Önző DNS
Az önző DNS olyan DNS-szekvenciákra utal, amelyek két különböző tulajdonsággal rendelkeznek:
- a DNS-szekvencia úgy terjed, hogy a genomon belül további másolatokat képez; és
- nem járul hozzá konkrétan a gazdaszervezet szaporodási sikeréhez. (Lehet, hogy jelentős negatív hatása van, de az is lehet, hogy nincs.)
Richard Dawkins 1976-ban megjelent, Az önző gén című könyvében felvetette az önző DNS gondolatát, amikor felfedezték a nem kódoló DNS-t az eukarióta genomokban. 1980-ban a Nature folyóiratban megjelent két cikk bővítette és megvitatta az elképzelést. Az egyik cikk szerint:
A természetes szelekció elmélete általánosabb megfogalmazásában a replikáló egységek közötti versennyel foglalkozik. Kimutatja, hogy egy ilyen versenyben a hatékonyabb replikátorok száma a kevésbé hatékony versenytársaik rovására növekszik. Megfelelő idő elteltével csak a leghatékonyabb replikátorok maradnak fenn.
- L.E. Orgel & F.H.C. Crick, Önző DNS: a végső parazita.
A normális, genetikailag funkcionális DNS-t "replikáló entitásoknak" tekinthetjük, amelyek az általuk irányított sejt manipulálásával fejtik ki replikációjukat. Ezzel szemben az önző DNS egységei kihasználhatják a sejtben meglévő mechanizmusokat, és anélkül szaporodhatnak, hogy más szempontból befolyásolnák a szervezet fittségét.
Az önző DNS és a genetikailag funkcionális DNS fogalma között nincs éles határvonal. Gyakran az is nehéz megállapítani, hogy a nem kódoló DNS egy egysége funkcionálisan fontos-e vagy sem; vagy ha fontos, akkor milyen módon. Ráadásul nem mindig könnyű különbséget tenni az önző DNS egyes példányai és a vírusok egyes típusai között.
Az ötlet története
Nem új keletű az az elképzelés, hogy egyes genetikai elemek esetleg nem hasznosak a szervezet számára. Egy orosz genetikus 1928-ban egy X-kromoszómáról számolt be a Drosophila obscurában. Azt állította, hogy az így kialakuló, a nőstényeket torzító nemi arány kihalásra késztethet egy populációt.
1941-ben merült fel először, hogy konfliktus állhat fenn a két szülőtől származó, normálisan öröklődő nukleáris gének és az egyik szülőtől (a nőtől) származó mitokondriális gének között. Ez citoplazmatikus hímsterilitáshoz vezethet a növényekben.
Ugyanebben az időben számos más példát is jelentettek az önző genetikai elemekre. Egy kukoricagenetikus például leírta, hogy a kromoszómacsomók hogyan vezettek a kukoricában a női meiotikus hajtáshoz. Meiotikus hajtásról akkor beszélünk, amikor egy gén egy példánya a várt 50%-nál nagyobb arányban öröklődik az utódokra.
Gunnar Östergren svéd botanikus és citogenetikus 1945-ben megjegyezte, hogy a kromoszómák saját "parazita" természetük miatt terjedhetnek egy populációban. A növények B kromoszómáit tárgyalva a következőket írta: "Sok esetben ezeknek a kromoszómáknak egyáltalán nincs hasznos funkciójuk az őket hordozó faj számára, hanem gyakran kizárólag parazita életet élnek... [A B kromoszómáknak] nem kell hasznosnak lenniük a növények számára. Csak önmaguk számára kell hasznosnak lenniük." - Gunnar Östergren.
Az 1950-es évek elején Barbara McClintock egy sor tanulmányt publikált a "transzponálható elemek" létezéséről. Ezek a legsikeresebb önző genetikai elemek közé tartoznak. A transzponálható elemek felfedezéséért 1983-ban orvosi vagy fiziológiai Nobel-díjat kapott.
Kérdések és válaszok
K: Mi az az önző DNS?
V: Az önző DNS az olyan DNS-szekvenciák megnevezése, amelyek két tulajdonsággal rendelkeznek: képesek terjedni azáltal, hogy több másolatot képeznek magukból a genomban, és nem segítik a gazdaszervezet szaporodási sikerét.
K: Ki vetette fel először az önző DNS ötletét?
V: Richard Dawkins vetette fel először az önző DNS gondolatát 1976-ban megjelent, Az önző gén című könyvében.
K: Hogyan bővítette ki Orgel és Crick ezt az elképzelést?
V: Orgel és Crick 1980-ban a Nature-ben megjelent cikkében bővítette ki ezt az elképzelést, amelyben azt tárgyalták, hogyan működik a természetes szelekció az egymással versengő, replikálódó egyedek esetében. Azt állították, hogy a hatékonyabb replikátorok idővel a kevésbé hatékony versenytársak rovására fognak növekedni.
K: Hogyan replikálódik a normális, genetikailag funkcionális DNS?
V: A normál genetikailag funkcionális DNS az általa irányított sejt manipulálásával replikálódik.
K: Milyen hasonlóságok vannak az önző DNS és a vírusok között?
V: Nehéz lehet különbséget tenni az önző DNS egyes példányai és a vírusok egyes típusai között olyan közös tulajdonságaik miatt, mint például az, hogy képesek kihasználni a sejtben meglévő mechanizmusokat a szaporodáshoz anélkül, hogy befolyásolnák a sejt fittségét.
K: Van egyértelmű határ az önző DNS és a genetikailag funkcionális DNS között?
V: Nem, nincs éles határvonal e két fogalom között, mivel nehéz lehet meghatározni, hogy a nem kódoló DNS egy egysége funkcionálisan fontos-e vagy sem, vagy ha fontos, milyen módon befolyásolja a szervezet fitneszét.
K: Mit fedeztek fel, amikor a nem kódoló DNS-eket tanulmányozták?
V: Amikor a nem kódoló DNS-eket tanulmányozták, felfedezték, hogy két tulajdonságuk van: képesek terjedni azáltal, hogy több másolatot képeznek magukból a genomon belül, de nem segítik a szervezet szaporodási sikerét.
