Мутагенез

[василий андреевич]

  Видно, мне не удастся извлечь собственный толк из данной много обещавшей темы. Не улавливаю за что зацепиться.
  И, как обычно, клетка наделяется желаниями и стремлениями, которые она реализует способами, посильными для изощренного ума. А ведь жрать глюкозу - это не желание и даже не потребность, а лишь способ способствовать обесцениванию того ресурса/неравновесия, которое и без нее произойдет под воздействием того же теплового шума. Выживание (функционирование, размножение) клетки подчинено правилу гомеостаза (динамического равновесия) на естественном диссипативном потоке. Иссяк ресурс неравновесия - следует переход к другому состоянию гомеостаза, допустим, к функционированию без размножения при метаболизме за счет внутренних запасов.
  Неспецифичный ресурс - это тоже неравновесное состояние среды, на которое клетка не может не реагировать поиском иного состояния гомеостаза. Вопрос в том, как этот поиск осуществляется на практике, когда оба привычных состояния (назовем, действия и бездействия) не обеспечивают функциональность системы в неравновесной среде. Ведь неравновесие среды диктует клетке (и геному) делиться, не обеспечивая при этом надлежащей материей.

  Стресс - удобный эмоциональный термин, скверно формализуемый на языке физической логики. Цитрат вместо глюкозы - это стресс, когда перепаду энергетических уровней в среде нет соответствующего (как бы выравнивающего) перепада в системе. А это, в свою очередь, означает избыток свободной энергии в системе. И этот избыток обесценивается уже не столько за счет метаболических реакций, сколько спонтанным ростом частоты "обратимых реакций" нарушения-репарации, которые становятся тепловым источником. Если нарушения-репарации точечны, а не раскиданы по всему геному случайным образом, то не будет удивительным, что мутация окажется приуроченной к "избранному" гену. При этом избирательность будет соответствовать "потребностям" среды, а не системы.
  Да, нужный белок найдет нужное место по характеру теплового "излучения", ибо "не нужный белок" не обеспечит теплоотвод, он либо распадется до подхода, либо пройдет мимо. Сложность организма в избыточности белковых тел, через которые осуществляется естественный процесс обесценивания неравновесностей среды.

  Мутации случайны? Да, случайны. Но частотная характеристика нарушений-репараций - это энергетическая закономерность. Статистически пропущена будет та мутация из волнового пакета нарушений-репараций, которая обеспечит адекватную реакцию системы не естественный средовой перепад в образе горы-ресурса и долины продуктов метаболизма.

[vit]

А что Вы как бы встали в положение униженного и оскорбленного и со мной как бы начинаете спорить будто я какой-то угнетатель прав?
И это - и не тема этой темы: сами просили придерживаться именно этой темы

Было такое? я не помню, но отзываю, если было. Пишите без цензуры!

по 1.: ко мне и Вам это не относится. Просто в принципе странная ситуация, хотя бы даже по этой теме. Есть 2 диаметрально противоположенные теории - какую выбрать?

[vit]

Поэтому, конечно, было бы проще, если бы, был какой то стандарт, скажем, редактируемый журнал №1. Ленский принес статью о новом виде, там почитали - подумали ... Статью 82 года они знают, там все описано:" что то Ленский выдумывает". А типа Нейчи конечно пусть печатают что хотят, но рейтинг - есть статья в №1 - есть! значит экспертизу прошла.

[Питер]

Вы лучше скажите, как 100 делений к12 жили на одном цитрате?

Так  же  как   я  или вы   будете   жить    на   диете  из  100  грамм     хлеба в  день.    Плохо  и  голодно.  Но     быстро  не  умрем.  Типа  неделю выживем  легко.  А  типа  месяц   - в зависимости    от  свойст      организма.
Во-первых,    цитрат  они  есть  могут   -    но   с  очень малой  эффективностью. Транспортер   же  есть  -   но  его  ммало.  Поддерживать    себя   -   но   не       быстро    расти  и делиться
Во-вторых,      клетка    даже    колей  имеет  некий   запас "еды".

[vit]

Транспортер   же  есть  -   но  его  ммало.  Поддерживать    себя   -   но   не       быстро    расти  и делиться

у меня тоже было такое подозрение
   
кстати  76 год  Distribution of inverted IS-length sequences in the E. coli K12 genome

https://www.nature.com/articles/264191a0

THE genomes of E. coli and some of its plasmids contain a class of elements called insertion sequences (IS)1–5. These elements exhibit various properties associated with modulation and alteration of gene expression. IS1 (length 800 nucleotide pairs2,3,) apparently plays a role in the amplification of resistance determinants in drug resistance factors5,6 and also causes polar insertion mutations2,3. IS2 (length 1,400 nucleotide pairs2) behaves as a controlling element, which can turn gene expression on or off7. IS3 (length 1,400 nucleotide pairs3) has been associated with strong polar mutations, and is a constituent of a transposable drug resistance determinant8. IS2 and IS3 have also been shown to specify integration loci for the fertility plasmid F4,9,10. Hybridisation data have allowed estimation of the number of IS1 and IS2 elements in the E. coli genome1, but except for the region around lac and purE, little is known about their natural location in the genome.

Геномы E. coli и некоторых ее плазмид содержат класс элементов, называемых последовательностями вставки (IS) 1–5. Эти элементы проявляют различные свойства, связанные с модуляцией и изменением экспрессии генов. IS1 (длина 800 пар нуклеотидов2,3,), по-видимому, играет роль в усилении детерминант устойчивости в факторах устойчивости к лекарствам5,6, а также вызывает мутации полярной вставки2,3. IS2 (длина 1400 пар нуклеотидов2) ведет себя как контролирующий элемент, который может включать или выключать экспрессию генов7. IS3 (длина 1400 пар нуклеотидов3) был связан с сильными полярными мутациями и является составной частью мобильной детерминанты лекарственной устойчивости8. Было также показано, что IS2 и IS3 определяют локусы интеграции для плазмиды фертильности F4,9,10. Данные гибридизации позволили оценить количество элементов IS1 и IS2 в геноме E. coli1, но, за исключением области вокруг lac и purE, мало что известно об их естественном расположении в геноме.

[vit]

допустим есть 2 клады колей: в одной вставка ИС проходит хаотично, в другой точно, конечно отбор выбирает ту, у которой точно, т.к. они более конкурентоспособны. А хаотичная вставка может принести больше вреда , чем пользы - разрушит важный ген напр.. Т.е. здесь двойной отбор: увеличить точность и предотвратить хаотичность.

[Питер]

Ну    вы  дошли  до  правильной  мысли.  Только     клад  не  2,    а  миллион.    И   у  всех ИС  прыгает в  услових  голода. Кому-то  повезло.  Но      в  основном  -  невезуха -(((((

[vit]

 ИС  прыгает в  услових  голода?

[vit]

я наблюдаю 2 лагеря биологов: 1. говорят, что геном консервативен и мутации случайны, 2. есть физиологические механизмы изменения генома для адаптаций.

[Питер]

Индукция   геномных   перестроек    стрессовыми  условиями.  Голод (недостаток   энергии)  -  один  из  факторов.
Я  из  первого  лагеря.  Геном      относительно   консервативен   -   есть  консенсус   генома  вида,  но  каждая  особь  отличается  от  консенсуса.  Мутации     случайны.  При  этом  мутаци    это все   что  наследуется -  от  точек   до   больших  хромосомных  перестроек. 

[vit]

Индукция   геномных   перестроек    стрессовыми  условиями.  Голод (недостаток   энергии)  -  один  из  факторов.

Это уже адаптация, которая развивается и совершенствуется отбором. Из миллионов и миллиардов колей успешнее те, которые индукцию   геномных   перестроек    стрессовыми  условиями используют точно и быстро.

Я  из  первого  лагеря.

в этом не сомневался

Геном     относительно   консервативен   -   есть  консенсус   генома  вида,  но  каждая  особь  отличается  от  консенсуса.  Мутации     случайны.  При  этом  мутаци    это все   что  наследуется -  от  точек   до   больших  хромосомных  перестроек.

это не противоречит 2. , но с добавлением: наследуется и обратим

[Игорь Антонов]

Исследование (2018), авторы которого приходят к выводу о направленно адаптивном характере мутаций генома E. coli при воздействии антибиотиков:

Genome rearrangements in Escherichia coli during de novo acquisition of resistance to a single antibiotic or two antibiotics successively

Цитаты:

The observed correlation between genome rearrangements and specific antibiotic pressure, as well as their presence in independent replicates indicates that these events do not occur randomly. Taken together, the observed genome rearrangements illustrate the plasticity of the E. coli genome when exposed to antibiotic stress.

Наблюдаемая корреляция между перестройками генома и специфическим воздействием антибиотиков, а также их присутствие в независимых повторах указывает на то, что эти события не происходят случайно. Взятые вместе, наблюдаемые перестройки генома иллюстрируют пластичность генома E. coli при воздействии антибиотического стресса.

The appearance of the same rearrangement in independent lineages is most likely a reflection of the specificity of the response to different antibiotics. Although genetic drift cannot be excluded as a driver, it is not very likely as a wildtype control after even more cell duplications had only 6 point mutations and no other modifications.

Появление одной и той же перестройки в независимых клонах, скорее всего, является отражением специфичности ответа на разные антибиотики. Хотя генетический дрейф нельзя исключить как причину, он маловероятен, поскольку у контрольного дикого типа после ещё большего числа делений клеток имелось только 6 точечных мутаций и никаких других модификаций.

[vit]

Я  из  первого  лагеря.

Представителям 1. лагеря конечно сложнее. Если все случайно, то нужно как-то объяснить наличие: транспозаз и др. подобных ферментов и факторов транскрипции, которые умеют точно распознавать участок днк - зачем они нужны, если все случайно?

[vit]

Появление одной и той же перестройки в независимых клонах, скорее всего, является отражением специфичности ответа на разные антибиотики. Хотя генетический дрейф нельзя исключить как причину, он маловероятен, поскольку у контрольного дикого типа после ещё большего числа делений клеток имелось только 6 точечных мутаций и никаких других модификаций.

обратимость!

[Питер]

Ну   да,   если  амоксициклин   -    то   будут     мутации    бета-лактамазы.  Во    всех  клетках  или    все-таки   идет  отбор    тех,    где  произошла      амплификация  и  промоторные  мутации   гена    фермента,    необходимого    для         защиты  от  данного   антибиотика  ?
А    ответ   на  разные   антибиотики  и   будет  специфичен    -   природа  у  них   разная  и   защита   тоже   бедет   разной.

И  там   еще   вторая   статья  есть.  Той  же   группы.   Про  точковые  мутации.  Какое  однако  разнообразие  генов  и  мутаций,  связанных с      устойчивостью к   антибиотикам.