Гендердин ата-энеден урпактарга эмес, горизонталдуу өтүшү сыяктуу кубулуш ачылгандан бери биздин планетадагы бүт тирүү дүйнө бирдиктүү маалымат системасы катары көрсөтүлүп келет. Жана бул системада бир түрдүн ийгиликтүү эволюциялык ойлоп табуусун башка түргө алуу мүмкүн болот. Гендердин вертикалдык жана горизонталдуу трансфери деген эмне, бул процесстин механизмдери кандай жана органикалык дүйнөдөгү мисалдар – мунун баары макалада.
Кошунанын гендери
Генибизди ата-энебизден аларыбызды баары билет. Жана алар ата-энелеринен. Бул вертикалдуу которуу. Ал эми күтүлбөгөн жерден жашоого же адаптацияга пайдалуу болуп чыккан мутация пайда болуп, популяциянын геномунда орун алса, анда түр жашоо үчүн күрөштө артыкчылыктарга ээ болот.
Ошол эле учурда адамдын өзүнүн гени бар,мителердин өзүнчө, акулалардын өзүнчө. Алардын түрлөрүнүн ортосунда өтүү дээрлик мүмкүн эмес. Бирок кээде ушундай болот - бул гендин горизонталдуу өтүшү.
Заманбап гендик инженерия ушундай кылат. Генетикалык жактан өзгөртүлгөн организмдер гендин мындай трансферинин натыйжасы болуп саналат (мисалы, жогорудагы сүрөттө жарык берүүчү тардиград). Бирок табиятта бул көрүнүш көптөн бери бар.
Маселенин өзөгү
Гендердин вертикалдык трансфери – тукум куучулук материалдын ата-энелик формадан кыз организмдерге өтүү кубулушу.
Гендердин горизонталдуу трансфери – гендердин бир бойго жеткен организмден экинчисине өтүшүнүн табигый абалы. Ошол эле учурда объективдүү түрдө эки организм бар, кээде алар ар кандай биологиялык түрлөргө кирет.
Бактериялардагы гендердин горизонталдуу трансферинин мисалы, бир бактерия штаммынан экинчисине каршылык көрсөтүүчү гендердин өтүшү.
Керектүү шарттар
Бул кубулушту түшүнүү үчүн, принципиалдуу түрдө мындай которуу мүмкүн болгон шарттарды билүү зарыл, атап айтканда:
- Гендердин бир клеткадан экинчисине, бир организмден экинчисине «ташуу» үчүн ортомчу болушу керек.
- Кожоюндун ген топтомуна бөтөн гендерди киргизүүгө мүмкүндүк берүүчү молекулярдык механизм болушу керек.
Бул шарттарды ретровирустар жана башка транспозондор (ДНК элементтери) аткарышы мүмкүн. Бүгүнкү күндө гендик инженерия горизонталдуу генди өткөрүүнүн так ушундай ыкмаларын кабыл алды.
БирокБүгүнкү күндө мындай гендердин өтүү механизмдери изилденип жатат, вирустардан тышкары, мындай өтүү организмге жөнөкөй интродукция аркылуу же мите организмдер менен кирген дезоксирибонуклеиндик кислоталардын (транспозондордун) эркин бөлүмдөрүнүн жардамы менен да болушу мүмкүн. Акыркысы кожоюндун генетикалык аппаратын гана эмес, биоценоз системасындагы экологиялык ордун да өзгөртө алат.
Фон
Бул биринчи жолу 1959-жылы Японияда сүрөттөлгөн ар кандай бактерия штаммдары арасында антибиотиктерге туруктуулук гендерин өткөрүп берүү.
1990-жылдардын орто ченинде эле молекулярдык биологдор прокариоттор менен эукариоттордогу гендердин горизонталдуу которулушу планетабыздагы жашоонун эволюциялык өнүгүшүнө катышканын далилдешкен.
2010-жылы профессор Седрик Фешотттун изилдөөсү жарыяланган, анда опоссум жана сайири маймылдарынын геномунун анализи берилген. Аларды бир түрдөгү мүчүлүштүк чаккан. Сүт эмүүчүлөрдүн геномдорунда курт-кумурскалар менен 98% окшоштукка ээ транспозоо табылган. Маалымат үчүн, бул мүчүлүштүктөр маймылдар менен опоссумдарды гана чакпайт.
Мындан ары организмдердин ар кандай домендери арасында горизонталдуу гендердин өтүү гипотезасы биологиянын жаңы парадигмасы болуп калды.
Түстүү мүчүлүштүктөр
Ал эми акыркы 30 жылда бактериялардагы гендин горизонталдуу которулушу биологдордо шек жаратпаса, анда анын көп клеткалуу организмдердеги мүмкүнчүлүгү көптөгөн суроолорду жаратты. Дал ошондо биологдордун көңүлүн кадимки мите бурганденеси жашыл жана кызыл түстөгү адамдар бар.
Кызыл индивиддерге түс берген пигменттердин анализи каротиноиддердин - өсүмдүк пигменттеринин бар экенин аныктаган. Жалбырактар өсүмдүк организмдерине гана тиешелүү гендерди кайдан алышкан? Бүгүнкү күндө курт-кумурскалардын геномунун секвенирлөө изилдөөчүлөр үчүн өтө жөнөкөй маселе. Ошентип, кызыл пигменттин синтезине жооптуу мителердин гендери эч кандай көзгө көрүнөрлүк зыян келтирбестен мителердин денесинде мителик кылуучу кээ бир козу карындардын гендерине толугу менен окшош экени аныкталган.
Көбүнчө, мите эволюциясынын башталышында (болжол менен 80 миллион жыл мурун) генетикалык машинада мүчүлүштүктөр болуп, козу карындын гендери курт-кумурскалардын геномуна орнотулган.
Эволюция жана биологиялык ар түрдүүлүк
Органикалык дүйнөнүн бардык филогенетикалык систематикасы Дарвиндин дивергенция концепциясына негизделген. Анын маңызы төмөндөгүдөй: түрдүн популяцияларынын ортосунда репродуктивдүү изоляция пайда болоору менен спецификация процесси жөнүндө сөз кылууга болот. Ансыз деле эки түр табигый тандалууга жана кокус мутацияларга негизделген эволюцияны улантууда.
Түрлөр менен чоңураак таксондордун ортосунда горизонталдуу ген трансферинин ачылышы ушунчалык кыска убакыт аралыгында (4 миллиард жыл) биздин планетадагы тирүү материя бир клеткалуу формадан жогорку уюшкан көп клеткалуу формага өтө аларын далилдеди.
Ошентип, планетанын бүт биотасы жаңы тукум куучулук белгилерди түзүү үчүн бирдиктүү лабораторияга айланат жана ал гендердин горизонталдуу кыймылы болуп саналат.эволюциялык процессти кыйла тездете алмак жана улантууда.
Келгиле, гендерди алалы
2015-жылы Кембриджден (Улуу Британия) генетик Алистер Крисп Drosophila мөмө чымындарынын 12 түрүнүн, жумуру курттардын 4 түрүнүн жана приматтардын 10 түрүнүн (алардын бири адам) геномдорун изилдеген. Окумуштуу ДНКнын "келгин" бөлүмдөрүн издеп жүргөн.
Изилдөөлөрдүн натыйжалары эукариоттордогу гендердин горизонталдуу трансферинин натыйжасы болгон геномдордо 145 аймактын бар экенин тастыктады.
Бул гендердин кээ бирлери белоктордун жана липиддердин метаболизмине катышат, экинчилери - иммундук жооптор. Эң негизгиси, бул гендердин ыктымал донорлорун аныктоого мүмкүн болду. Алар протисттер (эң жөнөкөй эукариоттор), бактериялар (прокариоттор) жана козу карындар болуп чыкты.
Бизчи
Адамдарда гендердин горизонталдуу трансфери аркылуу AB0 кан түрлөрү үчүн жооптуу гендер пайда болгону ишенимдүү белгилүү.
Приматтарда гендердин мындай өтүшүнүн далилдеринин көбү башка хордалар менен жалпы ата-бабадан бери келе жаткан байыркы келип чыккан.
Акыркы изилдөөлөргө ылайык, адамдагы плацентанын пайда болушуна плацентардык жаныбарлар пайда боло баштаганда бир жерде кармалган вирустун гени да жооптуу.
Адам геномунун секвенирлөөнүн натыйжалары анын курамында "уктап жаткан гендер" деп аталган вирустук геномдордун 8%ке жакыны бар экенин көрсөттү.
Мутанттардын доору
Мына келдикжашыл активисттер коркуткан коркунучтуу окуялардын темасы. Бул "уктап жаткан" гендер күйүп калсачы? Же кене адамды тиштеп, анын геномуна кандайдыр бир коркунучту тартып жатабы? Же генетикалык жактан өзгөртүлгөн сояны жеп, мутант болуп калабызбы? Бирок, 4 миллиард жыл бою планетадагы биологиялык ар түрдүүлүк көбөйдү, а сен экөөбүз дагы эле киттерге, мите козу карынга окшош. Эмне үчүн?
Биринчиден, горизонталдуу өтүү механизми жаратылышта жашоонун өзү бар болгончо бар. Ал эми мителердин мисалында, гендердин мындай трансфери организмдердин айлана-чөйрөнүн шарттарына көнүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатууга багытталгандыгы так көрүнүп турат (өсүмдүктөрдүн айрым бөлүктөрүндө кызыл түстөр азыраак көрүнөт). Жана гендик инженерлер бул жагынан жаңы эч нерсе ойлоп тапкан жок. Арктикалык балык гендери бар помидорлор суукка чыдамдуулукту жогорулатты, бул аларды түндүк аймактарда өстүрүүгө мүмкүндүк берет.
Экинчиден, генетикалык өтүү мүмкүнчүлүгүнө карабастан, биз планетадагы бардык тирүү организмдердин геномунун унификациясын (бир тектүүлүгүн) байкай элекпиз. Клетка жана организм болгон биологиялык системанын туруктуулугу гендердин натыйжасыз трансферин чектөө үчүн жетиштүү. Бирок ошол эле учурда дал ушул трансфер биологиялык эволюциянын куралы болуп саналат, ал биологиялык ар түрдүүлүккө алып келет. Ошентип, көп өтпөй аюулар батперекке, иттер хамелеонго окшошуп калат.
