Автор Тема: Роль мутаций в эволюции.  (Прочитано 1735 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Игорь Антонов

  • Участник форума
  • Сообщений: 3096
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #30 : Август 21, 2020, 00:05:56 »
 Алексей, вот  свежая  работа в русле Вашего видения вопроса:

https://www.preprints.org/manuscript/202007.0427/v1/download

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3148
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #31 : Август 21, 2020, 00:54:42 »
Как называется?
А то что-то у меня брозауэр выдаёт «Этот сайт не может обеспечить безопасное соединение»

Выше (в предыдущем своём посту), ошибся в расчёте числа мутаций в одном поколении (замкнул и положил, что число таких мутаций пропорционально длительности поколения). Но окончательный вывод от этого не меняется. Чтоб было проще читать ниже решил повторить всю не хитрую логику обоснования заново, но с учётом упомянутого исправления.

  Итак, исходим из того, что синдромом одомашнивания связан с изменением в гене BAZ1B (https://snob.ru/entry/186162/?utm_source=fb&utm_medium=social&utm_campaign=smm&utm_content=42584002 со ссылкой на Zanella M. et al. 2019). Исходя из этого представляется маловероятным, чтобы у столь разных организмов один и тот же синдром был связан с мутациями в одном и том же гене, если бы эти мутации были бы не самонаправленнные.
  Действительно, скорость мутаций (в y-хромосоме) равна около 4 нуклеотид на 10 миллиардов (пар) нуклеотид, в пересчёте, за год (Марков А. 2020). У человека 3,2 миллиарда пар нуклеотидов. Это значит, что, в пересчёте, за год будет происходить 4/3,2 = 1,25 мутации, не связанная с обменом генов между родителями при размножении. Если положить, что одно поколение у человека занимает 30 лет, то за одно поколение произойдёт 30*1,25 мутаций =37,5 мутаций.
   Такой же порядок имеет скорость мутаций у млекопитающих. У них, как у относительно близких родственников волков, размер генома должен бытью, примерно, такой же, как и у волков. А у последних он содержит 2,4 млрд пар нуклеотидов (у человека 3,1 млрд) (Сергеев А. 2005).   
   Геном человека содержит 28 тысяч генов (Википедия, Геном человека 2020). Если, примерно, исходить из того, что доля генов в геноме лисицы/собаки, примерно, такая  же, что и у человека, то у лисицы число генов равно около 28*2,4/3,1 = 21,7 тыс. генов.
 С учётом того, что в одном поколении у лисицы происходит 37,5 мутаций (не связанных с обменом генов при размножении), то, ориентировочно, если исходить из того, что все гены имеют, примерно, одинаковую длину, то для того, чтобы произошла одна мутация в данном гене лисицы, в среднем, потребуется = 21,7 тыс./37,5 поколений = 579 поколений.
  Можно положить, что в экспериментах по одомашниванию лисиц: (см. Алексенко А. 2018) одно поколение равно около 1 года. Т.к. половая зрелость у лисицы наступает ок. 10 месяцев (РГАУ-МСХА)}. Т.е. для достижения одной мутации (не связанной с перемешиванием генов родителей при размножении) в заданном гене лисицы потребовалось бы, в среднем, 579 лет.
   Кроме того, для одомашнивания, конечно же, не достаточно одной точечной мутации. Что и указывает на то, что если бы мутации при одомашнивании происходили бы не самонаправлено, то вероятность того, что одомашнивание произошло, в том числе, за счёт мутаций именно в заданном одном гене – очень мала.
   Что, косвенно, и указывает на то, что при одомашнивании лисиц вероятность мутации в гене BAZ1B (ответственном за одомашнивание/«самоодомашнивание», судя по всему, во всех или почти во всех случаях), как минимум, в десятки раз выше, чем в других генах. И, как отмечалось, тот же самый ген задействован при одомашнивании у очень разных видов. Вряд ли всё это – случайно. Что и указывает на какой-то механизм самонаправления мутаций именно в этом гене (наверняка, и ещё в каких-то).

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3148
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #32 : Август 21, 2020, 01:09:52 »
А, вот, нашёл:
Loris Zamai 2019. Unveiling human non-random genome editing mechanisms activated in response to chronic environmental changes. March. DOI: 10.13140/RG.2.2.15209.85600/1,
https://www.researchgate.net/publication/331791652_Unveiling_human_non-random_genome_editing_mechanisms_activated_in_response_to_chronic_environmental_changes .

This article challenges the notion of the randomness of mutations in eukaryotic cells by unveiling stress-induced human non-random genome editing mechanisms. To account for the existence of such mechanisms, I have developed molecular concepts of the cell environment and cell environmental stressors and, making use of a large quantity of published data, hypothesized the origin of some crucial biological leaps along the evolutionary path of life on Earth under the pressure of natural selection, in particular, 1) virus-cell mating as a primordial form of sexual recombination and symbiosis; 2) Lamarckian CRISPR-Cas systems; 3) eukaryotic gene development; 4) antiviral activity of retrotransposon-guided mutagenic enzymes and finally; 5) the exaptation of antiviral mutagenic mechanisms to stress-induced genome editing mechanisms directed at “hypertranscribed” endogenous genes. Genes transcribed at their maximum rate (hypertranscribed), yet still unable to meet new chronic environmental demands generated by “pollution”, are inadequate and generate more and more intronic retrotransposon transcripts. In this scenario, RNA-guided mutagenic enzymes (e.g. AID/APOBECs), which have been shown to bind to retrotransposon RNA-repetitive sequences, would be surgically targeted by intronic retrotransposons on opened chromatin regions of the same “hypertranscribed” genes. RNA-guided mutagenic enzymes may therefore “Lamarkianly” generate single nucleotide polymorphisms (SNP) and copy number variations (CNV), as well as transposon transposition and chromosomal translocations in the restricted areas of hyperfunctional and inadequate genes, leaving intact the rest of the genome. CNV and SNP of hypertranscribed genes may allow cells to surgically explore a new fitness scenario, which increases their adaptability to stressful environmental conditions. Like the mechanisms of immunoglobulin somatic hypermutation, non-random genome editing mechanisms may generate several cell mutants, and those codifying for the most environmentally-adequate proteins would have a survival advantage and would therefore be Darwinianly selected. Non-random genome editing mechanisms represent a link between environmental changes and biological novelty and plasticity, may provide a molecular basis to reconcile gene-centered and “ecological” views of evolution and can lead to several unexpected possible consequences, including explanations for some evolutionarily open issues and some chronic diseases.

Перевод начала:

« Раскрытие механизмов неслучайного редактирования генома человека, активируемых в ответ на хронические изменения окружающей среды

Эта статья ставит под сомнение представление о случайности мутаций в эукариотических клетках, раскрывая вызванные стрессом механизмы неслучайного редактирования генома человека. Чтобы объяснить существование таких механизмов, я разработал молекулярные концепции клеточной среды и стрессоров клеточной среды и, используя большое количество опубликованных данных, выдвинул гипотезу о происхождении некоторых важных биологических скачков на эволюционном пути жизни на Земле. под давлением естественного отбора, в частности, 1) спаривание вируса с клеткой как изначальная форма половой рекомбинации и симбиоза; 2) Ламарковские системы CRISPR-Cas; 3) развитие эукариотических генов; 4) противовирусная активность мутагенных ферментов, управляемых ретротранспозоном, и наконец; 5) преобразование противовирусных мутагенных механизмов в вызванные стрессом механизмы редактирования генома, направленные на «гипертранскрибированные» эндогенные гены. Гены транскрибируются с максимальной скоростью (гипертранскрибируются), но все еще неспособны удовлетворить новые хронические экологические требования, вызванные «загрязнением», неадекватны и генерируют все больше и больше интронных транскриптов ретротранспозонов. В этом сценарии РНК-управляемые мутагенные ферменты (например, AID / APOBEC), которые, как было показано, связываются с повторяющимися последовательностями РНК ретротранспозона, будут хирургически нацелены на интронные ретротранспозоны на открытых участках хроматина тех же «гипертранскрибированных» генов. Таким образом, РНК-управляемые мутагенные ферменты могут «ламаркиански» генерировать однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) и вариации числа копий (CNV), а также транспозицию транспозонов и хромосомные транслокации в ограниченных областях гиперфункциональных и неадекватных генов, оставляя нетронутым остальную часть генома. . CNV и SNP гипертранскрибированных генов могут позволить клеткам хирургическим путем исследовать новый сценарий приспособленности, который увеличивает их приспособляемость к стрессовым условиям окружающей среды. Подобно механизмам соматической гипермутации иммуноглобулинов, механизмы неслучайного редактирования генома могут генерировать несколько клеточных мутантов, и те, которые кодируют наиболее экологически адекватные белки, будут иметь преимущество в выживании и, следовательно, будут отобраны по Дарвину. Механизмы неслучайного редактирования генома представляют собой связь между изменениями окружающей среды и биологической новизной и пластичностью, могут обеспечить молекулярную основу для примирения геноцентрированных и «экологических» взглядов на эволюцию и могут привести к нескольким неожиданным возможным последствиям, включая объяснения некоторых эволюционно открытых проблемы и некоторые хронические заболевания.»

Я думал, что это специально про самонаправлении мутаций при одомашнивании, а здесь, оказывается, концепт механизма в самом общем виде … Да … стремительно быстро развивается тема …

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3148
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #33 : Август 21, 2020, 01:26:46 »
Интересно, на сколько совпадает этот механизм с тем, что предлагал vik...

Оффлайн Игорь Антонов

  • Участник форума
  • Сообщений: 3096
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #34 : Август 21, 2020, 08:59:34 »
Эта работа конкретизирует концепт, первоначально сформулированный Джеймсом Шапиро и обозначенный им как Natural genetic engineering (Естественная генная инженерия). А Шапиро даже не упоминается в обширном списке публикаций в конце работы. Что даже как-то не очень справедливо.

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2269
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #35 : Август 21, 2020, 10:24:17 »
Очень     кратко  -   с  временем  на   службе  беда   сейчас.
Алексей,      вы  считаете    ситуацию      НОВЫХ   мутаций. То есть    геном   был  мономорфен     -  и  для    сдвига    в   сторону  одомашнивания  необходимы   НОВЫЕ    мутации.     Но     геном   ПОЛИМОРФЕН  -  есть  масса  вариантов,    влияющих  на    психотип   лис.   И  мы     ОТБИРАЕМ    тот    хвост   распределения,       который   уже     любит    человека.     Берем    самые   хвосты    -   очень  жесткий  отбор.   И  быстро  получаем    вариант
домашней   лисы.  Практически   без  мутагенеза  de   novo. 
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2269
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #36 : Август 21, 2020, 12:07:44 »
https://elementy.ru/novosti_nauki/433357/Vyyavleny_geneticheskie_izmeneniya_soprovozhdayushchie_otbor_na_khoroshee_povedenie_u_lis_Belyaeva

https://www.nature.com/articles/s41559-018-0611-6.pdf
И  все  опять  о  лисах.  Отбор  всему  голова,   материал  уже  есть  в  геноме.
Comparison of the identified regions to the genomic intervals
comprising behavioural QTL26,46 revealed significant enrichment
for QTL-associated regions (Supplementary Table 14). We focused
on region 94 and identified SorCS1 as a strong candidate for a
behavioural QTL on VVU1546 (Supplementary Note 3). SorCS1 is
a member of the Vps10p-domain receptor family, which mediates
intracellular protein trafficking and sorting71. The major proteins
sorted by SorCS1 are neurexin and AMPA glutamate receptors
(AMPARs)72. Mutations in SorCS1 and in genes coding neurexins
and AMPAR subunits have been found to be associated with several human behavioural disorders73–81. The function of SorCS1 as a
global regulator of synaptic receptor trafficking supports the role of
SorCS1 in the regulation of behavioural differences between tame
and aggressive foxes. These results also demonstrate the advantage
of applying a combination of approaches, namely genomic analysis
in fox populations and QTL mapping of cross-bred fox pedigrees, to
the identification of positional candidate genes for behaviour.

И  как   главный   ген  одомашнивания  рассматривается   совсем  другой  ген.   Хотя  очевидно,  что  процесс  этот  не  моногенный,   а    полигенный   -   идет  смещение  всего  "ландшафта"   генома.   Причем  это  смещение  у    лис  и  собак      имеет   как   общие,  так  и  отличающиеся   черты.
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3148
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #37 : Август 21, 2020, 13:01:57 »
Очень     кратко  -   с  временем  на   службе  беда   сейчас.
Алексей,      вы  считаете    ситуацию      НОВЫХ   мутаций. То есть    геном   был  мономорфен     -  и  для    сдвига    в   сторону  одомашнивания  необходимы   НОВЫЕ    мутации.     Но     геном   ПОЛИМОРФЕН  -  есть  масса  вариантов,    влияющих  на    психотип   лис.   И  мы     ОТБИРАЕМ    тот    хвост   распределения,       который   уже     любит    человека.     Берем    самые   хвосты    -   очень  жесткий  отбор.   И  быстро  получаем    вариант
домашней   лисы.  Практически   без  мутагенеза  de   novo. 

Не очень понял. Ну для этого же всё равно нужно, чтобы произошла хоть одна мутация в гене BAZ1B. Раве нет? А для этого, в среднем, нужно ждать 579 лет.
  Впрочем, я там что-то совсем не учёл, и, может, Вы это и имели в виду, что если взять 579 лисиц, то, в среднем, придётся ждать всего один год. Но у него было, на сколько помню визуально, было не более нескольких десятков лисиц. Пусть, для простоты, 58. Тогда одну мутацию в этом гене пришлось бы ждать около 10 лет. Что реально: он, наверно, экспериментировал несколько десятков лет.
  Однако, наверняка, там потребовалась не одна точечная мутация. Допустим, если для этого требуется, в том же гене, всего несколько, то на это как раз и уйдёт несколько десятков лет.
  Тогда, действительно, это реально, если достаточна вариабельность генома изначальной популяции для того, чтобы укрепить эти мутациями другими геномными особенностями. 
  Мда … тогда мне уже совсем не очевидна невероятность результата…
  Впрочем, по смотрел, что, по ссылке в Элементах, которую Вы привели, пишут «Уже в пятом поколении начали появляться отдельные особи, которые демонстрировали влечение к общению с человеком, сравнимое с таковым у собак.». Т.е. не несколько десятков лет, а всего пять. Т.е. на порядок быстрее. И тогда это опять у меня вызывает сомнения. Но, впрочем, и оценки, которые я сделал – это всего лишь оценки и, может, там погрешность оценки имеет величину - порядок. Но всё равно сомневаюсь. Однако теперь у меня и уверенности в этом сомнении нет …
  О, там же ещё и пишут, что «Численность популяции каждой линии постоянно поддерживается на уровне около 200 особей.». Т.е. в 3 с лишним раза больше, чем чуть выше предположил я. Что ещё увеличивает вероятность мутаций в нужном гене в 3 с лишнем раза.
   Мда, тогда, вроде, получается совсем не так очевидно то, о чём говорил …

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2269
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #38 : Август 21, 2020, 13:41:29 »
1.   У  лис   не   работает  ген BAZ1B.   Наиболее  вероятен     другой  ген.  Там   абзац   я  пивел  из  второй  статьи в Натуре.
2.  В  любом  случае       это      комбинаторика   -  не  одна  мутация,  а  много  разных  вариантов.   И  более  того -    даже          домашние  лисы   это    не  гомолгенная  группа.  Это  все  равно   гетерогенная  популяция.
3.   У  нас у  любого  вида    огромный   массив  накопленных  точковых  и  прочих  мутаций,   влияющих  на   разные  признаки.    Запустите      искуственный  отбор     -  и  вы  выберете  все   что     хотите  (в  разумных  пределах   -   быстро    жабры  не  появятся).   Возьмите  тех  же  собак   -   дог   и    чих     вполне  себе  дают   плодовитое  потомстов,  если   догиня   чиха  не   съест.  Обратно  сложнее,    все  по  анекдоту  "Батьку,  в  крынку  тоже   не  лезе".  То  есть   внешность  просто       в  хлам  разная,  а  геномы   еще   не   разошлись    для  формирования    видов.    Хотя  в  природе   это   были  бы  два    разных  вида  и  никто   бы    и  не  подумал,     что  это   все  тот   же  Canis  canis
Вот  вам   плпстичность  вида    и   потенциал  накопленных  и  приобретенных  (в  том  числе)  при  отборе  мутаций.
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн василий андреевич

  • Участник форума
  • Сообщений: 9446
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #39 : Август 21, 2020, 21:14:49 »
психотип
  Прошу прощения за столь неполную цитату. Но в ней ключ.
  Мутации, годные к одомашниванию происходили и происходят вовсе без участия человека, но расцветают рядом с его деятельностью. Выходит так, что животные и растения сами ищут место рядом с нами. Особенно ярко это проявилось на генах неосыпаемости и крупности пшеницы. Человек даже не отбирал их обдуманно, достаточно обмолота, хранения и высева части урожая.
  Симбиотическое схождение видов - то, что всегда сопровождало биоэволюцию. Сойдутся те виды, совместное размножение которых протекает в условиях минимума стрессовых ситуаций. При этом, возможно, имеет смысл говорить от отборе мутагенеза половых клеток, что унаследовано еще от одноклеточной эпохи.
  Термин SOS-репарация ("недо"репорация) удобен тем, что спасаются на том, что под руками. А в стрессовой или комфортной ситуации "под руками" оказываются разные "информационные" агенты. Если стресс увеличивает частоту мутаций в генах, испытывающих дефицит для воспроизводства конкретных белков, то комфортная ситуация будет стимулировать частоту мутаций в регуляторной части генома. Здесь нет прямого влияния среды, среда лишь вынуждает феном переходить на новые типы питания и, соответственно, на ускоренное уничтожение тех или иных белков, ответственных за функционирование организма.

  Условия формирования эмбриона - это мутагенез нейроклеток. Как эти мутации скажутся, когда настанет черед закладываться половым клеткам?

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2269
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #40 : Август 25, 2020, 13:09:54 »
Я  прочитал  препринт.  Ну   собрано все-все-все  в  одну   большую     кучу.   При  этом   есть  несколько  очевидных         притягиваний   за   уши.
1. CRISPR-CAS    -  это    ни  разу  не  Ламарк.   Да,  это  имуннитет.   Но   он    вырабатывается  через    через  отбор.   И   Северинов     давно  согласен  с  тем,  что   это    далеко  не  наследование      приобретенных  признаков   по  Ламарку.  А  так   любая  мутация  -  наследование  приобретенного  признака.  нового  варианта   генома.
2.   Все   те  же    иммуноглобулины.   но  там  тоже   рулит  отбор  -  на  каждом   этапе   стимулируется   тот  клон   пре-В   клеток,  который  продуцирует  антитела  с     лучшим аффинитетом к    мишени  из  спектра   случайно  полученных  вариантов.

А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Alexeyy

  • Участник форума
  • Сообщений: 3148
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #41 : Август 25, 2020, 13:44:30 »
Ненаправленно случайных или направленно случайных?

Оффлайн Питер

  • Участник форума
  • Сообщений: 2269
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #42 : Август 25, 2020, 13:55:59 »
Не   направленно. 
Все,  я  в  отпуск    на  неделю.   БЕЗ   КОМПА  И  СМАРТФОНА.
А  оно  вам  надо  ?

Оффлайн Игорь Антонов

  • Участник форума
  • Сообщений: 3096
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #43 : Август 25, 2020, 15:42:51 »
2.   Все   те  же    иммуноглобулины.   но  там  тоже   рулит  отбор  -  на  каждом   этапе   стимулируется   тот  клон   пре-В   клеток,  который  продуцирует  антитела  с     лучшим аффинитетом к    мишени  из  спектра   случайно  полученных  вариантов.

Ненаправленно случайных или направленно случайных?

Не   направленно. 

Нет, направленно. Поскольку подбираемым через варьирование здесь является элемент, выполняющий роль распознавателя определённого антигена в составе организованной системы иммунного ответа. Собственно, это и есть "генетический алгоритм" в его прикладном, техническом понимании. Алгоритм, целесообразно решающий конкретную задачу. Используемая в подобных алгоритмах рандомизация однозначно направленная, поскольку она направлена на решение конкретной проблемы.

Оффлайн kostik

  • Участник форума
  • Сообщений: 771
Re: Роль мутаций в эволюции.
« Ответ #44 : Август 25, 2020, 19:35:36 »
Не могу не поделиться своим наблюдением. Игорь Антонов в разговоре с Максетом придерживается линии Питера, а в разговоре с Питером гнет линию Максета.  Полагаю что это происходит, в частности, по причине недопонимания Игорем Антоновым что есть отбор в биологической эволюции. А его постоянное сравнивание биологической эволюции с работой технических средств (компьютеров) не приближает его к пониманию.

Как 50-55 -летнему человеку, пришедшему на форум со своими железобетонными убеждениями разъяснить это? ??? По-моему, дело неблагодарное и не вижу в этом необходимости. Единственное хочу отметить - Естественный отбор не работает алгоритмами.