Ποια είναι η εξελικτική σημασία της εγγύτητας του γενετικού κώδικα;

Posted on
Συγγραφέας: Louise Ward
Ημερομηνία Δημιουργίας: 4 Φεβρουάριος 2021
Ημερομηνία Ενημέρωσης: 21 Ενδέχεται 2024
Anonim
Ποια είναι η εξελικτική σημασία της εγγύτητας του γενετικού κώδικα; - Επιστήμη
Ποια είναι η εξελικτική σημασία της εγγύτητας του γενετικού κώδικα; - Επιστήμη

Περιεχόμενο

Ο γενετικός κώδικας είναι μια σχεδόν καθολική "γλώσσα" που κωδικοποιεί οδηγίες για κύτταρα. Η γλώσσα χρησιμοποιεί νουκλεοτίδια DNA, διατεταγμένα σε "κωδικόνια" τριών, για να αποθηκεύουν τα μπλε για αλυσίδες αμινοξέων. Αυτές οι αλυσίδες με τη σειρά τους σχηματίζουν πρωτεΐνες, οι οποίες είτε περιλαμβάνουν είτε ρυθμίζουν κάθε άλλη βιολογική διαδικασία σε κάθε ζωντανό πράγμα στον πλανήτη. Ο κώδικας που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση αυτών των πληροφοριών είναι σχεδόν καθολικός, πράγμα που σημαίνει ότι όλα τα ζωντανά που υπάρχουν σήμερα μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο.


Τελευταίος κοινός πρόγονος

Το γεγονός ότι όλοι οι οργανισμοί περισσότερο ή λιγότερο μοιράζονται έναν κώδικα γενετικής υπονοεί έντονα ότι όλοι οι οργανισμοί μοιράζονται έναν μακρινό κοινό πρόγονο. Σύμφωνα με το Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών, τα μοντέλα υπολογιστών πρότειναν ότι ο γενετικός κώδικας που χρησιμοποιούν όλοι οι οργανισμοί δεν είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο ένας γενετικός κώδικας θα μπορούσε να λειτουργήσει με τα ίδια συστατικά. Στην πραγματικότητα, ορισμένοι μπορεί ακόμη και να αντισταθούν καλύτερα στα σφάλματα, πράγμα που σημαίνει ότι είναι θεωρητικά δυνατό να γίνει ένας "καλύτερος" γενετικός κώδικας. Το γεγονός ότι παρόλα αυτά όλοι οι οργανισμοί στη Γη χρησιμοποιούν τον ίδιο γενετικό κώδικα υποδηλώνει ότι η ζωή στη Γη εμφανίστηκε μία φορά και όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί προέρχονται από την ίδια πηγή.

"Σχεδόν" Universal;

Υπάρχουν εξαιρέσεις από τον "καθολικό" γενετικό κώδικα. Ωστόσο, καμία από τις εξαιρέσεις δεν είναι κάτι περισσότερο από ήσσονος σημασίας. Για παράδειγμα, τα ανθρώπινα μιτοχόνδρια χρησιμοποιούν τρία κωδικόνια, τα οποία κανονικά κωδικοποιούν για τα αμινοξέα, ως κωδικόνια "σταματήματος", λέγοντας κυτταρικά μηχανήματα ότι γίνεται αλυσίδα αμινοξέων. Όλα τα σπονδυλωτά μοιράζονται αυτήν την αλλαγή, πράγμα που υπονοεί έντονα ότι αυτό συνέβη νωρίς στην εξέλιξη των σπονδυλωτών. Άλλες μικρές αλλαγές στον γενετικό κώδικα στις ζελατίνες μέδουσας και χτένας (Cndaria και Ctenophora) δεν απαντώνται σε άλλα ζώα. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτή η ομάδα ανέπτυξε αυτή την αλλαγή πολύ σύντομα μετά τη διάσπαση από άλλες ομάδες ζώων. Ωστόσο, όλες οι παραλλαγές πιστεύεται ότι τελικά προέρχονται από τον πρότυπο κώδικα.


Στερεοχημική Υπόθεση

Υπάρχει μια εναλλακτική υπόθεση για να εξηγήσουμε την καθολικότητα του γενετικού κώδικα. Αυτή η ιδέα, που ονομάζεται στεροχημική υπόθεση, υποστηρίζει ότι η διάταξη του γενετικού κώδικα οφείλεται σε χημικούς περιορισμούς. Αυτό σημαίνει ότι ο γενετικός κώδικας είναι καθολικός επειδή είναι ο καλύτερος τρόπος για να δημιουργηθεί ένας γενετικός κώδικας κάτω από τις Γήινες συνθήκες. Τα αποδεικτικά στοιχεία για αυτή την ιδέα είναι ασαφή. Ενώ ορισμένα στοιχεία υποστηρίζουν αυτήν την ιδέα, οι αλλαγές στον γενετικό κώδικα, τόσο φυσικό όσο και τεχνητό, υποδηλώνουν ότι και άλλοι γενετικοί κώδικες μπορούν να λειτουργήσουν εξίσου καλά. Το πιο σημαντικό είναι ότι η στερεοχημική υπόθεση δεν αποκλείει αμοιβαία την ιδέα ότι ο γενετικός κώδικας είναι καθολικός λόγω της κοινής καταγωγής του. και οι δύο έννοιες θα μπορούσαν να συμβάλουν.

Πρώιμες πρωτεΐνες

Σύμφωνα με δημοσίευμα του βιολονόμου Princeton Dawn Brooks και συναδέλφων του στο περιοδικό "Μοριακή και Βιολογική Εξέλιξη", το γεγονός ότι όλοι οι οργανισμοί προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο σημαίνει ότι οι ερευνητές μπορούν να εξάγουν μερικά χαρακτηριστικά αυτού του κοινού προγόνου. Με βάση τα "παλαιότερα" γονίδια σε ζωντανούς οργανισμούς, εκείνα που είναι κοινά σε όλα τα σύγχρονα έμβια όντα, οι ερευνητές μπορούν να διακρίνουν ποιες πρωτεΐνες και αμινοξέα ήταν πιο συνηθισμένες όταν υπήρχε ο τελευταίος κοινός πρόγονος όλων των ζωντανών πραγμάτων. Από τα 22 "πρότυπα" αμινοξέα - εκείνα που απαντώνται στον παγκόσμιο γενετικό κώδικα - περίπου μισή δωδεκάδα πολύ σπάνια εμφανίζονται στις τελευταίες κοινές πρωτεΐνες προγόνων, υπονοώντας ότι είτε αυτά τα αμινοξέα ήταν πολύ σπάνια είτε προστέθηκαν στη γενετική κώδικα αργότερα.