Isekeskne DNA
Selfish DNA on termin DNA järjestuste kohta, millel on kaks erinevat omadust:
- DNA järjestus levib, moodustades genoomis täiendavaid koopiaid ja
- see ei aita konkreetselt kaasa oma peremeesorganismi paljunemisvõime saavutamisele. (Sellel võib olla märkimisväärne negatiivne mõju või mitte.)
Oma 1976. aasta raamatus "Isekas geen" pakkus Richard Dawkins välja idee isekas DNA-st, kui avastati eukarüootide genoomides olev mittekodeeriv DNA. 1980. aastal laiendati ja arutati seda kontseptsiooni kahes artiklis ajakirjas Nature. Vastavalt ühele neist artiklitest:
Loodusliku valiku teooria üldisemas sõnastuses käsitleb konkurentsi paljunevate üksuste vahel. See näitab, et sellises konkurentsis suureneb efektiivsemate replikaatorite arv nende vähemtõhusate konkurentide arvelt. Piisava aja möödudes jäävad ellu ainult kõige tõhusamad replikaatorid.
- L.E. Orgel & F.H.C. Crick, Selfish DNA: The ultimate parasite.
Normaalset geneetiliselt funktsionaalset DNA-d võib vaadelda kui "replikatsiooniüksusi", mis mõjutavad oma replikatsiooni, manipuleerides rakku, mida nad kontrollivad. Seevastu isekate DNA-üksuste puhul võib kasutada ära rakus olemasolevaid mehhanisme ja paljuneda, ilma et see mõjutaks organismi sobivust muul viisil.
Enesekeskse DNA ja geneetiliselt funktsionaalse DNA mõistete vahel ei ole teravat piiri. Sageli on ka raske näha, kas mittekodeeriva DNA üksus on funktsionaalselt oluline või mitte, või kui oluline, siis millisel viisil. Veelgi enam, alati ei ole lihtne eristada mõningaid isekas DNA ja mõningaid viiruste tüüpe.
Idee ajalugu
Mõte, et mõned geneetilised elemendid ei pruugi organismile kasulikud olla, ei ole uus. 1928. aastal teatas üks vene geneetik Drosophila obscura X-kromosoomist. Ta väitis, et sellest tulenev emasloomade soosituatsioon võib viia populatsiooni väljasuremiseni.
1941. aastal pakuti esimest korda välja, et võib esineda konflikt mõlema vanema normaalselt päritud tuumageenide ja ühe vanema (naise) mitokondriliste geenide vahel. See võib viia tsütoplasmilise isassteriilsuse tekkimiseni taimedes.
Umbes samal ajal teatati veel mitmetest teistest isekate geneetiliste elementide näidetest. Näiteks kirjeldas üks maisigeneetik, kuidas kromosoomi nupud põhjustasid maisis emaslooma meiootilise ajami. Meiootiline ajam on see, kui ühe geeni üks koopia antakse järglastele edasi rohkem kui oodatavalt 50% ulatuses.
Rootsi botaanik ja tsütogeneetik Gunnar Östergren märkis 1945. aastal, kuidas kromosoomid võivad populatsioonis levida oma "parasiitliku" olemuse tõttu. Arutledes B-kromosoomide kohta taimedes kirjutas ta: "Paljudel juhtudel ei ole neil kromosoomidel üldse mingit kasulikku funktsiooni neid kandvale liigile, vaid et nad elavad sageli üksnes parasiitlikult ... [B-kromosoomid] ei pea olema taimedele kasulikud. Nad peavad olema kasulikud ainult neile endile." - Gunnar Östergren.
1950. aastate alguses avaldas Barbara McClintock rea artikleid, milles kirjeldas "transposable elementide" olemasolu. Need on ühed kõige edukamad isepäised geneetilised elemendid. Transponeeritavate elementide avastamine tõi talle 1983. aastal Nobeli meditsiini- või füsioloogiapreemia.
Küsimused ja vastused
K: Mis on "Selfish DNA"?
V: Selfish DNA on termin DNA järjestuste kohta, millel on kaks omadust: võime levida, moodustades genoomis rohkem koopiaid iseendast, ja mitte aidata kaasa oma peremeesorganismi reproduktiivsele edule.
K: Kes pakkus esimesena välja idee isekas DNA kohta?
V: Richard Dawkins pakkus esimesena välja idee isekas DNA kohta oma 1976. aasta raamatus "The Selfish Gene".
K: Kuidas Orgel ja Crick seda kontseptsiooni laiendasid?
V: Orgel ja Crick laiendasid seda kontseptsiooni 1980. aastal ajakirjas Nature avaldatud artiklis, kus nad arutasid, kuidas looduslik valik toimib üksteisega konkureerivate paljunevate organismide puhul. Nad väitsid, et tõhusamad replikaatorid suurenevad aja jooksul vähemtõhusate konkurentide arvelt.
K: Kuidas replitseerub normaalne geneetiliselt funktsionaalne DNA?
V: Normaalne geneetiliselt funktsionaalne DNA paljuneb, manipuleerides rakku, mida ta kontrollib.
K: Millised on mõned sarnasused isepäise DNA ja viiruste vahel?
V: Mõningaid isekate DNA ja mõnda tüüpi viiruste juhtumeid võib olla raske eristada nende ühiste omaduste tõttu, näiteks nende võime kasutada rakus olemasolevaid mehhanisme paljunemiseks, ilma et see mõjutaks raku sobivust.
K: Kas on selge piir isekas DNA ja geneetiliselt funktsionaalse DNA vahel?
V: Ei, nende kahe mõiste vahel puudub selge piir, sest võib olla raske kindlaks teha, kas mittekodeeriva DNA üksus on funktsionaalselt oluline või mitte, või kui oluline, siis millisel viisil see mõjutab organismi sobivust.
K: Mida avastati mittekodeeriva DNA uurimisel?
V: Kui mittekodeerivaid DNAsid uuriti, avastati, et neil on kaks omadust - nad võivad levida, moodustades genoomis rohkem koopiaid, kuid ei aita kaasa organismi reproduktiivsele edule.
