少即是多。
1999年,人类基因组计划的创始人之一Maynard Olson教授提出了进化假说Less is more。其原因在于,进化中最合理的优化机制是功能基因的丧失。基因会分解,但它有助于改变并向前发展。伴随着突变,新的机会诞生了。有人可能会在道德上看到矛盾,因为有时我们会丢失有价值的基因。在进化中追求极简主义的概念引起了疑问,并且仍在讨论中。
这种材料的论点是,即使在进化过程中,一切都是相对的,并且不值得一梳之下对齐所有突变。进化收集基因
鱼腥藻是蓝细菌。泥炭藓。冷杉是一棵树。玫瑰是一朵花。进化是不可避免的。正如一个人不是“创造的王冠”一样,进化的过程也没有初始的计划,想法和场景。生命的变化发生在周围世界变化的背景下。存活的不是优胜劣汰,而是优胜劣汰,而且这种适应性是相对的。因此,随着周围环境的变化,恐龙灭绝了,用羊毛包裹的轻快动物代替了它们。说到变化,人们不应该只考虑新的习得:功能,器官,能力。当具有不同基因型的个体之间的生殖成功存在差异时,就会发生进化变化。我们很容易陷入失败者的困境。所有在进化上失败的人都同样感到不快乐。没有后代,孤独死亡,并且看到大量有害突变,您凡人所穿的东西将从基因库中删除。令人惊讶的是,想象相反的图片要困难得多。尚不清楚哪些突变使您“适合”。为了了解如何适应自然种群以及最近发生的事情(包括人类),梅纳德·奥尔森提出了自己的愿景。Ctrl+Alt+Delete:
奥尔森教授的主要思想是,从随机事件中,具有功能丧失的突变会进入进化引擎。如果基因突变,即核苷酸序列随机变化,则最有可能的结果就是基因崩溃。在这种情况下,该基因成为假基因。它只是被关闭并存储在基因组中,除非出于某种原因进化将其完全删除。反过来,基因功能的丧失成为种群在环境条件(如光照,温度,盐度,资源竞争和自然现象)变化中的标准进化变化。如果您以容积图的形式想象所有这些因素,其中每个因素都会影响形状,那么可以通过对该图的变态动画来说明生物体种群周围发生的情况:事物在不断变化-周期性或随机变化。反过来,在种群的基因库中,其中一个基因会发生突变并失去其功能,这种变化已经在整个种群中蔓延。如果我们接受这个想法,不可避免地会出现问题。第一个问题:什么是野生型?
在生物学中,特别是在遗传学中,存在野生型的概念。野生型-种群中最常见的表型,一组字符(或常见表型的组合)。也就是说,对于确切地认为是野生型还没有明确的定义。一方面,野生型基因的变体是“符合标准”的一种。另一方面,每只非实验室动物都含有一组野生型基因。但是,实际上,如果气候发生急剧变化,那么“野生类型”将发生变化。无论如何,“野生类型”是模型,绝对值,抽象值。同时,根据“少即是多”的假设,瑞士生物刀(一种多功能的装置,其中的所有功能均已开启并起作用)变成了野生型。仅仅因为这样的设备很难适应实际的环境条件,才根本不可能偶然地构造出这样的设备。第二个问题:您可以去除多少个基因?
如何在不遭受可怕后果的情况下毫不含糊地丢弃基因?事实证明,大规模关闭基因是可能的,但您必须为此付出代价。身体在环境条件方面失去灵活性。阐明不必要的非功能性基因的最佳模型是酵母,酿酒酵母。酵母是一种单细胞真菌(不是某种细菌)。每个酵母细胞可以以两种不同的方式分裂,分解葡萄糖并通过释放二氧化碳来呼吸空气。在此酵母基因组是6000个基因。这大约是哺乳动物基因组的0.5%。在酵母实验中,经常使用基因敲除技术。它通常用于检测基因功能。实验者他们提出了不同的问题,并发现即使85%的基因被敲除,酵母也能存活。其范围的极限是带有营养培养基的无菌培养皿,但您可以生存。第三个问题:pruflinki在哪里?
我们可以多久直接观察一次人群中的此类基因?如果奥尔森教授声称该事件是进化实践中的例行事件,那么我想看看例子。这样的基因确实存在。当身体相对简单时,可以再次打开基因。在其他情况下,基因只是保留在DNA中,作为进化过程的证据。例如,细菌是非常奇妙的生物,在它们的帮助下,它们似乎测试了各种生化级联和反应:它们可以以油,甲壳质和纤维素为食。但是我们对失去功能的基因感兴趣。由于某种原因,对细菌进行的研究最多的是大肠杆菌,即著名的大肠杆菌。因此,大多数“野生”大肠杆菌携带着隐藏的基因。这些基因编码用于分解碳水化合物的酶,这些酶很难分解,因此细菌通常以更容易获得的食物为食。如果将这些大肠杆菌放入培养皿中,并且除了“复杂的碳水化合物”以外不给它们提供任何营养,那么您可以获得包含“被遗忘”基因的突变体,并可以将它们提供的用作营养培养基。即,该基因的功能将被恢复。进化不仅限于细菌。这种过程也发生在人中。在人类中发现的假基因甚至被注释,也就是说,他们描述了他们可以具有的功能。这项研究是通过比较人类基因及其与黑猩猩基因的结构而进行的。第四个问题:如何发展?
失活的基因如何促进机体的后续进化?有时,在演化过程中获得的功能是多余的,并且很难“轻轻地”调整它所控制的过程。然后,将优势给予基因完全关闭,断裂的个体。钟摆再次摇摆。有了一系列人类假基因,科学家决定分析其功能。为此,他们选择了Mbl-1基因,一个人在基因组中有两个Mbl-1假基因拷贝,并且有一群老鼠被敲除了该基因。 MBL蛋白是宿主抵抗金黄色葡萄球菌等传染原的“第一道防线”中的关键元素。通常,对于因某些原因Mbl-1无法正常工作的小鼠而言,这是一种特征对微生物,病毒,真菌的敏感性增加,但它们遭受局部缺血的痛苦较小。免疫力过强也很危险,特别是对于人本人。作者的假设是,也许对人类来说,两个拷贝都转化为假基因比对细菌的不耐受更为重要。第五个问题:如果我们只是打破旧的东西,新的东西会如何出现?有时会中断-这正在建立。 “少即是多”背后的想法是违反直觉的。通常,“为了购买不必要的东西,您必须首先出售不必要的东西”。无论如何,您如何获得新的东西,打破旧的东西。首先,摆脱不必要的生活可以生活在我以前无法生活的环境中。色素沉着的丢失对于黑暗地方的居民很重要:明亮或不透明的身体使他们容易受伤。但是,如果现在看看我们的人口,那么就人类繁殖而言,“基因分解”将更为成功。有些可以让您高盐饮食保持低压,或者通过吃高热量食物而不会发胖,而有些人在压力下的焦虑感就会减轻。这些表型中的某些可能与基因功能的丧失有关(将脂肪转化为可吸收形式或导致神经递质的感知)。无法猜测谁将进一步成为“赢家”。您可以了解自己的优点和缺点,并据此制定策略。其次,由于功能丧失,可以避免不可避免的情况。 CCR5-CC趋化因子5受体,其在免疫反应中的作用尚未完全了解。显然,他参与了炎症反应。在CCR5基因的两个变体中具有32个核苷酸缺失(序列的特定片段缺失)的人对HIV免疫。该病毒不能与蛋白质相互作用,也不能整合到DNA中,这正是图片所示。同时,不能说这种突变在我国人口中很普遍。艾滋病病毒最近已成为我们环境中的紧迫因素。您可以找出自己是哪种类型的人。具有“治愈缺失”的人可以成为异体干细胞移植给患者的捐助者。这意味着,由于具有组织相容性复合物的巧合(在肿瘤学中移植造血细胞时需要相同的条件),可以将对病毒具有免疫力的干细胞引入人体。
最后一个问题:医生,我在发展吗?
一些突变使他们的主人生活困难。这会导致进化成功吗?一个更少的例子:我们,蝙蝠,豚鼠和麻雀都急需维生素C。从前,我们的祖先(不是我们的共同祖先,而是每个组的祖先)都开始饮食富含维生素C,我们已经失去了自己合成维生素C 的能力。现在,我们需要不断食用含维生素C的食物,否则可能会导致严重的疲劳,抑郁和坏血病。而且,不同的人对维生素C的需求不同,这也是由于遗传因素。替换基因的特定区域会减慢抗坏血酸的转运并增加其血浆循环时间。通用生活变压器是一种幻想产品。此外,对事物的过于积极的看法也不是“每个缺陷都是一种隐藏的美德”。真相逃脱,环境条件发生变化。发生突变并通过我们细胞中的保守机器进行纠正。但不是全部。正如您已经了解的那样,尝试对自己的基因组造成破坏仍然是一种乐趣。一个人没有时间来发展;而且,他有自己独特的一套缺陷。我们无法预测未来的生存需要什么素质,但是我们可以学习如何在当下更好地饮食以使我们的生活更加愉快。无论如何,如果您对梅纳德·奥尔森(Maynard Olson)的代谢功能起着什么作用感兴趣,则可以在Genotek上检查一下。 Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399493/
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