Сегодня мы с вами поговорим про горизонтальный перенос генов.

Про то, что бактерии этим занимаются везде и подолгу я рассказывал в предыдущем своем посте. У бактерий нет своих генов, которые достанутся только их потомству. Бактерии делятся генами друг с другом, оставляя частички себя в каждой клеточке, принявшей этот ген (и в ее потомстве). В данном случае можно сказать, что бактерии – это лишь домики для генов, а гены стремятся расселится по всем домикам.

Есть даже пример, когда в одной очень изолированной подземной луже бактерии так долго делились друг с другом генами, что остался только один вид бактерий, умеющей делать абсолютно все для жизни в данных условиях, то есть в нее заселились все гены, полезные в данных условиях. Остальные виды бактерий в той луже вымерли, но не полностью. Их частички до сих пор живы и выполняют свои функции. Вы скажете, что они все равно вымерли, ведь один ген не сравним с полноразмерным геномом, но посчитайте сколько в вас генетической информации, доставшейся вам от вашей пра-пра-пра-пра-бабушки (100%/2/2/2/2/2/2=). Правильно, около полутора процентов, так что для эти бактерии живы до сих пор в своем потомстве, как и наши предки в нас.

Это бактерии, они “примитивны”, а что же насчет нас, “высших” существ? Начнем с того, что мы ядерные организмы (эукариоты). Это значит, что в наших клетках генетическая информация компактно уложена в специальных мешочках (органеллах) – ядрах. Ядра обеспечивают разделение процессов синтеза РНК и белков, что дает дополнительную возможность контроля жизни клетки (см. предыдущие посты). Дополнительный контроль должен быть записан в геноме, каждый лишний нуклеотид генома требует энергии для своего содержания, передачи потомству и защиты от мутаций. Где взять столько энергии? Наши далекие предки выкрутились из этой ситуации просто: поселили внутри себя бактерий, которые умеют окислять кислородом органику, добывая кучу энергии. У этих бактерий была проблема: чем больше энергии они добывали, тем более “взрывоопасными” они становились, тем больше на их жизнь влияли внешние условия. Но при заселении внутрь других организмов, эта проблема для них исчезла и они смогли работать на полную мощность. Имя этим бактериям – митохондрии.

Так вот, митохондрии в нас так давно, что они отдали внутрь нашего ядра часть своего генома, чтобы сконцентрироваться на добыче энергии, не отвлекаясь на всякую ерунду. Эти гены встроились в наш геном и наш организм может управлять митохондриями, синтезируя или не синтезируя их компоненты с их же генов. И да, теперь они уже не способны жить вне наших клеток, как и мы без них.

То же можно сказать и о хлоропластах в растениях (занимаются превращением энергии света в сахар).

Но есть одно забавное существо, которое не является растением, но тоже обзавелось генами, контролирующими хлоропласты. Эти гены оно позаимствовало у водорослей, при помощи горизонтального переноса. И теперь может, поев растения, заселить хлоропласты внутрь своих клеток и жить за счет энергии света.

Горизонтальный перенос генов не распространен среди многоклеточных, потому что им его заменяет половое размножение, которое и приводит к разнообразию вариантов компоновки разных мутаций. И отказ от полового размножения всегда приводит к затуханию разнообразия и, постепенно, к вымиранию. Но есть одни странные мелкие существа – коловратки, некоторые из которых перешли на бесполое размножение миллионы лет назад и процветают. Оказалось, что во время засушливого сезона их половые клетки повреждаются (высыхая, собственно), и, восстанавливаясь при отмокании, случайно захватывают ДНК, находящуюся рядом. Именно эта ДНК от бактерий, одноклеточных и даже многоклеточных,встраиваясь, может начать выполнять полезную функцию и приводит к появлению разнообразия среди бесполых коловраток.

Примеров много, есть, например, тля, которая позаимствовала гены синтеза каротиноидов (от которых морковка оранжевая) у плесени, которая позаимствовала их у бактерий. И теперь эта тля щеголяет своим красным/оранжевым/коричневым тельцем. А нам приходится есть морковку, потому что каротиноиды эти предшественники витамина А, а он нужен для зрения, (хотя, можно поесть и этой самой тли :)

Думаете, что вирусы зло? А теперь задумайтесь над цифрой: 20% генома человека когдато принадлежало вирусам и было приобретено, благодаря горизонтальному переносу генов. Некоторые из них не несут явной информации, но есть и те, которые сделали нас теми, кто мы есть.

Самым близким для нас примером является наша планцентарность. Благодаря плацентарности нашим родителям не приходится высиживать нас из яиц. Так вот, есть теория, что плацентарностью мы обязаны вирусу, похожему на ВИЧ, но не ВИЧ. Его гены, благодаря которым он спасался от иммунной системы человека и объединял клетки вместе (сливал в одну большую), создавая фабрики по производству своих копий, теперь создают плаценту, обеспечивая пищей плод и защищают его от иммунной системы матери (для которой он, в принципе, только на 50% родной, а оставшиеся 50% можно и уничтожить).

В данный момент человек тоже начал использовать горизонтальный перенос генов себе на пользу (так называемые ГМО). Думаете ГМО это вред? То есть заставить гены, опробованные миллионами лет в других организмах, и имеющих известные функции работать на нужный нам организм вреднее, чем получать селекцией случайных мутантов с неизвестными качествами?

Что бы вы об этом не думали, но ГМО повсюду даже лимонная кислота, являющаяся самым безобидным консервантом, производится ГМО плесенью^И нам с этим жить, а наши потомки просто умрут от голода без ГМО продуктов.

Горизонтальный перенос генов
Оцените пожалуйста статью

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *