Transposons เติมเต็มพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมของเราชิ้นใหญ่
ตัวต่อตัว มนุษย์และลิงชิมแปนซีแยกออกง่าย ทั้งสองสายพันธุ์มีบรรพบุรุษร่วมกัน เว็บสล็อตแตกง่าย แต่กว่าล้านปี ลักษณะของพวกมันได้แปรสภาพเป็นคุณลักษณะที่แยกแยะได้ง่าย ชิมแปนซีพัฒนาสันคิ้ว จมูกแบน มงกุฎต่ำ และปากกระบอกที่ยื่นออกมา จมูกของมนุษย์ยื่นออกมาจากใบหน้าที่ค่อนข้างแบนภายใต้มงกุฎทรงโดมสูง
ใบหน้าเหล่านั้นแตกต่างกันด้วยความช่วยเหลือของปรสิตทางพันธุกรรม ชิ้นส่วนของสารพันธุกรรมเคลื่อนที่ที่แทรกตัวเองเข้าไปใน DNA ของโฮสต์ ปรสิตเหล่านี้มีหลายชื่อ รวมทั้ง “ยีนกระโดด” “องค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้” และ “ทรานสโปซอน” บางส่วนเป็นวัตถุของไวรัสในอดีตที่หลอมรวมเข้ากับจีโนมของโฮสต์ หรือหนังสือคำแนะนำทางพันธุกรรม ส่วนอื่น ๆ เป็นชิ้นส่วนพันธุกรรมที่สืบทอดมาในตัวเอง ซึ่งมีจุดกำเนิดอยู่ในหมอกแห่งเวลา.
“องค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้อยู่กับเราตั้งแต่เริ่มวิวัฒนาการ แบคทีเรียมีองค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้” Josefa González นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการกล่าว เธอไม่คิดว่า transposons เป็น DNA ต่างประเทศ พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของจีโนมของเรา — เหมือนกับยีน
González แห่ง Institute of Evolutionary Biology ในบาร์เซโลนา กล่าวว่า “คุณไม่สามารถเข้าใจจีโนมได้หากไม่เข้าใจว่าองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้กำลังทำอะไรอยู่ เธอศึกษาว่ายีนกระโดดมีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของแมลงวันผลไม้อย่างไร
Cédric Feschotte นักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยยูทาห์ในซอลท์เลคซิตี้กล่าว จีโนมของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เกลื่อนไปด้วยซากของทรานสโปซอน ฟอสซิลของปรสิต DNA ก่อตัวขึ้นเหมือนกับซากของสาหร่ายโบราณที่ก่อตัวเป็นหน้าผาสีขาวของโดเวอร์ ข้าวโพดสายพันธุ์หนึ่ง สิ่งมีชีวิตที่บาร์บารา แมคคลินทอค ผู้ได้รับรางวัลโนเบลค้นพบครั้งแรกในช่วงทศวรรษที่ 1940 มีองค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้เกือบ 85 เปอร์เซ็นต์ ( SN: 12/19/09, p. 9 ) ข้าวโพดเป็นตัวอย่างที่รุนแรง แต่มนุษย์ก็มีมากมายเช่นกัน: องค์ประกอบที่เปลี่ยนผ่านได้ประกอบด้วยเกือบครึ่งหนึ่งของจีโนมมนุษย์
transposons ส่วนใหญ่ในจีโนมของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ตอนนี้ “ตายแล้ว” ซึ่งหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถกระโดดได้อีกต่อไป ส่วนใหญ่เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยกระจัดกระจายไปทั่วจีโนมเหมือนลูกปามาก นักวิจัยหลายคนเคยคิดว่า transposons ที่หักเหล่านี้เป็นเพียงขยะทางพันธุกรรม
อย่างไรก็ตาม ยีนที่หลงเหลืออยู่ห่างไกลจากขยะเป็นขุมสมบัติวิวัฒนาการ ทรานสโปซอนของสวิตช์ควบคุมบางตัวที่ครั้งหนึ่งเคยใช้ในการกระโดดของพวกมันเองถูกนำกลับมาใช้ใหม่เมื่อเวลาผ่านไปให้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ซึ่งช่วยสายพันธุ์ รวมถึงHomo sapiensปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมหรือใช้คุณลักษณะใหม่
Gennadi Glinsky นักชีววิทยาด้านมะเร็งแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าว ยีนแรกๆ บางส่วนที่เปิดใช้งานในตัวอ่อนของมนุษย์ในระยะแรกคือซาก transposon ซึ่งขณะนี้ช่วยในการพัฒนาตัวอ่อนโดยตรง มนุษย์เรายังเป็นหนี้ส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันของเรา และบางทีอาจเป็นพลังสมองของเรา ต่อองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้ “ถ้าไม่มีพวกมัน เราก็อยู่ไม่ได้” Glinsky กล่าว
การขยายพันธุ์ปรสิต
ประโยชน์ของวิวัฒนาการอาจทำให้บางคนเข้าใจผิดคิดว่า transposons เป็นเพื่อนกัน แต่อย่าหลงกล Feschotte กล่าว “พวกเขาไม่ได้อยู่ที่นั่นเพื่อทำให้เรามีความสุข” Transposons มีจุดประสงค์เดียวเท่านั้น: เพื่อสร้างตัวเองให้มากขึ้น
Transposons มีสองวิธีหลักในการขยายพันธุ์: คัดลอกและวางหรือตัดและวาง Retrotransposons ซึ่งส่วนใหญ่เคยเป็นไวรัส RNA ที่เรียกว่า retroviruses เป็นการคัดลอกและวาง พวกมันแทรกเข้าไปใน DNA ของสิ่งมีชีวิต คัดลอกไปยังแบบจำลอง RNA จำนวนมาก จากนั้นใช้เอ็นไซม์พิเศษที่เรียกว่า เรโทรทรานส์โพเซสเพื่อแปลงสำเนาอาร์เอ็นเอกลับเป็นดีเอ็นเอ สำเนาดีเอ็นเอเหล่านั้นสามารถกระโดดไปยังจุดต่างๆ ในจีโนมได้ เรโทรทรานสโปซอนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ทรานส์โพสได้บ่อยที่สุดในมนุษย์ คิดเป็นประมาณ 45 เปอร์เซ็นต์ของจีโนมมนุษย์
แทนที่จะทำสำเนา DNA transposons ใช้วิธีการตัดและวางเพื่อเคลื่อนที่ไปรอบๆ จีโนม ในการกระโดด พวกมันแยกตัวเองออกจาก DNA และย้ายไปยังตำแหน่งใหม่ บางครั้งเซลล์สร้างสำเนาของทรานสโพซอนเหล่านี้ในขณะที่พยายามซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดขึ้นเมื่อทรานสโปซอนผ่าดีเอ็นเอ แต่เนื่องจากพวกมันไม่ได้ลอกเลียนตัวเอง ทรานสโพซอนของดีเอ็นเอจึงมีจำนวนมากกว่ารีโทรทรานสโปซอนอย่างมาก ซึ่งคิดเป็นประมาณ 4 เปอร์เซ็นต์ของจีโนมมนุษย์เท่านั้น
เช่นเดียวกับผู้บุกรุก ทรานสโปซอนที่มีชีวิตสามารถสะกดปัญหาให้กับโฮสต์ได้ นักพยาธิวิทยา Kathleen Burns กล่าว เท่าที่นักวิทยาศาสตร์ทราบ มีเพียง transposon ที่มีชีวิตหลงเหลืออยู่ในจีโนมมนุษย์เท่านั้น Burns จากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัย Johns Hopkins กล่าว retrotransposon ที่รู้จักกันในชื่อ LINE-1 หรือองค์ประกอบที่แยกจากกันยาว -1 ยังคงกระโดดอยู่ มันได้ฝากสำเนาของตัวเองไว้มากมายจนมีสัดส่วนประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์ของจีโนมมนุษย์ ท รานสโพซอนอีกตัวหนึ่งที่เรียกว่าAlu element ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยตัวเอง แต่จะเคลื่อนที่ไปรอบๆ ได้โดยการผูกปมรถจาก LINE-1
“ถ้า LINE-1 เป็นปรสิตของจีโนม แล้วAluก็เป็นปรสิตของปรสิต” จอห์น โมแรน นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์กล่าว และประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่ละคนมีจุดมากกว่า 1 ล้านจุดที่ องค์ประกอบ Aluลงจอดโดยทิ้งสำเนาทั้งหมดหรือบางส่วนไว้เบื้องหลัง เมื่อรวมกันแล้ว ชิ้นส่วนของAlu ที่กระจัดกระจาย ประกอบขึ้นเป็น DNA ของมนุษย์ประมาณ 11 เปอร์เซ็นต์ “เพียงแค่มวลที่แท้จริงเพียงอย่างเดียว พวกเขามีส่วนอย่างมากต่อขนาดของจีโนมของเรา” เขากล่าว เว็บสล็อตแตกง่าย
