Мутагенез

[Alexeyy]

А   какая   разница   между    амплификацией   фрагмента  и  его  дупликацией  ?  Амплификация   -  всего    лишь  ряд  последовательных   дуплдикаций. 

Ну всё-таки последнее – гораздо сложнее (при ста та нуклеотидах консервативной последовательности). Я же не сказал, что невозможно: сказал, что вряд ли Впрочем, может, я и ошибаюсь

А   какая   разница   между    амплификацией   фрагмента  и  его  дупликацией  ?  Амплификация   -  всего    лишь  ряд  последовательных   дуплдикаций. 

В некотором смысле так. Но только не со 100%-верятностью "знает". Не обязательно так, конечно, чтобы прям «знать» что и как нужно достроить/перестроить, чтобы получить конкретный результат: это может быть вероятностно.
Ну вот, например, эволюционные предки некой бактерии, периодически, попадали в неблагоприятно кислую среду, что вызывало характерные проблемы решение которых, как правило, было связан с появлением мутаций в некоторой характерной области (областях) генома. Соответственно, более интенсивные мутации, в основном, только в этой области генома в момент попадания в упомянутую неблагоприятную среду, могли способствовать росту выживаемости. А это означает, что отбор мог привести к тому, что при появлении данных, характерных неблагоприятных условиях – усиливаются мутации именно в определённой (определённых) областях генома.
  Т.е. клетка, получается, «знает» как поменять гном (увеличить интенсивность мутаций в определённом месте) для того, чтобы повысилась выживаемость. Выше в этой теме приводилась ссылка на эксперимент, показавший зависимость интенсивности мутаций от внешних условий.
  Нас же не удивляет, что благодаря случайным мутациям и отбору люди способны, с некоторой долей вероятности, предвидеть будущее и, соответствующим образом, планировать свои действия в зависимости от меняющихся внешних условий. Поэтому я не вижу принципиальных трудностей к тому, чтобы, примерно, то же самое не могло бы реализоваться только на уровне генома в качестве мозга и на более длительных масштабах времени. Я предполагаю, что изрядная («бесполезная») часть генома хранит эволюционный «опыт» прошлого для того, чтобы его использовать для решения именно подобных задач. Но, конечно, это сейчас никак не доказано экспериментально и является чистой воды предположением (правда, и основанном на кое-каких очень косвенных свидетельствах).

[vit]

  Причем     мы   это  можем   сделать с  точностью  до  пары  нуклеотидов.  Микроб  -  нет.

я в этом не сомневаюсь

Да,  секвенированы  мутации   с  дупликацией  гена  citT.   Вот   только      зачем   для   этого  нужен   ГПГ   -  если    это  просто  дупликация  ?

как иначе можно встроить еще один тот же ген рядом предыдущим?

И    опять  же   -     если  это  ГПГ.  откуда    и чем  перенесен      лишний  ген  citT   с  его  промотором ?   Конкретно      -   ген   был   вырезан    этим  и  этим  ферментом,  потом    был       перенесен в  плазмиду   такую-то и  потом   таким-то  образом   эта  плазмида     попала   в  другую  клетку      коли  и   там     встроилась в  геном.

мне не удалось найти пошагового описания работы плазмид подобного репликации или синтезу белка, типа топоизомераза разрезает хромосому, Х-аза доставляет У-аза склеивает и т.д.. б
Берут они их, я повторяю, или из окрсреды или они уже есть в плазмиде, коли же факультативные анаЭробы, без о2 они цитт както активизируют периодически.

Дело  опять  же   за  малым   -  встроить  нужный   фрагмент  в  нужной  место  клетки-реципиента.

наверняка это гдето описано, работа плазмид и гпг - основной механизм эволюции бактерий. Так они и против антибиотиков приспосабливаются.

[vit]

может быть плазмида вставляет в любое место хромосомы уже амплифицированный цитт?

[Питер]

В некотором смысле так. Но только не со 100%-верятностью "знает". Не обязательно так, конечно, чтобы прям «знать» что и как нужно достроить/перестроить, чтобы получить конкретный результат: это может быть вероятностно.
 Ну вот, например, эволюционные предки некой бактерии, периодически, попадали в неблагоприятно кислую среду, что вызывало характерные проблемы решение которых, как правило, было связан с появлением мутаций в некоторой характерной области (областях) генома. Соответственно, более интенсивные мутации, в основном, только в этой области генома в момент попадания в упомянутую неблагоприятную среду, могли способствовать росту выживаемости. А это означает, что отбор мог привести к тому, что при появлении данных, характерных неблагоприятных условиях – усиливаются мутации именно в определённой (определённых) областях генома.

И  того    нам  надо  маркировать  геном.   причем  при   кислой  среде  одни  участки,  при      щелочной  -  другие,   при     нехватке   сахара  А  -  третьи,  сахара  В  -  четвертые.   Не  многовато   будет  ?    Природа   пошла   по  другому   пути   -  SOS    cистема.     Плохие  условия  ?   Включаем   мутагнез  вообще  ...

Алексей
Нас же не удивляет, что благодаря случайным мутациям и отбору люди способны, с некоторой долей вероятности, предвидеть будущее и, соответствующим образом, планировать свои действия в зависимости от меняющихся внешних условий.

Ну  на    эту  тему   уже  все   сказано  в  "Мастере  и  Маргарите".    И как   вид    люди  тоже     как-то  не  сразу   додумались  до  того,  что   от   первого       костра  до    глобального  потепления     -  всего-то     несколько   десятков  тысч  лет.   А  могли   бы      остаться      в  меховой   ипостаси  ...

[Питер]

может быть плазмида вставляет в любое место хромосомы уже амплифицированный цитт?

У    вас     на   глазах   шоры  из  ГПГ.   Ну   вот  откуда   возьмется   уже    амплифицированный    цитт  ?   Если  он   уже   где-то  амплифицировался   -   то в     клетке.  Значит,  эта   клетка     уже   живет  хорошо.   И    как-то  он  там  возник.    И  именно  за  счет  дупликации   -  и  тогда   место   его  как  раз  рядом  с  первой   копией.
Опять  же   просто  поверьте.     Если  просто   взять  плазмиду  (маленькую,  типа  pBR322)    и    добавить ее  к  культуре   колей   -   трансформантов  не   будет.   Надо      специальным  образом     подготовать   клетки   -    нужны   соли  кальция  или  рубидия.  В    тех   концентрациях,  которой  нет в  природе.    Нужно   клетки   скажем  так    затормозить   холодом  и  шокировать  потом     теплом.  И    тогда   плазмида   будет  захватываться   клетой.   но  при  этом  не   будет   интегироваться  в  геном.  Можно   еще     электричеством   загнать  -  очень  эффективно,   но      его  оже  в  природе  в  нужных      параметрах   нет.
И   еще   мелочь  -   должен   быть  специальный  штамм      колей,  который   не  умеет   бороться  с  чужой   ДНК.   У  нас  в   кишечнике  и в  природе   вообще    таких   практически    нет  -  вссе   лабораторные      выкормыши,   которые    за  стенами  лабы     жить  не  умеют.
И  опять  же  про   любое    место  не  катит  -     эти  дупликаты   лежат  именно в  том  месте  генома,  где   лежит  первая   копия  гена.  Сиквенс,  знаете  ли.  вещь  точная. 

[vit]

  Ну   вот  откуда   возьмется   уже    амплифицированный    цитт  ?   Если  он   уже   где-то  амплифицировался   -   то в     клетке.  Значит,  эта   клетка     уже   живет  хорошо. 

Процесс был обратимый, с средах богатых глюкозой сит+ и  амплифицированный    цитт исчезали  - типичный гпг.

а взять могли из мертвых цит+ или плазмидий.

И  опять  же  про   любое    место  не  катит  -     эти  дупликаты   лежат  именно в  том  месте  генома,  где   лежит  первая   копия  гена.

как же биоинженеры внедряют гены плазмидиями?1.

2. Лишнее доказательство неслучайности дуплекации

[Alexeyy]

И  того    нам  надо  маркировать  геном.   причем  при   кислой  среде  одни  участки,  при      щелочной  -  другие,   при     нехватке   сахара  А  -  третьи,  сахара  В  -  четвертые.   Не  многовато   будет  ?   

Почему много? "бесполезного" генома - тоже не мало. Например, хотя бы несколько позиций почему бы не выдержать ради того, чтобы каждый раз не теребить "весь" геном (собственно, весь он и не теребиться в равной степени: есть же участки разной консервативности)?
Но кислота - это только наглядный пример. И не обязательно SOS: окружающие изменения могут быть и гораздо, гораздо более медленные, растянутыми, например, на тысячелетия.

Природа   пошла   по  другому   пути   -  SOS    система.     Плохие  условия  ?   Включаем   мутагенез  вообще  ...

А кто проверял, что он включается именно "вообще", а не как-то специфично?
Я не уверен, что проверяли.

Нас же не удивляет, что благодаря случайным мутациям и отбору люди способны, с некоторой долей вероятности, предвидеть будущее и, соответствующим образом, планировать свои действия в зависимости от меняющихся внешних условий.

Ну  на    эту  тему   уже  все   сказано  в  "Мастере  и  Маргарите".    И как   вид    люди  тоже     как-то  не  сразу   додумались  до  того,  что   от   первого       костра  до    глобального  потепления     -  всего-то     несколько   десятков  тысяч  лет.   А  могли   бы      остаться      в  меховой   ипостаси  ...

Не совсем так: это относительно быстрые эволюционные изменения: «мозгу» генома вряд ли по «зубам»: геном эволюционирует слишком медленно для того, чтобы реализовать такие относительно быстрые адаптации: для этого нервная система нужна. Высшая нервная система, человеческий интеллект, чтобы относительно быстро приспосабливаться к относительно быстро меняющимся условиям.
А геном, предполагаю, может быть ответственен за самонаправление эволюции для очень медленных эволюционных изменений на которые требуются, может, даже не тысячи или сотни тысяч, а даже миллионы лет и для которых использование нервной системы (мозга) было бы слишком накладно (энергетически «дешевле» было бы обойтись более консервативными и менее энергозатратным способами). И он для этого там и не используется особо.
  Так что я очень сомневаюсь, что эффект самонаправления эволюции может быть для многоклеточных существенен на масштабах тысяч лет (если не считать деятельность интеллекта). А вот быстро размножающиеся одноклеточные ...

[vit]

 

E. coli transformed with a plasmid expressing citT was capable of aerobic growth on citrate, which provides convincing evidence for a function of CitT as a citrate carrier.
CitT (487 amino acids, 53.1 kDa)

[Alexeyy]

Ну так и ответ тогда такой, что в постулатах СТЭ нет утверждения  том, что её мутации обязаны быть случайно ненаправлены

Утверждение о том, что механизм эволюции по СТЭ - это отбор результатов случайных ненаправленных мутаций, там есть, и я его цитировал.
Всё цивилизованное человечество понимает и принимает этот факт. Вы - единственный человек на планете Земля, отрицающий это.

Да: случайно ненаправленных. Забыл ... там речь шла о том, что случайно ненаправленные мутации порождают случайно направленные и, поэтому, ... постулаты СТЭ не отрицает возможности случайно-направленных мутаций.
   Я всё никак не могу понять почему Вы ополчаетесь на случайность...
   Тогда, когда мы это обсуждали – Вы, кажется, прибывали в уверенности, что эволюция не остановилась бы если бы не было случайно ненаправленных мутаций, которые создают шум изменчивости и благодаря только которым и возможно появлению случайно направленных мутаций. Т.е. сейчас, как понимаю, полагаете, что без этого «шума» случайно невозможно было бы появление случайно направленных мутаций или нет?
   Пробежался по тому, что мы там обсуждали ... В том обсуждении речь шла о том, что случайно ненаправленные мутации постоянно порождают случайно направленные. Это же ведь означает, что постулат СТЭ порождает постулат тех теорий, в которых двигателем эволюции являются случайно-направленные вариации.

   Например, одноклеточный организм периодически попадает в неблагоприятную для него кислую среду и защитой от этого всякий раз получаются некие мутации в определённом участке (участках) генома. Ну пусть они будут случайно ненаправлены. Это означает, что должно возникнуть давление отбора на возникновение, в ответ на повышение кислотности, усиления мутагенеза именно в упомянутых участках генома, которые ответственны за решение трудности борьбы с повышенной кислотностью. Что и, допустим. Закрепляется отбором: в результате когда возникает новое повышение кислотности усиливается мутагенез не по геному вообще, а лишь точечно: в определенном месте/местах. Что и порождает более эффективное решение проблемы.
Сам этот мутагенез, в упомянутом участке, при этом может быть случайно ненаправлен: клетка точно может не «знать» какие именно должны произойти мутации, чтобы произошло решение проблемы и «знает» лишь в каком участке генома нужно усилить мутагенез для убыстрения решения.
  В результате, в целом, в геноме начинают развиваться случайно-направленные мутации. Но ведь это и не противоречит СТЭ: они возникли именно из-за случайно ненаправленного характера мутаций внутри определённой области генома. Но т.к. эта область для мутаций была выбрана направленно, то, в целом, мутации уже являются случайно направленными.
  Я так и не понял: почему Вы упорно отрицаете постулат СТЭ о роли случайно-ненаправленных мутаций? Вы же, вроде, не считаете, что случайно-направленные мутации могут возникнуть как-то иначе, чем через случайно-ненаправленные или считаете?
  Нет, конечно случайно-направленные мутации тоже могут порождать случайно-направленные. Но одно дело, что в процессе такого возникновения можно выделить случайно ненаправленные мутации («шум»), как в выше приведённом примере. А другое дело – что нельзя. Вы же, кажется, считаете, что этот «шум» (н.е. случайная ненаправленность) – это необходимое условие для того, чтобы постоянно могли действовать случайно-направленные мутации?
   Так почему же тогда отрицаете СТЭ, противопоставляя её тем концепциям в которых двигателем эволюции являются случайно-направленные мутации? Ведь СТЭ такие мутации (случайно-направленные) как раз и может порождать (как в выше приведённом примере) именно в силу случайной ненаправленности и отбора.

[василий андреевич]

  Мужики, что-то Вы совсем загнали меня в позу идиота. Можно ли для "домохозяек"?
  Механизм SOS - "слепила из того, что было" - т.е. вероятностно из того, что в большей концентрации. Концентрируется то, что не удаляется (естественно не обесценивается) из-за шокового фактора. Потому у колонии нет альтернативы, кроме как "лечиться" комбинациями, стойкими к неблагоприятному воздействию - эдакая гомеопатия.
  В таком простеньком раскладе не удивительно, что "команда палундра" выглядит в образе горизонтального переноса.

[Питер]

ГПГ    не  эффективен  энергетически  и   далеко  не  факт,   что  вы  нахватаете  что-то  полезное.

[Питер]

E. coli transformed with a plasmid expressing citT was capable of aerobic growth on citrate, which provides convincing evidence for a function of CitT as a citrate carrier.
CitT (487 amino acids, 53.1 kDa)

Вы       разницу   видите    между    природным  процессом  и   трансформацией  in  vitro   специально     разработанной   плазмидой   ?    И      далеко  не  каждая   конструкция,  собранная  в  пробирке,  позволяет    добиться    высокого      уровня     экспрессии  целевого  белка  в  активной    форме.

Не совсем так: это относительно быстрые эволюционные изменения: «мозгу» генома вряд ли по «зубам»: геном эволюционирует слишком медленно для того, чтобы реализовать такие относительно быстрые адаптации: для этого нервная система нужна. Высшая нервная система, человеческий интеллект, чтобы относительно быстро приспосабливаться к относительно быстро меняющимся условиям.
 А геном, предполагаю, может быть ответственен за самонаправление эволюции для очень медленных эволюционных изменений на которые требуются, может, даже не тысячи или сотни тысяч, а даже миллионы лет и для которых использование нервной системы (мозга) было бы слишком накладно (энергетически «дешевле» было бы обойтись более консервативными и менее энергозатратным способами). И он для этого там и не используется особо.
  Так что я очень сомневаюсь, что эффект самонаправления эволюции может быть для многоклеточных существенен на масштабах тысяч лет (если не считать деятельность интеллекта). А вот быстро размножающиеся одноклеточные ...

Еще   лучше   -  геному  надо  знать,     что   будет   через    тысячи   лет.    Типа  через  тысячи  лет     углекислого   газа   станет   10%    -  один  набор  изменений.   или 0,01%    -   другой   набор.   И  просчитать,  что  имнно  и  как  надо  поменять  -   пошагово  и  когда      это  нужно  делать.
Вам    все   это  не  странно  ?  Геном     как   знаток   будущего  ...
Реальность  же  такова,    что у  нас  всегда  есть    популяция     особей  с   разными  вариантами  генома.   В   итоге    каждый   фенотпический  признак  оказывается   распределен     по    приблизительно  нормальному  распределению.  При   изменении  среды   края   распределения  могут       жить  лучше   - и  идет   сдвиг     по  фенотипу  в   эту   сторону.   И   так  как   за   феном   стоит   полиморфизм  генома  -  то  и    распределение      полиморфных  вариантов   смещается. 

[Питер]

И    про   выбор  областей    для   мутирования.   Все   то  же   -     геном   должен   знать,    за  что  отвечает  тот  или  иной  участок  генома.    То  есть   знать,   что  АТГЦ   в  одном    месте   отвечают  за  мозг,  а   в  другом  -    за  хвост.  Причем       за   мост  и  хвост  может  отвечать       много   участков  генома.  И     на  все  надо  развесить  метки  мозг-хвост.   Ваша  идея   -     что       это  за  метки  ?  Метилирование   и  гистоны  не  предлагать  -   они  не  специфичны    для    определенных    областей  генома,    а  для     функциональных  состояний      разных  областей   генома.

[Alexeyy]

Еще   лучше   -  геному  надо  знать,     что   будет   через    тысячи   лет.    Типа  через  тысячи  лет     углекислого   газа   станет   10%    -  один  набор  изменений.   или 0,01%    -   другой   набор.

Ну про такие я не думал: у меня мысли были про какие-то общие тенденции формообразования без такой привязки ко времени. Если у генома и есть такие возможности и если он не успевает, то будут прост включаться более оперативные варианты адаптации или эволюционная линия погибнет (отбор будет делать своё дело).

И  просчитать,  что  именно  и  как  надо  поменять  -   пошагово  и  когда      это  нужно  делать. Вам    все   это  не  странно  ?

Странно. Вы же видите, что, как раз и не говорю про пошаговый просчёт что и как надо поменять. Это же может быть очень вероятностно, ориентировочно, через изменение мутагенеза, экспрессию. Т.е. всё – на основе случайных мутаций, которые потом подхватывают «затравку» и «доводят её до ума».

И    про   выбор  областей    для   мутирования.   Все   то  же   -     геном   должен   знать,    за  что  отвечает  тот  или  иной  участок  генома.    То  есть   знать,   что  АТГЦ   в  одном    месте   отвечают  за  мозг,  а   в  другом  -    за  хвост.  Причем       за   мост  и  хвост  может  отвечать       много   участков  генома.  И     на  все  надо  развесить  метки  мозг-хвост.   Ваша  идея   -     что       это  за  метки  ?

Есть у меня идея про всякие мобильные генетические элементы, которые, «скача» по геному, может, могут дополнительно усиливать мутагенез в месте перескока как (может быть) благодаря саму перескоку так и благодаря тому, что они и сами по себе меняют интенсивность мутагенеза в области своей локализации. А, может, и прост способны менять экспрессию генов в месте перескока. Т.е. работают как некоторого рода переключатели для активации некоторой области генома: сидят где-то не далёко от неё и как только получают соответствующие сигналы, то, скажем, увеличивается вероятность их перескока и, соответственно, увеличивается вероятность их падания в рядом находящуюся область которую они «включают».
  Но, конечно, тут есть вопрос о том как (за счёт какого механизма) активируются эти перескоки... не знаю. Может, всё-таки как-то через гистоны: может, они хоть и, в целом, и не специфичны к разным областям генома, но при более детальном рассмотрении какую-то специфику и выказывают. Каких-то (которые, может, выполняют упомянутую роль переключателей) мобильных элементов в геном то совсем не так уж и много, по сравнению с объёмом всего генома, может быть и, (поэтому) может, просто ещё не обнаружили их специфичность к ним...
   Может, есть ещё какие тонкие, не очень заметные каналы для реализации механизма есть ...
  Ещё пришла мысль, что, может, как-то и вирусы могут влиять на разные участки генома по разному. Они то какое-то влияние постоянно оказывают (ГПГ и др.). А, скажем, если изменилась кислотность среды, то это повлияет и на состав вирусов и т.п.
  Может, излучение ещё может как-то влиять (может, напрямую на геном). С помощью этого, может, может активироваться хотя бы реакция на изменение температуры. Аналогично – и изменение, скажем, кислотности (солёности и др.) среды: наверняка же это хоть как-то отразится и на внутриклеточном составе и, может, тоже начнёт специфично активировать определённые участки генома. В чём-то аналогичен по влиянию, может, имеет стресс (или, наоборот, радость) матери: для зародыша это означает изменение среды т.к. стресс (радость) меняет гормональный фон у матери, которые выполняет роль среды для зародыша. Если стресс, то значит, увеличивается вероятность адаптивности для развития каких-то более агрессивных черт младенца. Может, соответствующий гормональный фон и приводит к активации соответствующих генов...
  В общем, у меня нет готовых решений. Может, что-то неизвестно... Когда не знаешь что искать – можно что-то и пропустить...

[vit]

Вы что все с дальнего востока?