Генетика
Категорії / Біологія / Генетика / Як довго це буде тривати?

Як довго це буде тривати?

Автор:
Джерело: Answers in Genesis

Стаття, опублікована в Nature, вказує, що попередні дослідження, можливо, недооцінили розмір мінімального бактеріального генома на цілих 50%. Проте еволюційне значення, схоже, відсутнє.

У недавній новинній публікації BBC News та інших новинних організацій повідомлялось, що вчені виявили, що кількість генів, необхідних для створення «найпростішої» живої істоти (бактерії), насправді може бути набагато більшою, ніж спочатку прогнозувалося. Стаття, опублікована в Nature, показує, що попередні дослідження, можливо, недооцінили розмір мінімального бактеріального генома на цілих 50%.

Що таке мінімальний геном?

Відповідь на це питання, насправді, залежить від того, кого ви питаєте. В даний час найбільш поширеним визначенням є кількість генів, що вважаються життєво важливими для виживання бактерії в лабораторному середовищі, багатому поживними речовинами, вільному від стресу і конкуренції. 

Як правило, бактеріями, які вивчають, є внутрішньоклітинні паразити (наприклад, Buchnera і Wigglesworthia вивчалися в статті журналу Nature), тобто вони не можуть жити за межами свого господаря, простіше кажучи, не є вільними. Ці бактерії не мають генів для таких процесів, як відновлення ДНК або обмін речовин, оскільки господар забезпечує їх захистом і поживними речовинами. У них є гени для основних процесів, таких як реплікація ДНК і утворення білків.

Проблема з використанням цього визначення полягає в тому, що воно здається дуже ідеалістичним і нереалістичним, враховуючи пропоновані результати (нижче) досліджень мінімальних геномів.

Як визначається мінімальний геном?

Існує кілька способів визначення мінімальних геномів. Порівняльна геноміка порівнює два або більше видів і шукає гени, що зустрічаються у всіх них. Вони вважаються важливими і, отже, зберігаються в міру розвитку. Іншим методом є делеція або мутація генів по одному і спостереження за впливом на організм. Якщо організм не відповідає визначеним рівням придатності в результаті делеції/мутації, то ген вважається істотним. Обидва процеси зазвичай виконуються in silico (як в статті Nature), тобто на комп'ютері, а не in vivo (з використанням живих організмів).

Очевидна проблема з цими методами полягає в тому, що вони не виконуються на живих організмах, тому результати є лише змодельованими. Проблема з методом делеції/мутації, як відзначають автори Nature, полягає в тому, що «функціональна надлишковість» викликає багато генів, які позначають як несуттєві (можливо, до 50% позначені неправильно). 

Більшість бактерій мають кілька шляхів синтезу одного і того ж продукту. (Це саме по собі повинно здаватися дивним для еволюціоністів, тому що шанси на розвиток одного шляху для виробництва чогось неймовірні, але шанси на розвиток двох шляхів для виробництва одного і того ж абсолютно неймовірні!) 

Коли один шлях виключено, вони використовують альтернативний, тому вихідний шлях позначається як несуттєвий. Однак продукт може бути істотним, і тому сам шлях (принаймні, один з них) також має важливе значення. 

Наприклад, бактерії E. coli, як вважали, мали 134 основних гени, але стаття в Nature вказує, що кількість генів може досягати 245. M. genitalium (бактерії з найменшим геномом всього 480 генів), як вважали, мав 256 основних генів, але недавнє дослідження показує, що їх кількість може досягати 382. Числа продовжують рости, а не падати!

Навіть якщо мінімальний геном визначається цими методами, правильно було б відразу видалити всі несуттєві гени в бактерії і подивитися, чи виживе вона. Сучасні технології не можуть цього зробити. Інший метод дослідження мінімального генома синтезувати ДНК, помістити її в бактерію, окрему від ДНК, і подивитися, чи зможе вона вижити. Знову ж, нинішня технологія не дозволяє синтезувати довгі фрагменти ДНК, які будуть потрібні для цього методу.

Навіщо визначати мінімальний геном?

Можна навести кілька причин для цих наукових зусиль. Можна було б створити мікроби для конкретних цілей, таких як очищення розливів нафти (біоремедіація). 

Після прочитання багатьох статей створюється враження, що якщо життя може бути створене в лабораторії, то це дійсно не так вже й складно зробити, і тому натуралістичне походження життя на Землі здається більш правдоподібним. Розумні вчені, використовуючи найсучасніші технології, намагаються створити ці бактерії. Як це підтримує концепцію, що легко створити життя з нічого? Майте на увазі, що навіть «найпростіша» бактерія ще не створена в лабораторії і, можливо, цього ніколи і не відбудеться.

Більшість вчених вивчають мінімальні геноми, щоб краще зрозуміти геноми предків. Еволюціоністи вірять, що, якщо гени, універсальні для всього життя, можуть бути визначені, то це всього лише питання відбору існуючої генетичної інформації за допомогою мутацій. Проблема в тому, що еволюція вимагає додавання генетичної інформації, а не тільки зміни нинішньої ДНК в організмі. 

Для додавання генетичної інформації не існує відомого природного механізму! Модель створення каже, що вихідні види бактерій, рослин, тварин і людей, ймовірно, мали велику генетичну різноманітність, яка повільно зменшувалася за допомогою мутацій, відбору та інших механізмів, привівши до деяких з видів, які ми спостерігаємо сьогодні.

Яка повинна бути точка зору креаціоністів з цього питання?

Хоча вивчення мінімальних геномів може допомогти в розробці корисних бактерій в майбутньому, його еволюційне значення, мабуть, відсутнє. Багато з вивчених бактерій дійсно мають дуже складні, симбіотичні відносини з господарем, в якому вони паразитують. Наприклад, Buchnera живе в спеціалізованих структурах, які називаються бактеріоцити, в попелицях. Попелиця і бактерії потребують одне одного для свого розмноження вони повністю залежать одне від одного. 

Крім того, вони забезпечують одне одного необхідними поживними речовинами. Тепер поясніть, як це могло розвинутися покроковим способом! Таким чином, це дослідження є не дверима для кращого розуміння універсального предка, а вікном, відкритим для більшого розуміння мудрості Бога-Творця.

Вас також може зацікавити:

Посилання:

  1. ‘More genes’ needed to make life, BBC News, April 3, 2006.

  2. Eugene V. Koonin, How Many Genes Can Make a Cell: The Minimal-Gene-Set Concept, Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 1:99–116, 2000.

  3. John I. Glass, et al., Essential genes of a minimal bacterium, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 103(2):425–430.

  4. Csaba P?l, et al., Chance and necessity in the evolution of minimal metabolic networks, Nature 440:667–670, 2006.

  5. “Buchnera aphidicola,” 2can Bioinformatics Educational Resource: Karyn’s Genomes, European Bioinformatics Institute.

  6. Crystal Thomas, Buchnera sp ,.