Mutasyonlar Ve Faydalı Mutasyon Örnekleri
Şimdi insanlarda hata felaketi konusunu tartışıyoruz. İnsanlarda, her nesilde birey başına yaklaşık 30 mutasyon olduğu, dolayısıyla DNA’nın fonksiyonel kısmında üç mutasyon olduğu tahmin edilmektedir. Bu, nesil başına birey başına ortalama olarak yaklaşık 3/2000 faydalı mutasyon ve yaklaşık 1.5 zararlı mutasyon olduğu anlamına gelir. ReMine, bu mutasyon hızının insan ırkında evrim teorisi için bir bilmece olan hata felaketine yol açması gerektiğine dikkat çekiyor.
Mutasyonlar
Mutasyonların rastgele olduğu sıklıkla söylenmiştir, aynı anda hem doğru hem de yanlış olan bir ifade: doğru çünkü mutasyonlar, etkilerinin yararlı olup olmadığıyla ilgili herhangi bir şekilde veya herhangi bir zamanda ortaya çıkmazlar — Neodarwinizm’in temel ilkelerinden biri; ve yanlış çünkü mutasyonlar, bazı (rastgele) değişiklikleri diğerlerine tercih ederek, homojen olmayan bir şekilde dağılmış mutasyon frekansları ile sonuçlanan karmaşık biyokimyasal reaksiyonların sonucudur.
Mutasyonlar, kalıtsal materyaldeki fiziksel değişikliklerden kaynaklanır ve DNA, fiziksel olarak bağlantısız kromozomlar halinde düzenlenen uzun bir baz çiftleri dizisi olduğundan, değişmesinin birçok olası yolu vardır. Sadece tek bir harfi değiştiren ve popülasyonlarda ‘tek nükleotid polimorfizmlerine’ yol açan nokta mutasyonları, çeşitli boyutlarda eklemeler ve delesyonlar (hangisi olduğuna karar vermek zorsa ‘indel’ olarak da adlandırılır) vardır. ikisi gerçekten oldu; bunlar ayrıca ‘kopya sayısı varyantlarına’ yol açabilir), , bir diziyi bir konumdan diğerine hareket ettiren ve böylece sınırlarda mutasyonlara neden olan yer değiştirmelere, bir DNA dizisinin oryantasyonu,
Özel bir mutasyon sınıfı, yer değiştirebilen öğelerden kaynaklanır. Lee & Langley (2010) tarafından bu temalı sayıda gözden geçirildiği üzere , bu elementlerin genomda hareket edebilen ve bazen stres gibi koşullara tepki olarak kendilerini kopyalayabilen, ekleyebilen veya kesebilen çeşitli türleri vardır. Ortaya çıkan zararlı mutasyonlardan kaynaklanan hasarı sınırlamak için aktarım olaylarının sıklığını kontrol eden mekanizmalar mevcuttur.
(…)
Faydalı Mutasyon Örnekleri
|
#1: Apolipoprotein AI-Milano
Kalp hastalığı, sanayileşmiş ülkelerin belalarından biridir. Bir zamanlar ender ve değerli bir kalori kaynağı olan, şimdi ise tıkanmış arterlerin kaynağı olan enerji açısından yoğun yağları arzulamaya programlayan, evrimsel bir geçmişin mirasıdır. Ama evrimin bununla başa çıkma potansiyeline sahip olduğuna dair kanıtlar var.
Tüm insanlar, kolesterolü kan dolaşımı yoluyla taşıyan sistemin bir parçası olan Apolipoprotein AI adlı bir protein için bir gene sahiptir. Apo-AI, kolesterolü arter duvarlarından uzaklaştırdığı için faydalı olduğu bilinen HDL’lerden biridir . Ancak İtalya’daki küçük bir toplulukta, bu proteinin Apolipoprotein AI-Milano adlı mutant bir versiyonuna sahip olduğu biliniyor.veya kısaca Apo-AIM. Apo-AIM, hücrelerden kolesterolü çıkarmada ve arteriyel plakları çözmede Apo-AI’den bile daha etkilidir ve ayrıca bir antioksidan olarak işlev görür ve normalde arteriosklerozda meydana gelen iltihaplanmadan kaynaklanan hasarın bir kısmını önler. Apo-AIM genine sahip kişiler, kalp krizi ve felç için genel popülasyondan önemli ölçüde daha düşük risk seviyelerine sahiptir ve ilaç şirketleri, kalp koruyucu bir ilaç olarak proteinin yapay bir versiyonunu pazarlamaya çalışmaktadır .
Ayrıca benzer etkiye sahip PCSK9 adlı bir gende farklı bir mutasyona dayanan ilaçlar da var. Bu mutasyona sahip kişilerde kalp hastalığı riski %88 kadar daha düşüktür .
#2: Artan kemik yoğunluğu
İnsanlarda kemik yoğunluğunu yöneten genlerden biri, düşük yoğunluklu lipoprotein reseptörü ile ilgili protein 5 veya kısaca LRP5 olarak adlandırılır. LRP5'in işlevini bozan mutasyonların osteoporoza neden olduğu bilinmektedir. Ancak farklı türde bir mutasyon , işlevini güçlendirerek bilinen en sıra dışı insan mutasyonlarından birine neden olabilir .
Bu mutasyon ilk olarak, Midwest ailesinden bir genç, tesadüfen keşfedildi. hiçbir kemik kırılmadan uzaklaştıkları ciddi bir araba kazasında. X-ışınları, aynı ailenin diğer üyelerinin yanı sıra, ortalamadan önemli ölçüde daha güçlü ve daha yoğun kemiklere sahip olduklarını buldu . (Durumu araştıran bir doktor, “Yaşları 3 ile 93 arasında değişen bu insanların hiçbirinde kırık bir kemik olmadı” dedi.) Aslında, sadece yaralanmaya değil, aynı zamanda yaşla ilgili normal iskelet sistemine de dirençli görünüyorlar. dejenerasyon. Bazılarının ağızlarının çatısında iyi huylu kemik büyümeleri var, ancak bunun dışında, durumun hiçbir yan etkisi yok — ancak makalenin kuru olarak belirttiği gibi, yüzmeyi zorlaştırıyor. Apo-AIM’de olduğu gibi, bazı ilaç şirketleri bunu osteoporoz ve diğer iskelet hastalıkları olan insanlara yardımcı olabilecek bir terapinin temeli olarak nasıl kullanacaklarını araştırıyor.
#3: Sıtma direnci
İnsanlardaki evrimsel değişimin klasik örneği, kırmızı kan hücrelerinin kavisli, orak benzeri bir şekil almasını sağlayan HbS adlı hemoglobin mutasyonudur. Bir kopya ile sıtmaya karşı direnç sağlar, ancak iki kopya ile orak hücreli anemi hastalığına neden olur. Bu mutasyonla ilgili değil.
2001'de bildirildiği gibi ( ayrıca bkz. ), Afrika ülkesi Burkina Faso’nun nüfusunu inceleyen İtalyan araştırmacılar, HbC adlı farklı bir hemoglobin varyantı ile ilişkili koruyucu bir etki buldular. Bu genin sadece bir kopyasına sahip kişilerin sıtmaya yakalanma olasılığı %29 daha azken, iki kopyası olan kişilerin riskinde %93 azalma var. Ve bu gen varyantı, en kötü ihtimalle, hiçbir yerde orak hücre hastalığı kadar zayıflatıcı olmayan hafif bir anemiye neden olur.
#4: Tetrakromatik görme
Çoğu memelinin renk görüşü zayıftır çünkü sadece iki tür koni vardır, bunlar farklı ışık renklerini ayırt eden retina hücreleridir. İnsanların, diğer primatlar gibi üç türü vardır; olgun, parlak renkli meyveleri bulmak için iyi bir renk görüşünün hayatta kalma avantajı olduğu bir geçmişin mirası.
Maviye en güçlü tepki veren bir tür koninin geni 7. kromozomda bulunur. Kırmızı ve yeşile duyarlı olan diğer iki türün ikisi de X kromozomundadır. Erkeklerde yalnızca bir X olduğundan, kırmızı veya yeşil geni devre dışı bırakan bir mutasyon, kırmızı-yeşil renk körlüğü üretirken, kadınların bir yedek kopyası vardır. Bu, bunun neden neredeyse yalnızca bir erkek durumu olduğunu açıklar.
Ama burada bir soru: kırmızı veya yeşil genine bir mutasyon, devre dışı bırakmayı ziyade, ne olur kaydırır o yanıt veren renklerin aralığını? (Kırmızı ve yeşil genler, tek bir atadan kalma koni geninin kopyalanması ve ayrılmasından tam da bu şekilde ortaya çıktı.)
#5: CCR5-delta32: İnsanlarda HIV Bağışıklığı
Sistein-sistein kemokin reseptörü 5 (CCR5), beyaz kan hücrelerinin (WBC’ler) ve sinir hücrelerinin zarlarında bulunan bir reseptör molekülüdür. Bir hücrede, CCR5, herhangi bir yabancı partiküle karşı inflamatuar yanıtı işaret eden kemokinlerin girişine izin verir. CCR5'i kodlamaktan sorumlu gen, insan kromozomu 3'te bulunur. Bu gende CCR5-delta32 (32 baz çiftinin silinmesini içeren) adı verilen bir mutasyon, CCR5'in normal işleyişini etkiler.
HIV enfeksiyonunun ilk aşamalarında, virüs normalde CCR5 yoluyla girer. Ancak mutasyona uğramış bir CCR5, HIV girişini engeller. Homozigot mutasyona uğramış CCR5-delta32 taşıyan kişiler HIV’e karşı dirençliyken, heterozigot olanlar hastalığın ilerlemesini yavaşlattıkları için faydalıdır. Böylece CCR5-delta32, HIV’e karşı kısmi veya tam bağışıklık sağlar.
Bununla birlikte, CCR5-delta32 mutasyonunun bir dezavantajı vardır. Primer sklerozan kolanjit (PSC) adı verilen kronik karaciğer hastalığı ile güçlü bir şekilde ilişkilidir. Safranın safra kesesinden boşalmasına neden olan intrahepatik ve ekstrahepatik safra yollarının iltihaplanması ve fibrozu ile karakterize uzun süreli ilerleyici bir karaciğer ve safra kesesi bozukluğu.
En verimli bitki ve hayvanlardan bazılarının mutasyon sonucu evrimleştiğine şüphe yoktur. Mutasyonun etkileri, popülasyonda olumlu değişikliklerin devam ettiği ve zararlı değişikliklerin belirli bir süre boyunca ortadan kaldırıldığı doğal seleksiyon ile iyi açıklanmaktadır.
Kaynaklar
