'जंपिंग जीन' जटिल विकास सिद्धांत डीएनए के साथ साझा की गई प्रजाति

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Anonim

डीएनए आमतौर पर नियमों का पालन करना पसंद करता है। डीएनए के स्ट्रैंड्स को कुछ हद तक ईमानदारी से कॉपी किया जाता है, और कॉपियों को माता-पिता से संतानों को पास किया जाता है, इस प्रकार ड्राइविंग इवोल्यूशन जैसा कि हम जानते हैं। लेकिन, नए अनुमानों के अनुसार, पचास प्रतिशत आपका जीनोम भी रेनेगेड डीएनए से बना है जो प्रजातियों से प्रजातियों में कूदना पसंद करता है। यह दुष्ट डीएनए, शोधकर्ताओं में लिखते हैं जीनोम बायोलॉजी सोमवार को प्रकाशित लेख, जीवन के विकास के दौरान इस ग्रह पर लगभग हर जीनोम में बेतरतीब ढंग से खुद को डाला है। वे सभी लाखों साल पहले की रहस्यमय घटनाओं की एक श्रृंखला के बने हुए हैं।

Atma Ivancevic, Ph.D., एक पोस्ट-डॉक्टरल न्यूरोजेनेटिक्स और बायोइनफॉरमैटिक्स शोधकर्ता और कागज के प्रमुख लेखक, ने यह समझाने की कोशिश करके अपना अध्ययन शुरू किया कि क्यों एक ही दुष्ट डीएनए को समुद्र के अर्चिन और मनुष्यों के रूप में विशाल रूप से जानवरों में पाया जा सकता है। यह स्थापित किया गया है कि पृथ्वी पर अधिकांश प्रजातियां बड़ी मात्रा में आनुवंशिक सामग्री साझा करती हैं - आपने शायद सुना है कि मनुष्य हमारे डीएनए का लगभग 99 प्रतिशत हिस्सा चिम्प्स के साथ साझा करते हैं - लेकिन ये जीन अलग-अलग हैं, इवांसविक कहते हैं।

"“ जंपिंग जीन 'वास्तव में जीन नहीं हैं; वे non जंक डीएनए’के गैर-कोडिंग टुकड़े हैं,” वह बताती हैं श्लोक में एक ईमेल में "जेनेटिक परजीवी की तरह उनके बारे में सोचो, जीनोम के चारों ओर कूदने के लिए स्वार्थी रूप से खुद को दोहराने के लिए, और कभी-कभी प्रजातियों के बीच कूदते हुए।"

पिछले कुछ वर्षों में, हमने डीएनए के इन दुष्ट बिट्स के कार्य को समझना शुरू कर दिया है, लेकिन हम अभी भी यह नहीं जानते हैं कि हम क्या करते हैं। जंपिंग जीन के पीछे यही रहस्य है: वे जीवन भर पेड़ पर बिखरे हुए डीएनए निशान के ब्रेडक्रंब हैं। अब, इस पत्र के लिए धन्यवाद, हम अंततः यह पता लगा सकते हैं कि उन्होंने इस तरह की गड़बड़ी कैसे की।

क्षैतिज स्थानांतरण

आइवांसविक के शोध में पाया गया कि जंक डीएनए के दो क्रम हैं जो प्रजातियों की एक विशाल श्रृंखला में खोजे जा सकते हैं, जिन्हें BovB और L1 कहा जाता है। शोधकर्ता इन पैटर्नों को ट्रांसपेरेंट एलिमेंट्स (TEs) कहते हैं क्योंकि वे समुद्र के अर्चिन से लेकर गायों तक, इंसानों तक, इंसानों के जीन में बेतरतीब ढंग से "कॉपी और पेस्ट" करते हैं। यह अजीब प्रक्रिया, जिसमें एक TE किसी अन्य प्रजाति के आनुवंशिक पदार्थ पर हमला करता है, कहा जाता है क्षैतिज स्थानांतरण.

प्रजनन के बारे में हमारी मानक समझ द्वारा वर्णित है ऊर्ध्वाधर हस्तांतरण यह धारणा कि ज्यादातर आनुवांशिक सामग्री आमतौर पर माता-पिता से बच्चे में पारित हो जाती है।

जब आप एक परिवार के पेड़ को खींचते हैं, तो आप आमतौर पर बच्चों को उनके माता-पिता के नीचे खींचते हैं, और एक अर्थ में, जीन उस तरीके से पीढ़ियों से गिरते हैं। लेकिन कुछ टीए चलते हैं क्षैतिज जीवन के पेड़ के पार, एक जीव के डीएनए से एक संदेशवाहक के माध्यम से "कूद" एक "वेक्टर" कहा जाता है। वैज्ञानिक पूरी तरह से यह नहीं समझते हैं कि प्रक्रिया प्रजातियों के बीच कैसे काम करती है, लेकिन वे इस बारे में कूबड़ रखते हैं कि वैक्टर क्या हो सकते हैं।

कुछ जीव, जैसे बैक्टीरिया, वास्तव में जीन के क्षैतिज हस्तांतरण में अच्छे होते हैं और अक्सर वेक्टर के बिना स्वाभाविक रूप से ऐसा करते हैं। पशु ऐसा नहीं कर सकते, लेकिन वे हो सकते हैं संक्रमित बैक्टीरिया द्वारा, जो तब वैक्टर के रूप में कार्य कर सकता है। पेपर इस दूत भूमिका के लिए कुछ संभावित उम्मीदवारों का सुझाव देता है, जिसमें बिस्तर कीड़े, टिक और टिड्डियां शामिल हैं, और यह कुछ संभावित जलीय वेक्टर-जीवों को भी नामित करता है, जैसे सीप और समुद्री कीड़े। यह इन वैक्टर हैं जो संभवत: प्रजातियों में दो बिट्स जंक डीएनए अनुक्रम, बीओवीबी और एल 1 को स्थानांतरित करते हैं।

डीएनए के वहां पहुंचने के बाद वास्तव में क्या दिलचस्प होता है। स्थानांतरण घटना होने के बाद, आइवेंसविक और उसकी टीम शो, डीएनए तेजी से दोहरा सकती है। उदाहरण के लिए, माना जाता है कि BovB को पहली बार साँपों में पैदा हुआ था और फिर लाखों साल पहले क्षैतिज स्थानान्तरण घटनाओं के माध्यम से गायों के लिए "कूद" गया, जहां इसने कई बार दोहराया। इसे एक मानक कॉपी-एंड-पेस्ट करने के रूप में सोचें, केवल आप बार-बार कंट्रोल-वी को हिट करते हैं।

"मेरे लिए, सबसे आश्चर्यजनक बात हस्तांतरण नहीं थी, लेकिन स्थानांतरण के बाद मेजबान जीनोम पर प्रभाव," इवेंसविक कहते हैं। “अब BovB गाय के जीनोम अनुक्रम के लगभग 25% हिस्से पर कब्जा कर लेता है। यह एक बहुत बड़ा बदलाव है! ”

बिग जंप की तलाश में

यह देखने के लिए कि जीवन के पेड़ में कितनी दूर तक इन दृश्यों का घुसपैठ है, आइवांसविक की टीम ने 759 प्रजातियों के जीनोम की जांच की। वे जानवरों में BovB अनुक्रम को सांप, गाय, समुद्री अर्चिन, चमगादड़ और घोड़ों के रूप में दूर से संबंधित मानते थे (हालांकि चमगादड़ और घोड़ों में पूर्ण BovB अनुक्रमों की संख्या कम थी)। L1 अनुक्रम और भी प्रचलित लग रहा था। जबकि 79 प्रजातियों में BovB अनुक्रम थे, 559 प्रजातियों में L1 अनुक्रम थे। ऐतिहासिक रूप से, L1 को केवल लंबवत रूप से स्थानांतरित किया जाना माना जाता था, इसलिए इन विषम प्रजातियों में L1 अनुक्रम को खोजना एक सफलता थी।

BovB ने हमेशा शोधकर्ताओं को साज़िश की है क्योंकि यह दूर से संबंधित प्रजातियों के बीच "बड़ी छलांग" लगाता है, जिससे यह सबूत मिलता है कि किसी तरह का क्षैतिज स्थानान्तरण किया गया था। लेकिन पिछले विश्लेषण ने केवल कुछ उदाहरण दिए, जिसमें L1 अनुक्रमों ने इन बड़े छलांगों को बनाया, जिससे शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि L1 शायद केवल लंबवत पारित किया गया था।

एक व्यापक नेट का उपयोग करके, आइवेंसविक की टीम ने दिखाया कि हमने एक बार सोचा था कि चारों ओर अधिक जीनोमिक कूद रहा है। "जानवरों, पौधों और कवक का उपयोग, वास्तव में वर्तमान डेटा के साथ कई जीनोम को स्क्रीन करने में मदद करता है। कई अध्ययन हैं जो बड़े पैमाने पर क्रॉस-किंगडम हस्तांतरण की तलाश करते हैं, “वह कहती हैं।

551 प्रजातियों में मौजूद L1s का पता लगाना इस बात का सबूत था कि L1s था ये बड़ी छलांग लगाई। टीम लाखों साल पहले समुद्री प्रजातियों में छह पूर्व अनदेखे L1 "कूद" की ओर इशारा करती है क्योंकि इस कबाड़ जीन के लिए संभव स्प्रिंगबोर्ड के रूप में पूरी तरह से अलग राज्यों में प्रजातियों के डीएनए में प्रवेश करने के लिए।

वे लिखते हैं कि इन क्षैतिज घटनाओं में से एक L1 अनुक्रम को "चिकित्सक" स्तनधारियों के प्राचीन पूर्वज में शामिल कर सकते हैं - वे जानवर जो 160 और 191 मिलियन साल पहले अंडे नहीं बिछाते हैं। वहां से, अनुक्रम को उन प्राचीन जानवरों के सभी वंशों तक लंबवत रूप से पारित किया जा सकता था, जिनमें, शायद, मनुष्य भी शामिल हैं। जबकि L1 मनुष्यों में ज्यादातर खंडित और निष्क्रिय है, फिर भी यह हमारे जीनोम का 17 प्रतिशत हिस्सा बनाता है।

इन उदाहरणों से पता चलता है कि कैसे सबसे नन्ही सेनाएँ भी विकास को फिर से चला सकती हैं। शायद, लाखों साल पहले, हमारे सबसे दूर के पूर्वजों में से एक में एक समुद्र में रहने वाले रक्तसंचित कीट के साथ एक विवाद हो गया - शायद यह एक समुद्री कीड़ा था - और किसी तरह यादृच्छिक डीएनए का एक इंजेक्शन प्राप्त किया। अब, लाखों साल बाद, वे परिवर्तन हमारे भीतर बने रहते हैं, और हम अभी भी यह पता लगा रहे हैं कि वे क्या भूमिकाएँ निभाते हैं।

"यह दर्शाता है कि कितना यादृच्छिक डीएनए आदान-प्रदान हमारे विकास को आकार दे सकता है," इवांसविक कहते हैं।

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