Имеет ли геном смысл без знания яйцеклетки?

Большая часть литературы для неспециалистов, по-видимому, считает (и распространяет эту идею), что животное (или растение, я полагаю) характеризуется своим геномом. Я не знаю, относится ли то же самое к более профессиональной литературе. Даже на этом сайте тег генома определяется как « Совокупность наследственной информации организма» , что, по-видимому, подразумевает, что она содержит описание всего, что может быть унаследовано.

Мне кажется, что попытка определить животное, зная только его геном (не говоря уже о том, чтобы воссоздать его так, как его представляют себе некоторые люди), на самом деле не имеет смысла без дополнительных знаний о клеточной структуре яйцеклетки, которые должны интерпретировать это. геном.

Этот вопрос, кажется, никогда серьезно не рассматривался в светской литературе.

Действительно ли этот механизм декодирования развивается намного меньше, чем сам геном? Этого можно было ожидать, поскольку изменение декодера обычно имеет более важные, глобальные и радикальные последствия, чем изменение генома, которое может иметь очень локальный эффект. Следовательно, изменения в этом механизме с меньшей вероятностью дадут жизнеспособное существо.

Чтобы уточнить этот вопрос (если модератор не предпочитает, чтобы это был отдельный вопрос):

Существует ли какое-либо исследование диахронической эволюции этого механизма декодирования генома у данного вида или синхронических различий между видами, которое, вероятно, могло бы дать меру скорости диахронической эволюции этого механизма?

Когда два близких вида не могут спариваться, анализируется ли (в некоторых случаях), связано ли это с трудностями при объединении двух геномов или с тем фактом, что яйцеклетка одного не может правильно интерпретировать геном другого?

Не забывайте, что первоначальный клеточный механизм, представленный в яйцеклетке, быстро заменяется механизмом новообразованной зиготы. (например, период полураспада рибосомы составляет около 5 дней). Кроме того, и, возможно, эта аналогия неверна, кикстартер мотоцикла может сильно отличаться от движения по дороге, но сам двигатель определяет свойства транспортного средства, а не способ запуска двигателя.
Возможно, вы захотите перефразировать вопрос, чтобы спросить об общем случае преобразования генотипа в фенотип, потому что «яйцеклетка» не имеет к этому никакого отношения — очевидно, поскольку у подавляющего большинства живых существ нет яйцеклеток. Более того, как вы подозреваете, у вас есть два несвязанных между собой вопроса — генотип к фенотипу и видообразование, которые имеют очень мало общего друг с другом.
@iayork Я не могу перефразировать свой вопрос, потому что я недостаточно компетентен, чтобы точно использовать большинство слов и понятий. Я довольно наивен во всем этом, но шокирован презентациями, которые показались мне слишком упрощенными. Я ссылаюсь на яйцеклетку как на единственный известный мне способ указать контекст, который первоначально интерпретирует геном — при условии, что существует такая конкретная начальная фаза, в которой я уверен. Также я впервые рассмотрел вопрос о животных. На самом деле мне интересно, всегда ли размножение можно отделить от клеточной дифференциации (один и тот же геном, но машины используют его по-разному)
Короткий ответ заключается в том, что для преобразования генетической информации в фенотип необходим сложный механизм; это не имеет ничего общего с яйцеклеткой; и это вряд ли игнорируется в биологии, поскольку это тема интенсивных исследований. Трудно ответить на ваш вопрос, поскольку он, кажется, основан на очень многих неверных предположениях.
@iayork На самом деле я не предполагаю больше того, что вы только что сказали: я хотел сказать, что генетическая информация бессмысленна без знания механизма, который преобразует ее в фенотип (я не знал, как это выразить). Остальное (включая ovum) — моя неудавшаяся некомпетентная попытка выразить это более конкретно. Мой вопрос только в том, почему большинство презентаций для неспециалистов игнорируют этот факт. Я ожидаю, что биолог разберется с этим, но есть ли причина, по которой это не раскрывается для широкой публики, чтобы избежать неправильных представлений. Может быть, я действительно должен перефразировать.

Ответы (3)

Хороший вопрос! Начнем с разговора о различных формах наследственности.

Что такое наследуемое?

Вот список вещей, которые можно получить по наследству. Некоторые из них только («в основном» было бы правильнее, чем «только») передаются потомству, в то время как другие также могут передаваться любому индивидууму в популяции.

Термин эпигенетика используется в нескольких значениях. В самом узком смысле это относится только к модификациям (обычно метилированию ) в верхней части последовательности ДНК или в верхней части гистонов (гистоны — это белки, вокруг которых обернута ДНК). В самом широком смысле это относится к любому элементу наследственности, не связанному с последовательностью ДНК. В приведенном ниже списке я буду избегать использования термина «эпигенетика».

Что может быть унаследовано:

  • ДНК (очевидно)
    • Модификация последовательности ДНК
  • Метилирование ДНК
    • Модификация (обычно) метильной группы, добавленной на нуклеотидной основе
  • Метилирование гистона
    • Модификация (обычно) метильной группы, добавленной (обычно) к хвостам гистонов.
  • Среда (точнее макросреда)
    • Термин «окружающая среда» может использоваться в различных определениях. Модификация гистонов обычно рассматривается как среда генома. Однако я проведу (несколько) произвольное различие между этой микросредой и более интуитивной макросредой.
    • Люди влияют на окружающую среду и, следовательно, могут формировать среду для своих потомков. Очевидным примером является бобровая плотина, которая прослужит дольше, чем жизнь одного бобра. Двумя ключевыми понятиями здесь являются строительство ниши и разработка экосистемы . Вы должны взглянуть на пост Включает ли современная теория эволюции модификацию физической среды?
  • Меметика (см. Википедия > мем )
    • Мем — это любая идея или элемент культуры, которые могут быть переданы. Этот тип наследования особенно важен для видов с высокими когнитивными способностями, таких как люди.

В такого рода дискуссиях часто есть кто-то, кто встает и говорит о пластичности, шуме развития и мутационном шуме, чтобы все испортить. Я просто буду рассматривать их как фенотипические признаки и пока не буду уделять им особого внимания (хотя часть моего исследования сосредоточена на этих трех концепциях).

Рассмотрение негенетического наследования в литературе

Мне нравится, что вы заметили, что «метка генома определяется как совокупность наследственной информации организма ». Такие определения распространены и основаны на старых представлениях о наследовании. Как упоминалось выше, есть и другие вещи, кроме последовательности ДНК, которая наследуется потомством. Хотя все биологи это знают, верно, что немногие действительно признают существование этих других форм наследственности в своих повседневных мыслях.

Некоторые авторы утверждали, что этими другими типами наследования нельзя пренебрегать. Одлинг-Сми и его коллеги написали на эту тему целую книгу (« Строительство ниши: забытый процесс в эволюции »). Некоторые даже утверждали, что нам следует переименовать нашу теорию эволюции в свете существования негенетической наследственности (см. Laland et al. 2015 ). Я чувствую, что подавляющее большинство биологов признают существование этих типов наследственности, но не считают, что стоит переименовать теорию эволюции (нынешняя теория называется современным эволюционным синтезом).). Некоторые не считают это переименование необходимым либо потому, что они пренебрегают важностью этих других форм наследования, либо потому, что они просто не думают, что стоит переименовывать нашу теорию даже при признании важности этих других процессов.

Просмотр ячейки как декодера может ввести в заблуждение

В своем вопросе вы предлагаете рассматривать клетку как декодер ДНК. ИМО, это заблуждение. В этом обсуждении я покину науку и вступлю в область философии ( идентичности ).

То, что обычно считается механизмом декодирования ДНК, на самом деле является частью самого нашего геома (обычно рассмотрим важность тРНК и рРНК). Если вас не устраивает базовая концепция экспрессии генов, вы можете просмотреть вводный курс, такой как Академия Хана, от раздела Classical and molecular geneticsк разделу Gene regulation.

Кроме того, я бы сказал, что все элементы, которые передаются потомству, должны рассматриваться как потомство. Если окажется (что, как мы на самом деле знаем, неверно), что модификация гистонов объясняет больше фенотипической изменчивости, чем генетической изменчивости, было бы интуитивно несправедливо рассматривать модификацию гистонов просто как декодер генома. У нас скорее возникло бы искушение рассматривать модификацию гистонов как центральный фактор, а последовательность ДНК как побочный эффект.

Непрофессиональная литература

Вы говорите: «Кажется, этот вопрос никогда серьезно не рассматривался в светской литературе». Книга Ричарда Докинза под названием «расширенный фенотип» , хотя, возможно, и не затрагивая напрямую ваш вопрос, хорошо справляется с разыгрыванием концепции окружающей среды и разделения генов. Возможно, вы захотите взглянуть на это.

Обратите внимание, что laland et al. 2015, приведенный выше, легко читается и будет хорошим источником информации для неспециалиста.

Я думаю, что причина упрощения во многих контекстах заключается в том, что механизм, преобразующий генотип в фенотип, ТАКЖЕ специфицирован в геноме; да, этот механизм необходим для того, чтобы клетки всех типов функционировали и создавали новые клетки (будь то одноклеточные или многоклеточные), но сам этот механизм в действительности не передается по наследству; механизм (белки и функциональная РНК), который существует в клетке-основателе, не может быть унаследован, за исключением очень необычных и крайних случаев.

Могут быть отличия в механизме трансляции, например см. википедию , но именно потому, что как вы пишете, "изменения в этот механизм с меньшей вероятностью дадут жизнеспособное существо" - значит, изменения в этот механизм скорее всего будут летальными и поэтому не сохраняются в популяции.

Нарушение фертильности между видами связано с более простыми факторами, а механизм транскрипции высоко консервативен у многих видов, которые не обладают перекрестной фертильностью.

Крейг Вентер создал свою первую синтетическую бактерию, создав сначала синтетический геном, содержащий все гены, необходимые для существования бактерии (Mycoplasma. mycoides). Затем его команда вставила этот синтетический геном в родственные виды бактерий (Mycoplasma capricolum). Затем синтетический геном овладел клеткой и со временем превратил клетку из одного вида в другой. http://www.nature.com/news/2010/100520/full/news.2010.253.html

Итак... только потому, что это не имеет смысла для вашей интуиции, не делает это неправильным. Интуитивные чувства прекрасны... именно так, по нашему мнению, должен работать мир. Короткая рука. Но только потому, что мы думаем, что мир должен работать в одном направлении, это не делает его таковым. В мире и в биологии существует множество антикишечных концепций.

Имеет ли геном смысл без знания яйцеклетки?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v