механізми, які усувають помилки у ДНК

На щастя, в організмі передбачені механізми,які протидіють ушкодженню цієї важливої ​​молекули. У клітинах працюють складні механізми, які виявляють помилки та виправляють їх. Таким чином клітини постійно ведуть роботу над тим, щоб підтримувати ДНК у правильному вигляді.

З іншого боку, якби ці механізми працювалиідеально, мутації взагалі б не виникали. А значить, і еволюція була б неможлива. Але, білки, які відповідають за пошук та виправлення помилок у ДНК, не ідеально виконують свою роботу. Тому пошкодження та помилки копіювання іноді залишаються, що призводить до мутацій.

види мутацій

Як зазначають вчені, всі мутації поділяються на дваОсновного типу — соматичні, які не передаються потомству, і звані зародкові. Як не складно здогадатися, останні можуть передаватися у спадок. Наприклад, ракова пухлина, яка є мутованими клітинами, не передається у спадок. А ось зміна генів добре позначаються на потомстві.

Таким чином зародкові мутації єрушійною силою еволюції, що дозволяє працювати природним відбором. Якщо мутація виявляється успішною, що допомагає організму вижити, вона залишається і передається з покоління до покоління. Докладніше про те, які бувають мутації і чим вони відрізняються, можна почитати тут.

Крес-салат захищає важливі гени від мутацій

Закономірність мутацій ДНК

Щоб з'ясувати, чи випадково виникають мутації,автори роботи вирішили вивчити наскільки рівномірно вони відбуваються в генних та негенних ділянках ДНК у геномі крес-салату. Як стверджують вчені, ця рослина чудово підходить для вивчення, оскільки його геном містить близько 120 млн пар підстав, а не мільярди, як, наприклад, у людини. Таким чином, спрощується секвенування ДНК рослини.

Вчені спостерігали за змінами у геномі рослинипротягом кількох років. За цей час виростили сотні одиниць крес-салату кількох поколінь. При цьому вони секвенували понад півтори тисячі геномів. В результаті їм вдалося виявити понад мільйон мутацій. Проте аналіз показав, що у тій частині геному, що відповідає за важливі гени, мутацій набагато менше, ніж у негенних областях.

"Скоріш за все, у інших організмів генетичні мутації теж не випадкові" - говорить провідний автор дослідження Грей Монро, співробітник Каліфорнійського університету в Девісі.

Результати дослідження свідчать, щоіснує захисний механізм, який запобігає потенційно небезпечним змінам у геномі. За словами вчених, у генах, які відповідають за життєво важливі процеси, зміни, швидше за все, викличуть негативні наслідки, які можуть призвести до хвороби або навіть смерті. Тому особливо важливі гени найменше схильні до змін.

Захист від мутацій може запобігти розвитку раку

Як працює система захисту генів від мутацій

У ході подальших досліджень авторам роботивдалося з'ясувати, як працює механізм захисту ДНК від змін. Найважливіші гени посилають спеціальні сигнали білкам репарації ДНК. Передача сигналів відбувається за допомогою гістонів, тобто білків, у тому числі ДНК утворює хромосоми.

Важливі області генів знаходяться навколо гістонів,які мають певні хімічні мітки. Як припускають вчені, ці мітки є тими самими сигналами, які сприяють стабільності ДНК цих ділянках.

На нашому Яндекс.Дзен-каналі на вас чекає ще більше захоплюючих матеріалів, які не були опубліковані на сайті.

Результатом досліджень можуть бути згодомнагоді в медицині. Якщо люди навчаться захищати певні області ДНК від мутацій, можна буде, наприклад, запобігти розвитку ракових пухлин. Однак необхідно ще провести додаткові дослідження на тваринах, щоб остаточно переконатися у вірності даної теорії. Ну а насамкінець нагадаю, що нещодавно вчені з'ясували ще один фактор, що впливає на мутації — це гравітація. Як з'ясувалося, у невагомості мутації відбуваються швидше.