Наблюдались ли когда-либо естественные генетические вставки у прямых потомков какого-либо организма?

Может быть, это несколько невежественный вопрос с моей стороны, и, честно говоря, я не очень старался найти то, что ищу 1 , но я постоянно слышу аргумент, что «информация» никогда не может быть добавлена ​​к генетическому коду, от креационистов / сторонников разумного замысла.

Хотя я считаю это чепухой, на самом деле я не знаю ни одной научной статьи, в которой говорится о непосредственно наблюдаемых естественных генетических вставках в потомстве какого-либо организма.

Другими словами: есть ли какое-либо научное исследование, в котором они извлекли ДНК, например, какой-то бактерии, позволили этой бактерии размножаться и извлекли ДНК этого прямого потомства, а затем, сравнив ДНК, они бесспорно пришли к выводу, что генетическая вставка имела место в этой репродукции? 2

Некоторые ссылки на эти типы претензий (выделено мной):

  1. answeringenesis.org (получено в воскресенье, 12 февраля 2012 г., UTC):

    Было бы лучше сказать: «Наблюдались мутации, разрушающие, удаляющие или искажающие генетическую информацию или нейтральные, но не добавляющие информацию. […]»

  2. evanwiggs.com (получено в воскресенье, 12 февраля 2012 г., UTC):

    На самом деле мы мало что знаем о том, почему гены делают это, поскольку мы все еще очень слабы в наших знаниях о том, как работает наш геном. Но ни один из этих процессов не может добавить какие-либо данные в геном , они просто перемещают данные. Я должен добавить здесь еще один момент: некоторые эволюционисты помещают рекомбинацию в этот список, но рекомбинация является половым смешением и опять-таки не может добавить никаких данных в геном. Рекомбинация просто берет геном и смешивает то, что там есть.

  3. комментарий codeman на сайте forandagainst.com (получено в воскресенье, 12 февраля 2012 г., UTC):

    Вы говорите так, будто ДНК может выбирать, что ей делать. Мутации вызываются повреждением ДНК ультрафиолетовым светом, радиацией и т. д. Вы не можете найти ни одного примера добавления информации к ДНК.

  4. conservapedia.com цитирует доктора Грэди С. Макмертри (получено в воскресенье, 12 февраля 2012 г., UTC):

    Мутации не накладываются одна на другую с пользой. Мутации не создают новых органов; они только модифицируют существующие органы и структуры. Мутации в подавляющем большинстве случаев теряют информацию; они не получают его; [...]


1) И я подумал, что было бы неплохо иметь это на этом сайте для посетителей / для дальнейшего использования.
2) Но, возможно, это даже не имеет смысла и является просто проявлением моего невежества в сложных механизмах генетики, репродукции и т. д.

Согласно FAQ , Skeptics.SE предназначен для исследования доказательств утверждений, которые вы слышите или читаете. Пожалуйста, добавьте ссылку на человека, который утверждал, что генетическая информация никогда не может быть добавлена, чтобы мы могли рассмотреть это утверждение. В частности, я хочу посмотреть, определяют ли они и используют ли термин «генетическая вставка». (Они не имеют в виду [это]( en.wikipedia.org/wiki/Insertion_(genetics)) , не так ли?)
@Oddthinking: Заявление было сделано в ходе обсуждения на голландском новостном сайте, поэтому я не уверен, что это добавит здесь какой-либо особой ценности. Хотя я слышал это утверждение и в других случаях. Утверждение примерно звучит так: виды подвергаются микроэволюции только потому , что информация никогда не добавляется к ДНК, а только удаляется , и поэтому виды никогда не эволюционируют в другие виды, а только вымирают (или что-то в этом роде). Они не использовали термин «генетическая вставка»; этот термин, как я понимаю, подходит для концепции «информации», добавляемой в нити ДНК.
@Oddthinking: добавлены ссылки на заявления о том, что информацию нельзя добавить в ДНК.
Отличный вопрос, спровоцировал и отличные ответы.
Все ссылки на этот вопрос являются простыми утверждениями веры, никоим образом не основанными на фактах. Я считаю, что их образ действий заключается в том, чтобы «вытаскивать дерьмо из своей задницы» и констатировать это как факт.
Если вы спрашиваете, могут ли генные изменения вызывать в организме новые полезные вещи, то «генетическая вставка» — слишком специфический термин. Возможно, лучше спросить, приводили ли когда-либо генетические изменения к новым или лучшим характеристикам организма.
@LarianLeQuella - Таким образом, они становятся главными кандидатами в скептики.
Следует отметить, что «информация» не является исключительно функцией количества пар оснований. Вполне возможно закодировать больше белков с меньшим количеством BP и так далее; аналогично, дополнения могут уменьшить функциональность/информацию.

Ответы (5)

Вкратце : есть данные не только о мутациях, которые позволяют организмам делать что-то новое (что можно интерпретировать как микроэволюцию), но и о появлении совершенно новых генов. Следовательно, утверждение «к ДНК нельзя добавить новую информацию» ложно.

@Wayfaring Stranger уже упоминал наиболее распространенные «вставки генов», горизонтальный перенос генов и вставку генов ретровирусами . Обратите внимание, что есть митохондриальные гены, которые проникли в нашу ДНК, но опять же, это существующие гены, которые были перемещены.

Однако недавно я наткнулся на статью , в которой приводились доказательства того, что в кукурузе (т.е. кукурузе) мобильные элементы (элементы ДНК, которые могут копироваться и вставляться в другие части ДНК, иногда принося с собой дополнительный материал) собрали новый , функциональный ген (здесь важно слово «функциональный»).

Вот выдержка из аннотации (выделено мной):

Транспозоны являются основными компонентами всех эукариотических геномов. Хотя транспозоны традиционно считаются причинами вредных мутаций, последние данные свидетельствуют о том, что транспозоны могут играть роль в диверсификации и эволюции генов-хозяев. Например, было высказано предположение, что трансдукция генов-хозяев с помощью ретроэлементов является как обычной, так и потенциальной для создания новых химерных генов путем перетасовки существующих последовательностей. Ранее мы показали, что ретротранспозон Bs1 кукурузы (Zea mays subsp. mays) трансдуцирует последовательности трех разных генов-хозяев. Здесь мы приводим доказательства того, что эти события трансдукции привели к генерации нового химерного гена, который одновременно транскрибируется и транслируется.

Другими словами, части существующих генов были перетасованы транспозонами, в результате чего появился функциональный новый ген, который транскрибируется и, по-видимому, приобрел функциональную роль в растении. Это не просто мутация. Это сборка нового гена.

Мобильные элементы кажутся именно теми вещами, которые я искал, и действительно, «функциональное является важным словом здесь». Большой! Спасибо.

Возможно, одна из самых известных статей, связанных с этим:

В рамках эксперимента, длившегося два десятилетия, они внимательно наблюдали за штаммами бактерий, имеющими дело с несколько враждебной (богатой цитратом) средой, и обнаружили, что они мутировали в способности процветать на цитрате, чего не мог сделать ни один из их предков.

Ни одна популяция не развила способность использовать цитрат на протяжении более 30 000 поколений, хотя каждая популяция испытала миллиарды мутаций. Вариант, использующий цитрат (Cit +), наконец, развился в одной популяции через 31 500 поколений, что привело к увеличению размера и разнообразия популяции. Длительная и уникальная эволюция этой функции может указывать на участие какой-то чрезвычайно редкой мутации. С другой стороны, это может быть обычная мутация, но такая, физическое возникновение или фенотипическое выражение которой зависят от предшествующих мутаций в этой популяции.

По сути, они показали эволюцию (а не просто естественный отбор), происходящую прямо в лаборатории. Произошла серия мутаций, которые дали бактериям способности, которых не было у их предков. И поскольку у них были замороженные образцы предыдущих поколений, они могли повторить это и доказать, что исходный штамм не имел этих мутаций.

Эта статья получила широкую огласку, когда она подверглась неуклюжей критике со стороны креациониста в том, что сейчас известно как Дело Ленски .

Это тоже отличная информация. Спасибо!
Это фантастика, однако я боюсь, что некоторые могут возразить, что информация не была добавлена, потому что могла быть чистая потеря информации; т. е. способность использовать цитрат могла быть получена за счет других способностей. Хотя невозможно перечислить каждую мелочь, на которую способна E. coli, и сравнить штаммы, должна быть возможность ответить, произошли ли (согласно вопросу) чистые добавления в геном. Я не вижу, чтобы это рассматривалось в реферате, вы знаете, входит ли в него полная статья?

Точный тип исследования, который вы ищете, будет сложнее выявить, но доказательства переноса генов между видами широко распространены. Обычные вставки генов:

Содержание ретровирусной ДНК в геноме мыши.

Горизонтальный перенос генов (Википедия, так что читабельно)

Зеленый морской слизень — гибрид растения и животного!

Слизень крадет хлоропласты из водорослей, которые он ест, но не включает все клетки водорослей. Хлоропласты не могут выполнять всю химическую реакцию фотосинтеза сами по себе, а скорее нуждаются в некоторых генах / белках из клетки водоросли-хозяина. Этот морской слизень включил в свои клетки настоящие гены водорослей.

Google предоставляет гораздо больше примеров через: «межвидовой перенос генов» .

Эй, спасибо. На самом деле я надеялся на вертикальную вставку генов (по крайней мере, если я правильно понимаю эту концепцию). Я понимаю, что это будет означать генетическую вставку в результате «ошибки» копирования ДНК, которая затем наследуется потомством. Но я не думал о возможности горизонтального переноса генов (я слышал об этом раньше, но просто забыл об этом), так что это тоже полезная информация.

Другие ответы дали довольно исчерпывающий обзор, но позвольте мне добавить лишь несколько примеров, которые можно наблюдать у людей .

Предварительно: вы запрашиваете так называемую вариацию числа копий (CNV), то есть вариацию количества копий сегмента ДНК от одного человека к другому. CNV на самом деле охватывают любое изменение числа, включая удаление и вставку.

CNV тщательно изучаются, поскольку они являются основным источником генетической изменчивости, и известно, что некоторые моногенетические заболевания вызываются простыми CNV, и есть интересные CNV, ответственные за количественные признаки. Я приведу пример для каждого.

  • Слон в комнате: трисомия, как и при трисомии 21 , когда целая хромосома или ее большие части встречаются избыточно. Этот пример особенно интересен, потому что, во-первых, это вариация, которую вы действительно можете увидеть под микроскопом (посмотрев на кариптип ), а во-вторых, потому что она возникает из поколения в поколение в потомстве, так что число копий можно определить напрямую. в сравнении.

  • Более высокое число копий сегментов гена CCL3L1 обусловливает более низкую восприимчивость к ВИЧ.

  • Существует соответствие между рационом питания населения и числом копий генов амилазы . Амилаза представляет собой фермент, необходимый для расщепления длинных углеводных цепей (крахмала) на сахара, которые могут метаболизироваться в организме. Люди из популяций с высоким содержанием крахмала (европейцы и японцы, которые едят кукурузу и рис) имеют больше копий гена AMY1 (кодирующего амилазу), чем люди из популяций охотников-собирателей или рыбаков.

В заключение хочу сказать, что все это хорошо известно и не особо ново (хотя исследование амилазы есть). Креационисты, утверждающие, что этого не наблюдалось, и, в частности , «Ответы в Книге Бытия » , лгут . Они не только невежественны, они намеренно нечестны и обманчивы. Это так просто.

Это особенно коварная выдумка креационистов, потому что для неспециалиста она звучит правдоподобно. У меня есть моя страница «Факты, а не фантазии», где эта утка адресована прямо в том, что касается «информации» и того, как она применима к генетике. Как сказано в пункте 22 на этой странице :

Это особенно коварная разновидность утки, потому что она опирается на тот факт, что тема информации и ее тщательный анализ изобилуют недоразумениями. Однако вместо того, чтобы пытаться прояснить заблуждения, креационистские слухи об информации увековечивают эти заблуждения в двуличных апологетических целях. Классическим из них является неправильное использование существующих строгих методов обработки информации и неправильное применение различных методов обработки информации в различных ситуациях либо из-за невежества, либо из-за умышленной лжи. Например, Клод Шеннон давал строгую трактовку информации, но трактовка, строго применимая к передаче информации ., и НЕ применяется к хранению информации. Следовательно, применение информации Шеннона для хранения информации в геноме является неправильным использованием работы Шеннона. Правильным информационным анализом для применения к хранению является анализ Колмогорова, который устанавливает совершенно иную меру информационного содержания, предназначенную исключительно для применения к хранению . Смешивание и сопоставление этих двух элементов является знакомой операцией по заманиванию и переключению, которую так любят пропагандисты креационистской доктрины.

Однако конечная причина, по которой слухи креационистов об информации являются утками, заключается просто в следующем. Информация НЕ является магической сущностью. Для его создания не требуется магии. В конечном счете, «информация» — это не что иное , как существующие данные наблюдений о текущем состоянии системы.. Это ИТ. Никакой магии не нужно. Все, что происходит в реальных физических системах, это то, что разные состояния системы приводят к разным результатам, когда происходят взаимодействия внутри системы. Тьюринг остановился на этом понятии, когда написал свою знаменательную статью о вычислимых числах и использовал полученную теорию, чтобы установить, что гипотеза Гильберта о разрешимости в формальных аксиоматических системах была ложной. Конечно, гораздо легче визуализировать процесс в действии, когда для его анализа имеется такая сущность, как машина Тьюринга — машина Тьюринга имеет точные, четко определенные состояния и точные, четко определенные взаимодействия, которые происходят, когда машина занимает заданное состояние. Но именно это мы имеем с ДНК — системой, которая может существовать в ряде четко определенных состояний, состояния которых определяют характер взаимодействий, происходящих во время перевода и приводящих к разным результатам для разных состояний. действительно, молекула ДНК играет в этом пассивную роль: ее функция состоит просто в том, чтобы хранить последовательность состояний, которые в конечном итоге приведут к синтезу данного белка, и она подобна ленте, проходящей через машину Тьюринга. Настоящую тяжелую работу на самом деле выполняют рибосомы, которые берут эти данные о состоянии и используют их для соединения аминокислот в цепочки для формирования белков, которые можно рассматривать как отдельные биологические «машины Тьюринга», чья работа заключается в выполнении механических и бездумно, в соответствии с допускающими это электростатическими и химическими взаимодействиями, построение белка с использованием информации, исходящей от ДНК, в качестве шаблона.

Что же касается слухов о том, что «мутации не могут дать новую информацию», то это явно ложно. Вышеприведенный анализ не только явно допускает это, производство новой информации (в форме новых состояний, занимаемых молекулами ДНК) наблюдалось в реальном мире и задокументировано в соответствующей научной литературе.. Если вы не можете удосужиться прочитать какой-либо из этого огромного массива научных статей и понять их содержание, прежде чем возводить эту особенно идиотскую утку, то, в первую очередь, не утруждайте себя созданием этой утки, потому что она просто продемонстрирует, что вы являются научно невежественными. В самом деле, дошедшая до нас литература охватывает не только научные статьи, явно посвященные содержанию информации в геноме, такие как статья Томаса Д. Шнайдера, удачно озаглавленная «Эволюция и биологическая информация», чтобы облегчить вашу жизнь, но также и статьи о происхождении генов de novo, которых есть большое количество, некоторые из которых я представил здесь в прошлом в предыдущих темах. Само существование этих научных работ и данных, которые они документируют, пускает утомительные слухи об «информации». из воды с ядерной глубинной бомбой. Размещайте информационные утки на свой страх и риск после прочтения этого.

Говоря об информации, здесь также необходимо разобраться с другой креационистской уткой, а именно с ложным отождествлением информации с приписываемым значением. Что можно продемонстрировать, чтобы быть полностью ложным, ссылаясь на следующую последовательность шестнадцатеричных байтов в памяти компьютера:

81 16 00 2А FF 00

Для компьютера с процессором 8086 эти байты соответствуют следующей отдельной инструкции машинного языка:

АЦП [2A00H], 00FFH

Для компьютера с процессором 6502 эти байты соответствуют следующей последовательности инструкций машинного языка:

CLC ASL ($00,X) LDX #$FF BRK

Для компьютера с процессором 6809 эти байты соответствуют следующей последовательности инструкций машинного языка:

CMPA #$16 NEG $2AFF NEG ??

?? обозначая тот факт, что для этого процессора последовательность байтов является неполной, и необходимы еще два байта для предоставления адресного операнда для инструкции NEG.

Теперь у нас есть три разных значения, приписываемых одному потоку байтов. Однако ни одно из этих приписываемых значений не влияет ни на содержание информации Шеннона, когда этот поток передается от одного компьютера к другому, ни на содержание информации Колмогорова, когда эти байты хранятся в памяти. Приписываемое значение не имеет отношения к обеим строгим информационным меркам. Как и следовало ожидать, если рассматривать информационное содержание просто как наблюдательные данные о состоянии системы (в данном случае значения хранимых байтов в памяти). В самом деле, вполне возможно рассматривать приписываемое значение не чем иным, как конкретными взаимодействиями, управляемыми базовыми данными, когда эти данные обрабатываются, что, конечно, будет отличаться от процессора к процессору. А это значит, что при таком анализе даже приписываемое значение, который креационисты ошибочно путают с информационным содержанием, также не требует магического ввода. Все, что требуется, — это существование набора взаимодействий, которые будут производить различные результаты из различных наблюдаемых состояний системы (термин «наблюдение» используется здесь в широком смысле для обозначения любого взаимодействия, способного различать состояния системы). система процентов).