СВЪРЗАНИ НОВИНИ Как мутациите си намират мястото. Скорост и локализация на мутациите по данни от 21 век Мутациите може да не са случайни според ново проучване
Дописката на НаукаOFFNews за откриването на "неслучайни мутации в човешките гени" от израелския колектив, воден от проф. Ади Ливнат, предизвика противоречив интерес и несъмнено се нуждае от изясняване.
Затова след статията на Константин Чипев "Как мутациите си намират мястото. Скорост и локализация на мутациите по данни от 21 век" ви предлагаме и коментара на доц. Лъчезар Карагьозов.
Наследствените промени са суровият материал за отбора (по Дарвин). Преобладаващото мнение сред нео-дарвинистите е, че тези промени са случайни и ненасочени, като видът им не зависи от околната среда, състоянието на организма, космическата енергия и прочее.
Лисенко и неговите привърженици смятат, че наследствените изменения са насочени и са в „отговор“ на условията на околната среда (виж в доклада на Т.Д. Лисенко на сесията на ВАСХНИЛ „За положението в биологическата наука“ точка.5: „Идея непознаваемости в учении о „наследственном веществе“ - текстът на доклада може да видите тук: http://lib.ru/DIALEKTIKA/washniil.txt
Днес знаем много за наследствеността и за ДНК (наследственото вещество). Причините за мутациите, промените в тяхната честота, ензимните механизми на възникването им и т.н. са обект на стотици статии. Случайният им характер по правило не се подлага на съмнение. Няколко пъти са правени експерименти за проверка на неадаптивния характер на мутациите при прокариоти (най-известен е т.нар. флуктуационен експеримент на Луриа и Делбрюк, 1943; също показателен е експериментът с разстилане (spreading) на Нюкомб).
Израелският учен проф. Ади Ливнат (Adi Livnat) преди няколко години излезе с теория, че при еукариотите мутациите могат да имат адаптивен характер (Livnat, Adi. "Interaction-based evolution: how natural selection and nonrandom mutation work together." Biology direct 8, no. 1 (2013): 1-53.)
Статията на проф. Ливнат в Genome Research от януари 2022 ("De novo mutation rates at the single-mutation resolution in a human HBB gene-region associated with adaptation and genetic disease.") дава пример за насочена адаптивна промяна. Става дума за мутиране на кодон №6 в последователността, кодираща бета-глобиновата верига при човека.
Нека да видим примера и какво в действителност показва той. Първо две думи за хемоглобина.
Хемоглобинът при възрастните е в два варианта. Единият вариант преобладава (97% ); при него хемоглобинът се състои от две алфа-глобинови вериги и две бета-глобинови вериги. Друга, значително по-малка част от хемоглобина има две алфа-вериги и две делта-вериги (вместо две бета-вериги). Бета и делта глобиновите вериги си приличат силно и се кодират от два съседни гена в хромозома 11.
Хемоглобин S се среща само при някои хора и има две алфа-вериги и още две мутантни бета вериги (S-вериги). При S-веригите аминокиселина №6 от N-края на белтъка е заменена с друга (глутамат е заменен с валин). Това се дължи на точкова мутация (кодонът GAG е променен в GTG).
Присъствието на S-вериги в червените кръвни клетки има характерно географско разпространение. Мутацията S се открива там, където има (или е имало) малария – Африка, Индия, Средиземноморието (включително Гърция, Турция, България).
Причината за това разпределение на S-мутацията сред хората е отборът, на който маларията подлага хората. Маларията е тежка паразитна болест, болните нямат голям шанс да оставят потомство. В тези условия мутацията S, която помага болестта да бъде по-лека, много лесно „се закрепва“ в поколенията.
Статията на проф. Ливнат отхвърля случайния характер на S-мутацията в кодон №6. Без да влизам в подробности, какви са експерименталните данни?
ДНК се изолира от сперматозоиди. Сперматозоиди се използват, защото само промени в ДНК на половите клетки се предават на следващото поколение (Август Вайсман). Там трябва и да се търсят мутации, а не в соматичните клетки. Донори са четирима с европейско потекло от САЩ и седем африканци от Гана, където (за разлика от САЩ) и днес съществува малария. Изследвана е ДНК от няколко десетки милиона сперматозоиди от всеки донор (таблица 1 от статията).
Изследват се промените в последователността на шест нуклеотида от гена за бета-веригите, съответно от гена за делта-веригите (контрола). Става дума за нуклеотидите CCTnAGG, които са място за срязване на ДНК от рестриктазата Bsu36I (Bsu36I се използва в диагностиката). При всеки един от тези нуклеотиди се наблюдават случаи на точкови мутации. Открити се транзиции и трансверзии, по 23, 18, 12, 20, 1 и 1 случая на нуклеотид. Непосредственият извод тук е, че мутациите, насочени или не, са много рядко явление.
Нуклеотидите nAG са от кодон №6 (подчертан в рестриктния сайт). Замените на аденина са добре представени, особено в бета-веригата. Замени от GAG в GTG се наблюдават в 9 случая, от GAG в GGG – в 6 случая, а от GAG в GСG – в два случая. Съответните случаи в делта-веригата са само три.
Особеността е, че замените от GAG в GTG (S-мутация) се наблюдават само в бета-веригата и то само при трима донори от Гана. Това се приема от авторите за проява на насочена мутагенеза.
Това (според мен) не е достатъчно, за да се направи фундаменталният извод за насоченост на възникването на S-мутацията. Това все пак е единичен експеримент. Освен това мутации, които не се различават особено от останалите по честота, могат да се нарекат „насочени“ само за удобство (отборът все пак ще реши какъв ще е техният характер). Например неадаптивната мутация от GAG в GGG (глутамат до глицин) също така е добре представена (9 случая в донори от двата континента и в две глобинови вериги). Авторите обаче не смятат, че тя е „насочена“.
Някои моменти от експеримента за мен не са достатъчно обсъдени.
Първо, не е ясно защо са избрани донори от Гана. Ако авторите се интересуваха от расови различия, криобанките в САЩ са достатъчни и не е необходимо да се прави колаборация с Гана. Очевидно авторите търсят директно влияние на болестта малария върху мутационната честота.
Такава „странна“ теория авторите не издигат в явен вид. Този избор на донори обаче не е удачен, защото съществува опасност (макар и малка) от замърсяване с ДНК от други хора от района, които са със S-мутация.
Второ, съществуването на по-висока, адаптивна честота на точкова S-мутация (аденин в тимин, в кодон №6) би се проявило в многократно появяване на S-хемоглобин в различни географски райони. Противно на това, данните са, че S-мутацията в човешката история се е появила само веднъж и е започнала да се разпространява преди около 7 хиляди години. Каква полза от „насочени“ мутации, ако те са също толкова редки, както и случайните?
За възникването и разпространението на S-мутацията виж съответните статии:
- Shriner, Daniel, and Charles N. Rotimi. "Whole-genome-sequence-based haplotypes reveal single origin of the sickle allele during the holocene wet phase." The American Journal of Human Genetics 102, no. 4 (2018): 547-556. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.02.003
- Esoh, Kevin, and Ambroise Wonkam. "Evolutionary history of sickle-cell mutation: implications for global genetic medicine." Human molecular genetics 30, no. R1 (2021): R119-R128. https://doi.org/10.1093/hmg/ddab004
Трето, авторите не обсъждат съществуването на съответен молекулен механизъм, който би осъществил адаптивност на мутациите. Очевидно, за да бъде ефективен, този механизъм трябва да включва: (1) източник и начин на използване на информацията за съответната нуклеотидна промяна; (2) начин на различаване на гена на бета-веригата от гена на делта-веригата; (3) влияние на историята на заболяване от малария в определен район. Трудно си представям подобен механизъм.
В заключение. Най-общо мога да кажа, че популяризирането на статии, които без особени аргументи, разрушават някоя от основите на науките, не са от полза. "Писания" , че Дарвин не е прав, че мутациите съответстват на условията, в които е попаднал организма, могат и да навредят. Публиката, която няма съответното образование, след това лесно ще повярва, че ваксините не са ваксини, а вирусът ни е спуснат от американците и т.н.
За привличане на погледа често се хвърлят такива заглавия като (все по най-нови данни) - „Айнщайн – оборен“, „Грешката на Дарвин“, „Планети не се движат по Коперник“. В същото време етикетите на хранителните продукти остават загадка за пазаруващите, да не говорим за това какво са антителата!
Статията на проф. Ади Ливнат: Daniel Melamed et al, De novo mutation rates at the single-mutation resolution in a human HBB gene-region associated with adaptation and genetic disease, Genome Research (2022). DOI: 10.1101/gr.276103.121
Русия: Градът обявен за извънредно полож...
Делото за геноцид над палестинците пред ...
2. radostinalassa
3. leonleonovpom2
4. varg1
5. mt46
6. wonder
7. kvg55
8. planinitenabulgaria
9. sparotok
10. hadjito
11. getmans1
12. stela50
13. zaw12929
14. rosiela
2. katan
3. wonder
4. leonleonovpom2
5. mt46
6. bojil
7. vidima
8. dobrota
9. ambroziia
10. donkatoneva
2. vesonai
3. radostinalassa
4. lamb
5. hadjito
6. samvoin
7. manoelia
8. mimogarcia
9. bateico
10. iw69