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Die Komplexität der RNA-Bearbeitung in Korallen überrascht Evolutionsforscher

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Quelle: icr.org

Korallenriffe spielen eine wichtige Rolle in der Ökologie der Ozeane und sind zudem Lebensraum und Habitat für verschiedene Arten. Obwohl Korallen von außen wie ein einziger Organismus erscheinen mögen, sind sie in Wirklichkeit ein Konglomerat aus zahlreichen genetisch identischen Lebewesen, die als „Polypen” bezeichnet werden. Es wird angenommen, dass diese vielzelligen Organismen Vertreter einer primitiven Form vielzelliger Tiere sind. 

Wissenschaftler behaupten übrigens, dass die ersten Korallen in den frühen Stadien des Entstehens des Lebens auf der Erde vor mehr als 400 Millionen Jahren entstanden sind. Aber sind Korallen wirklich so primitiv? Oder sind sie nur ein weiteres Beispiel für ein äußerst komplexes und durchdachtes Design?

Die neue Erforschung der Korallen ist eine weitreichende evolutionäre Geschichte darüber, wie das Leben im Laufe einer unendlich langen Zeit allmählich komplexere Formen angenommen hat. 

Im Rahmen der Studie wurde ein äußerst detailliert entwickeltes System zur Neucodierung von Zellen verwendet, das es dem Organismus ermöglicht, genetische Informationen in verschiedenen Entwicklungsstadien oder als Reaktion auf ökologische Signale zu verändern. Das als „RNA-Editing” bezeichnete Phänomen ist so komplex, dass Wissenschaftler erst am Anfang stehen, es zu verstehen.

Die DNA eines Organismus kann mit einer Festplatte verglichen werden, auf der Programme und andere Informationen gespeichert sind, die für den Start einer Zelle erforderlich sind. Kopien von Programmen in der DNA, also Gene, werden in RNA transkribiert, genauso wie Programme von der Festplatte eines Computers in den Arbeitsspeicher kopiert werden, um die Software einfach nutzen zu können. Zunächst gingen Wissenschaftler davon aus, dass die in der RNA kodierte Information unverändert blieb. Sie wurde entweder für die Proteinproduktion verwendet oder die RNA wurde direkt für einen bestimmten Zweck in der Zelle genutzt. 

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich die Basen in der RNA „on the fly“ dynamisch verändern können – in einem Feinabstimmungsprozess, der als RNA-Editing bezeichnet wird.

Eine häufige Art der RNA-Bearbeitung in tierischen Zellen ist die Umwandlung der Adenosinbase in eine Inosinbase (A-zu-I-Umwandlung). Die Inosinbase ist nicht Teil des Standard-Gencodes, wird jedoch vom Zellmechanismus als Guaninbase wahrgenommen. Diese Art der Bearbeitung hat einen außerordentlichen Einfluss auf die Genexpression und kann zur Bildung verschiedener Formen von Proteinen oder RNAs mit unterschiedlichen Funktionen führen. 

Wissenschaftler untersuchen noch, zu welchem Zweck eine solche Bearbeitung genutzt werden kann, aber es ist bekannt, dass sie den Anpassungsprozess und die Funktion des Nervensystems beeinflussen kann, wo blitzschnelle Reaktionen erforderlich sind.

Die besten Fälle von RNA-Veränderungen sind bei Vertretern der Tierwelt dokumentiert – dies ist die RNA-Bearbeitung bei Säugetieren, Fliegen, Tintenfischen und Kalmaren. Es wird angenommen, dass die Rolle der Veränderungen bei Säugetieren und Fliegen unbedeutend ist, jedoch spielen die Veränderungen eine wesentliche Rolle im Nervensystem von Tintenfischen und Kraken. Da RNA-Veränderungen mit Blick auf den Menschen untersucht werden, wächst unser Wissen über ihre Bedeutung im Nervensystem.

Im Rahmen einer aktuellen Studie analysierten Wissenschaftler RNA-Veränderungen im Korallenriff Acropora midapora, das als eines der grundlegendsten oder primitivsten Tiere gilt. Die Forscher konzentrierten sich auf die für die Fortpflanzung verantwortlichen Zellen, in denen die RNA-Bearbeitung vermutlich eine wichtige Rolle spielt. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass die Merkmale der RNA-Bearbeitung in Korallen denen der RNA-Bearbeitung bei Säugetieren ähneln. 

Übrigens wurden mehr als 500.000 Stellen in den Genen von Korallen identifiziert, an denen die Sequenz aufgrund von RNA-Veränderungen verändert wurde. Der Grad der RNA-Bearbeitung nahm während der Laichzeit zu und war in neuen Gameten noch höher.

Wie konnte ein Phänomen wie die RNA-Bearbeitung sowohl bei Säugetieren als auch bei Korallen (Tieren, die angeblich am Anfang der Evolutionskette stehen) ein ebenso komplexer Prozess sein? Dies wirft erneut ein altbekanntes Thema in wissenschaftlichen Entdeckungen auf: In allen Zellsystemen sind in allen Lebensphasen nahezu unendlich viele Komplexitätsstufen vorhanden. Es stellt sich heraus, dass nichts einfach ist.

Dieses allumfassende Paradigma widerlegt vollständig die evolutionäre Vorstellung, dass das Leben einfach begann und mit der Zeit immer komplexer wurde. Die Wissenschaft und ihre erstaunlichen Entdeckungen lassen sich nur innerhalb des folgenden Blickwinkels richtig erklären: Ein allumfassender und allmächtiger Schöpfer hat alles Lebendige von Anfang an entworfen.

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