Savtīgā DNS
Ar terminu "egoistiskā DNS" apzīmē DNS sekvences, kurām piemīt divas atšķirīgas īpašības:
- DNS sekvence izplatās, veidojot papildu kopijas genomā; un
- tā nesniedz īpašu ieguldījumu saimnieka organisma vairošanās panākumos. (Tai var būt vai nebūt būtiska negatīva ietekme.)
Savā 1976. gadā izdotajā grāmatā "Egoistiskais gēns" Ričards Dorkinss (Richard Dawkins) izvirzīja ideju par savtīgu DNS, kad eikariožu genomos tika atklāta nekodētā DNS. Divos rakstos žurnālā Nature 1980. gadā šī koncepcija tika paplašināta un apspriesta. Saskaņā ar vienu no šiem rakstiem:
Dabiskās izlases teorija tās vispārīgākā formulējumā aplūko konkurenci starp replicējošām vienībām. Tā parāda, ka šādā konkurencē efektīvākie replikatori palielinās uz mazāk efektīvu konkurentu rēķina. Pēc pietiekami ilga laika izdzīvo tikai visefektīvākie replikatori.
- L.E. Orgel & F.H.C. Crick, Selfish DNA: the ultimate parasite.
Parastas ģenētiski funkcionālas DNS varētu uzskatīt par "replicējošām vienībām", kas veic savu replikāciju, manipulējot ar šūnas, kuru tās kontrolē. Turpretī savtīgas DNS vienības var izmantot šūnā esošos mehānismus un vairoties, neietekmējot organisma piemērotību citos aspektos.
Starp jēdzieniem "savtīga DNS" un "ģenētiski funkcionāla DNS" nav krasas robežas. Bieži vien arī ir grūti noteikt, vai nekodētā DNS vienība ir funkcionāli svarīga vai nav, un, ja svarīga, tad kādā veidā. Turklāt ne vienmēr ir viegli nošķirt dažus savtīgas DNS gadījumus no dažiem vīrusu veidiem.
Idejas vēsture
Ideja, ka daži ģenētiskie elementi var nebūt organismam noderīgi, nav jauna. Krievu ģenētiķis 1928. gadā ziņoja par X hromosomu Drosophila obscura. Viņš apgalvoja, ka tā radītā sieviešu dzimumu proporcija var izraisīt populācijas izmiršanu.
1941. gadā pirmo reizi tika izteikts pieņēmums, ka varētu pastāvēt konflikts starp normāli pārmantotiem kodola gēniem no abiem vecākiem un mitohondriālajiem gēniem no viena vecāka (sievietes). Tas varētu izraisīt citoplazmas vīrišķo sterilitāti augos.
Aptuveni tajā pašā laikā tika ziņots par vairākiem citiem savtīgu ģenētisko elementu piemēriem. Piemēram, kāds kukurūzas ģenētiķis aprakstīja, kā hromosomālās puzles kukurūzā izraisīja sieviešu meiotisko dzinējspēku. Meiotiskais dzinulis ir gadījums, kad viena gēna kopija tiek nodota pēcnācējiem vairāk nekā paredzamajos 50 % gadījumu.
Zviedru botāniķis un citogenētiķis Gunnars Ostergrēns (Gunnar Östergren) 1945. gadā atzīmēja, ka hromosomas var izplatīties populācijā to "parazītiskās" dabas dēļ. Apspriežot B hromosomas augos, viņš rakstīja: "Daudzos gadījumos šīm hromosomām nav nekādas noderīgas funkcijas sugai, kurai tās ir, bet bieži vien tās ir tikai parazītiskas ... [B hromosomām] nav jābūt augiem noderīgām. Tām jābūt noderīgām tikai pašām sev." - Gunnar Östergren.
50. gadu sākumā Barbara Makklintoka (Barbara McClintock) publicēja vairākus rakstus, kuros aprakstīja "transponējamo elementu" pastāvēšanu. Tie ir vieni no visveiksmīgākajiem savtīgajiem ģenētiskajiem elementiem. Transponējamo elementu atklāšanas rezultātā 1983. gadā viņai tika piešķirta Nobela prēmija medicīnā vai fizioloģijā.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir "Selfish DNA"?
A: Ar terminu "egoistiskā DNS" apzīmē DNS sekvences, kurām piemīt divas īpašības: spēja izplatīties, veidojot vairāk savu kopiju genomā, un neveicināt saimnieka organisma reproduktīvos panākumus.
J: Kurš pirmais ierosināja ideju par savtīgu DNS?
Ričards Dorkinss (Richard Dawkins) 1976. gadā savā grāmatā "Savtīgais gēns" (The Selfish Gene) pirmo reizi izvirzīja ideju par savtīgu DNS.
J: Kā Orgels un Kriks attīstīja šo koncepciju?
A: Orgels un Kriks šo koncepciju izvērsa rakstā, kas 1980. gadā tika publicēts žurnālā Nature, kurā viņi apsprieda, kā dabiskā atlase darbojas, ja replicējošās vienības konkurē cita ar citu. Viņi apgalvoja, ka efektīvāki replikatori laika gaitā palielināsies uz mazāk efektīvu konkurentu rēķina.
Jautājums: Kā replicējas normāla ģenētiski funkcionāla DNS?
A: Parastā ģenētiski funkcionālā DNS replicējas, manipulējot ar šūnu, ko tā kontrolē.
J: Kādas ir dažas līdzības starp savtīgu DNS un vīrusiem?
A: Dažus savtīgas DNS gadījumus var būt grūti nošķirt no dažiem vīrusu veidiem, jo tiem ir kopīgas īpašības, piemēram, spēja izmantot šūnā esošos mehānismus, lai vairotos, neietekmējot tās piemērotību.
Vai ir skaidra robeža starp savtīgu DNS un ģenētiski funkcionālu DNS?
Atbilde: Nē, starp šiem diviem jēdzieniem nav skaidras robežas, jo var būt grūti noteikt, vai nekodētā DNS vienība ir funkcionāli svarīga vai nav, vai, ja svarīga, kādā veidā tā ietekmē organisma piemērotību.
J: Kas tika atklāts, pētot nekodējošās DNS?
A: Kad tika pētītas nekodējošās DNS, atklājās, ka tām piemīt divas īpašības - tās var izplatīties, veidojot vairāk savu kopiju genomā, bet tās nepalīdz organisma reproduktīvajiem panākumiem.
