Geny kodujące białka to u większości gatunków istot żywych nie więcej niż 2% całego genomu. Z niejasnych dotąd przyczyn większość genomu jest jednak przepisywana do RNA. Najnowsze badania nad genetyką drożdży prowadzone przez niemieckich uczonych zmieniają nasze rozumienie tego procesu.

Europejskie Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) w Heidelbergu oraz Europejski Instytut Bioinformatyki (EMBL-EBI) w Hinxton były miejscem badań nad genetyką popularnych drożdży. Zespoły biologów pod kierownictwem Larsa Steinmetza i Wolfganga Hubera analizowały dokładnie proces, według którego drożdże generują swoje transkrypcje. Ich wyniki badań – właśnie opublikowane w Nature – całkowicie zaprzeczają dotychczasowej tezie, że transkrypcja działa tylko w jedną stronę.

Do tej pory uważano, że synteza RNA na matrycy DNA przez rozmaite polimerazy zachodzi w jedną stronę – od miejsca zwanego promotorem, do terminatora, tworząc tzw. jednostkę transkrypcji.

Badając wszystkie transkrypcje drożdży, zespoły Steinmetza i Hubera odkryły, że większość regionów genomu tego gatunku tworzy wiele różnych transkrypcji zaczynających się od tego samego promotora. Co więcej, choć wiele powstałych w ten sposób cząstek RNA to molekularne śmiecie, efekt transkrypcyjnego szumu, to jednak wiele innych powstałych w ten nieznany dotąd sposób cząsteczek RNA pełni ważną rolę w komórce – reguluje ekspresję genów i budowanie białek. Co więcej, akty transkrypcji wpływają na siebie nawzajem, modyfikując przetwarzanie innych genów.

Według badaczy, wiele transkrypcji, które nie służą obecnie żadnym celom, może stanowić coś w rodzaju elementów ewolucyjnego laboratorium, dzięki któremu organizmy mogą nabierać nowych cech.

Warto pamiętać, że drożdże należąc do domeny jądrowców (Eucaryota), podlegają praktycznie takim samym mechanizmom genetycznych jak inne zwierzęta, w tym ludzie. Odkrycie niemieckich uczonych będzie miało kolosalne znaczenie dla prac nad regulatorowym RNA – co może nas finalnie doprowadzić do znalezienia lekarstw na rozmaite choroby genetyczne.

Więcej informacji można znaleźć w Nature z 25 stycznia 2009 roku, w artykule pt. Bidirectional promoters generate pervasive transcription in yeast.

Brak powiązanych artykułów.

Brytyjscy psychologowie ewolucyjni, prowadząc badania nad reprezentatywnymi grupami heteroseksualnych kobiet z Europy i Azji, zdołali wykazać, że istnieje bezpośrednia zależność pomiędzy poziomem rozkoszy odczuwanej przez nie w trakcie seksu, a zamożnością ich partnerów.

Dr Thomas Pollet z Uniwersytetu w Newcastle powiedział: “Częstotliwość orgazmów u kobiet rośnie wraz z dochodem ich partnerów”. Przyczyną takiego stanu rzeczy ma być ewolucyjnie wypracowany mechanizm, który pozwala samicom naczelnych oceniać jakość samców.

Celem badań Polleta i jego współpracownika, profesora Daniela Nettle, było zbadanie fenomenu kobiecego orgazmu – dziwnej funkcji, która nie ma wyraźnych ewolucyjnych zastosowań. Kobiety są w stanie zajść w ciążę bez względu na to, jaki poziom przyjemności przy tym odczuwają. Kobiecy orgazm, w przeciwieństwie do męskiego, nie służy zatem żadnym celom reprodukcyjnym.

Jednak zgromadzone przez brytyjskich badaczy dane pokazują, że pojawienie się u naszych pramatek zdolności do przeżywania orgazmu jest ewolucyjną adaptacją, która prowadzi kobiety do wynajdywania i zachowywania najlepszych mężczyzn. Te kontrowersyjne dla wielu wyniki zostały opracowane na podstawie badań przeprowadzonych przez ośrodki medyczne w Chinach, Niemczech i Austrii.

Spośród 1534 kobiet, których szczegółowe dane o życiu seksualnych trafiły do badaczy, 121 miało w czasie seksu orgazmy “zawsze”, 408 “często”, 762 “czasami” zaś 243 “rzadko lub nigdy”. Rozkład ten w pełni pokrywał się z rozkładem zamożności partnerów seksualnych tych kobiet.

Po co komu kobiecy orgazm?

Uzyskane wyniki zmuszają jednak do zapytania: o co chodzi z kobiecym orgazmem? Dlaczego posiadanie częstszych orgazmów miałoby pomóc kobiecie w rozpowszechnieniu swoich genów?

Odpowiedź na to ma teksański psycholog, David Buss, który zajął się tą kwestią w swojej książce pt. Evolution of Desire (Ewolucja pożądania). Stwierdził on, że “orgazmy u kobiet służą emocjonalnemu wiązaniu się z mężczyzną o wysokiej jakości, a jednocześnie dają takiemu mężczyźnie sygnał, że jego partnerka jest seksualnie nasycona i nie będzie szukać seksu z innym mężczyzną“. Jest to forma pokazania: “patrz, jestem lojalna wobec Ciebie, zatem powinieneś inwestować we mnie i w moje dzieci”.

Ta interpretacja jest poparta przez wyniki innych, równie kontrowersyjnych badań. Anthony Little, psycholog z Uniwersytetu w Stirling, który poświęcił się badaniu kwestii seksualnej atrakcyjności, odkrył, że to, jaki typ mężczyzn budzi pożądanie u kobiety, zmienia się w zależności od fazy jej cyklu miesięcznego.

Specjalista wyjaśnił: “Gdy kobieta nie jest płodna, pragnie mężczyzn o bardziej kobiecych cechach. Jednak gdy osiąga szczyt swojej płodności, rozgląda się za bardzo samczymi mężczyznami, typu graczy w rugby”. Normalnie kobiety wolą delikatniejszych mężczyzn, istnieje bowiem większe prawdopodobieństwo, że będą oni dbać o relacje i inwestować w potomstwo, jednak przez tydzień każdego miesiąca, gdy kobietę najłatwiej zapłodnić, włącza się u niej program poszukiwania samca z najlepszymi genami – dziś to oznacza przede wszystkim mężczyznę o odpowiednio grubym portfelu. Jednak trudno jest takich mężczyzn utrzymać, dlatego gdy fala płodności opada, kobieta z powrotem wraca do swojego delikatniejszego, stałego partnera, często próbując go wciągnąć w wychowywanie jej potomka.

W miłości jak na wojnie:  wszystkie chwyty dozwolone

Mężczyźni nie są jednak bezbronni w tej walce – nauczyli się bowiem podświadomie wykrywać, kiedy kobieta jest płodna. Przeprowadzone na striptizerkach z nocnych klubów badania wykazały, że mężczyźni dają płodnym tancerkom znacznie wyższe napiwki, niż tym które akurat menstruują. Kobiety zdradzają się zmianą zapachu i kształtu ciała oraz odmiennym zachowaniem – wszystko to jest wychwytywane przez mężczyzn.

Czy to oznacza, że mężczyźni i kobiety są bezlitosnymi graczami w walce o przetrwanie genów? Ian Penton-Voak odradza takie interpretacje. Uważa on, że nie ma sensu narzucać kwestii moralnych na zjawiska naturalne – w ewolucji nie ma na nie miejsca. Karol Darwin, wyjaśniając zagadkę płciowości, zauważył, że własności osobnicze ewoluowały i rozpowszechniały się w populacjach tylko w zależności od tego, jak polepszały naszą szansę na rozmnożenie się. Zawsze słabsze samce były skazywane na stanie się ewolucyjnymi ślepymi uliczkami, podczas gdy ich lepsi rywale przekazywali swoje geny w przyszłość. Mechanizmy wypracowane przez miliony lat ewolucji znalazły swoje odbicie w tysiącach lat rozwoju ludzkiej obyczajowości.

Jednak badacze ostrzegają kobiety, które chciałyby się kierować tylko częstotliwością orgazmów w doborze partnera: choć bogaci mężczyźni dadzą im więcej rozkoszy, nie dadzą im więcej szczęścia. Nie ma żadnych dowodów, że kobiety mające więcej orgazmów były w jakikolwiek sposób szczęśliwsze.

Meredith Small, antropolog z Cornell University w Nowym Jorku, powiedziała, że to też pokazuje jednak spryt ewolucji. Wyjaśniła: “Nawet jeśli bogaty mężczyzna jest fatalny pod każdym innym względem, to orgazmy z nim pozwalają kobiecie wmówić sobie, że jest z nim szczęśliwa – i trzymać się go dalej”.

Wyniki badań ciekawie podsumowała pewna londyńska, 27-letnia prawniczka, Cassie. “Oczywiście – o wiele lepiej sypiać z facetami, którzy mają dużo pieniędzy. Każda dziewczyna, która twierdzi inaczej, kłamie. Bogaci są potężni, pewni siebie, charyzmatyczni. Wiedzą, czego chcą i jak to dostać. To się przekłada na bycie wspaniałym kochankiem”.

Źródło: AlphaGalileo.org

Brak powiązanych artykułów.

Był czas, że człowiek współczesny i neandertalczyk żyli obok siebie. Co się stało, że neandertalczycy zniknęli? Dlaczego to homo sapiens sapiens przetrwał, a nie jego potężniej zbudowany kuzyn? Na łamach styczniowego numeru Journal of Human Evolution opublikowany został artykuł pt. „Throwing in the Middle and Upper Paleolithic: inferences from an analysis of humeral retroversion”. Wynika z niego, że neandertalczycy wyginęli, bo nie potrafili się posługiwać bronią miotaną.

Brytyjscy antropolodzy ewolucyjni, Jill Rhodes i Steven Churchill prowadzili badania nad zebranym materiałem kopalnym z czasów paleolitu, który zawierał kości zarówno człowieka współczesnego jak i neandertalskiego. Pochodzące sprzed 50 000 lat szkielety ujawniły zaskakującą prawdę: neandertalczycy nie byli w stanie daleko rzucać przedmiotami.

Broń miotana to ważna część arsenału naszych praprzodków. Już 80 000 lat temu posługiwali się oni dzidami i oszczepami. Masowa migracja człowieka współczesnego do Europy, która nastąpiła 30 000 lat później musiała być dla osiadłych na północy neandertalczyków bardzo brutalna – zaledwie kilka tysięcy lat później neandertalczycy znikają z powierzchni Ziemi. Czyżby uzbrojeni w oszczepy i łuki ludzie z łatwością wybili swoich bezbronnych kuzynów?

Patrząc na szkielet neandertalczyka, na pierwszy rzut oka widać, że nie chcielibyśmy walczyć z nim w zapasach. Krótki, masywny korpus i potężne kończyny budziły respekt w bliskim zwarciu. Jeśli jednak przyjrzeć się budowie kości ramiennej, widać coś, co odróżnia go od człowieka współczesnego: jest ona prosta, w przeciwieństwie do naszej, o wyraźnym tyłozgięciu – szczególnie w dominującej ręce.

Właśnie brak tyłozgięcia kości ramiennej w pobliżu obojczyka przesądził o losie neandertalczyków. Im człowiek potrafi lepiej rzucać, tym bardziej wyraźny jest ten detal anatomiczny. Taka budowa zwiększa znacznie ruch mięśni i pozwala rzutowi znad głowy nadać większe przyśpieszenie i i szybkość.

Szkielet neandertalczyka

Według badań pary uczonych wzorce zachowań związane z wykorzystaniem technologii mogą utrwalić się w szkielecie zarówno na drodze genetycznej jak i epigenetycznej. Jeśli neandertalczycy wykorzystywaliby bronie miotane lub miotające, musiałoby to odbić się na ich budowie. Co prawda w ramach stanowisk archeologicznych w Syrii, które obejmowały siedziby nandertalczyków sprzed 70 000 lat, znaleziono ostre kamienie pokryte bituminem – a substancja ta pozwalała łączyć ze sobą części kamienne z drewnianymi. Jednak najwyraźniej nasi wymarli kuzyni nie wyszli poza wykorzystanie dzid o kamiennych ostrzach do bezpośrednich pchnięć.

Dlatego pojawienie się człowieka współczesnego, który potrafił dobrze władać bronią miotaną mogło być tylko początkiem końca tej ludzkiej formy. Warto przypomnieć, że to nie jedyna ewolucyjna przewaga, którą mamy nad pozostałymi hominidami – znacznie lepiej biegamy na długie dystanse (zużywając do tego o 30% mniej energii) i lepiej radzimy sobie z upadkami z wysokości dzięki budowie kości miednicznej.

Źródło: AlphaGalileo

Brak powiązanych artykułów.

Od miliardów lat DNA – kwas deoksyrybonukleinowy – przenosi informację genetyczną dla zaawansowanych organizmów, podczas gdy RNA – kwasy rybonukleinowe – uczestniczą w takich procesach jak synteza białek. Jednak DNA to skomplikowana cząsteczka. Większość ewolucjonistów uważa, że niemożliwe jest, by była ona pierwotną „molekułą życia”. Hipoteza Świata RNA mówi, że życie pochodzi z RNA, które funkcjonowało zarówno jako gen i jako enzym, powielając się w pierwotnym oceanie.

Jednak powielanie informacji genetycznej to skomplikowany proces. Dziś bierze w nim udział wiele enzymów, białek i wyspecjalizowanych organelli komórkowych. Jak zatem proste RNA miałoby się replikować, nie mając tego całego zaplecza? Od lat biolodzy przypuszczali, że może istnieć jakiś prostszy sposób kopiowania RNA, wynikający z samego RNA. Nikt jednak nie potrafił go ani znaleźć w przyrodzie, ani przeprowadzić w laboratoryjnych warunkach.

Problemem tym zainteresowała się młoda, pochodząca z Jamajki uczona, Tracey Lincoln. Pod opieką profesora Geralda Joyce’a, dziekana Instytutu Badawczego Scripps, zajęła się tzw. ewolucją in vitro. Jej praca polegała na wzięciu enzymów RNA tworzonych w laboratorium, które były w stanie dokonać podstawowych replikacji, a następnie udoskonaleniu ich do takiego stopnia, aż będą w stanie samodzielnie się powielać.

W tym celu, po zsyntetyzowaniu odpowiednio dużej populacji wariantów enzymu, zostały one poddane procedurze mutacji i selekcji, w poszukiwaniu tych, które najlepiej radzą sobie z łączeniem elementów RNA. Po kilkuset pokoleniach pojawił się enzym, który jest w stanie powielać się w nieskończoność.

Nieśmiertelna informacja

Dokładnie rzecz biorąc, replikujący się system składał się z dwóch enzymów – a każdy z nich z dwóch podjednostek. Enzymy działały na siebie jak katalizatory, skłaniające się wzajemnie do syntetyzowania swoich replik. Proces ten zachodził cyklicznie – pierwszy enzym wiązał dwie podjednostki tworzące drugi enzym i łączył je ze sobą, by stworzyć nową kopię drugiego enzymu, podczas gdy drugi enzym robił to samo z podjednostkami pierwszego enzymu. Taka współbieżna replikacja potrzebuje tylko niewielkiej ilości obu enzymów i stałego dopływu podjednostek, by działać bez końca.

To jednak badaczom nie wystarczyło. Zaczęli tworzyć kolejne pary enzymów o podobnych własności. Po zmieszaniu 12 współbieżnie replikujących się enzymów i odpowiedniego zapasu ich podjednostek w jednym naczyniu, pozwolili im uczestniczyć w darwinowskich wręcz zmaganiach o przetrwanie. Zazwyczaj enzymy replikowały się poprawnie, jednak bywały sytuacje, w których jeden z enzymów „mylił się” i wykorzystywał podjednostkę z innych replikujących się enzymów. Co najbardziej fascynujące, większość w ten sposób rekombinowanych enzymów również była zdolna do samodzielnej replikacji – aż wreszcie najlepsze replikatory zdominowały mieszaninę.

System taki jest w stanie przenosić i zachowywać molekularnie zakodowaną informację i zmieniać ją w procesie, który jest ucieleśnieniem darwinowskiej ewolucji. Jak powiedziała Lincoln: „To co mamy nie jest żywe, ale ma niektóre własności podobne życiu”. To ciężka pigułka do przełknięcia dla kreacjonistów – czy trzeba lepszego dowodu na to, że mechanizmy ewolucyjne są w stanie tworzyć nowe jakości?

Początki (sztucznego) życia?

Według badaczy ich odkrycie pokazuje, jak mogły wyglądać mechanizmy, które zapoczątkowały życie. Oczywiście nie sposób ustalić, jak faktycznie to wyglądało w złożonym chemicznie środowisku praoceanu – dlatego biolodzy poszukują odpowiedzi na powiązane z tym pytanie: jak stworzyć sztuczne życie w laboratorium? „Nie chcemy przewijać do tyłu taśmy, lecz to co odkryliśmy, może powiedzieć nam jak rozpocząć prace nad emergencją życia w warunkach laboratoryjnych” – stwierdziła Tracey.

Czym jest życie zatem i kiedy badacze uznają, że mają do czynienia z żywą strukturą? Profesor Joyce stwierdził, że za żywy będzie mógł uznać dopiero taki system, który będzie posiadał możliwość samodzielnego wyewoluowania nowych funkcji. „Pukamy do tych drzwi – ale jeszcze tego nie osiągnęliśmy” – podsumował biolog. Wyjaśnił, że podjednostki użyte do samonapędzającej się replikacji wspomnianych enzymów RNA są złożonymi obiektami, składającymi się z wielu nukleotydów. Tak złożonych obiektów nie można było spotkać w praoceanie. Mimo to badania pokazują, że bazujące na RNA życie jest w zasadzie możliwe, co wyjątkowo uprawdopodabnia hipotezę Świata RNA.

Praca badaczy zostanie wkrótce opublikowana w artykule pt. Self-sustained Replication of an RNA Enzyme w piśmie Science.

Brak powiązanych artykułów.