Tangu ugunduzi wa jambo kama vile uhamishaji wa jeni mlalo, ambao sio kutoka kwa wazazi hadi kwa watoto, ulimwengu mzima ulio hai kwenye sayari yetu umewakilishwa kama mfumo mmoja wa habari. Na katika mfumo huu inakuwa inawezekana kukopa uvumbuzi wa mafanikio wa mageuzi ya aina moja na nyingine. Uhamisho wa jeni wima na mlalo ni nini, ni mifumo gani ya mchakato huu na mifano katika ulimwengu-hai - yote haya ni makala.
jeni za jirani
Kila mtu anajua kwamba tunapata vinasaba vyetu kutoka kwa wazazi wetu. Na wametoka kwa wazazi wao. Huu ni uhamishaji wima. Na ikiwa ghafla mabadiliko yatatokea ambayo yanageuka kuwa ya manufaa kwa kuishi au kukabiliana na hali, na kupata msingi katika genome ya idadi ya watu, basi aina hiyo itapata faida katika mapambano ya kuwepo.
Wakati huo huo, mtu ana jeni zake,aphids wana yao wenyewe, na papa wana yao wenyewe. Ni karibu haiwezekani kwao kupata kati ya aina. Lakini wakati mwingine hutokea - huu ni uhamisho wa jeni mlalo.
Hivi ndivyo uhandisi jeni wa kisasa hufanya. Viumbe vilivyobadilishwa vinasaba ni matokeo ya uhamisho huo wa jeni (kwa mfano, tardigrade ya mwanga kwenye picha hapo juu). Lakini kwa asili, jambo hili limekuwepo kwa muda mrefu.
Kiini cha jambo
Uhamisho wa jeni wima ni hali ya uhamishaji wa nyenzo za kurithi kutoka kwa fomu za wazazi hadi kwa viumbe binti.
Uhamisho wa jeni mlalo ni hali asilia ya kuhamisha jeni kutoka kiumbe kimoja cha kiumbe mzima hadi kingine. Wakati huo huo, viumbe viwili vipo kimakusudi, na wakati mwingine ni vya spishi tofauti za kibiolojia.
Mfano wa uhamishaji wa jeni mlalo katika bakteria ni uhamishaji wa jeni sugu kutoka aina moja ya bakteria hadi nyingine.
Masharti ya lazima
Ili kuelewa jambo hili, ni muhimu kujua masharti ambayo uhamisho huo unawezekana kimsingi, yaani:
- Ni muhimu kuwa na mpatanishi wa "usafirishaji" wa jeni kutoka seli moja hadi nyingine, kutoka kwa kiumbe kimoja hadi kingine.
- Lazima kuwe na utaratibu wa molekuli ambao unaweza kuruhusu jeni za kigeni kuingizwa kwenye seti ya jeni ya seva pangishi.
Masharti haya yanaweza kutimizwa kwa virusi vya retrovirusi na transposons nyingine (vipengele vya DNA). Na ni mbinu kama hizo za uhamishaji jeni mlalo ambazo uhandisi jeni umekubali leo.
IngawaLeo, mifumo ya uhamishaji wa jeni kama hiyo inasomwa tu; pamoja na virusi, uhamishaji kama huo unaweza pia kutokea kwa msaada wa sehemu za bure za asidi ya deoxyribonucleic (transposoons), ambayo huingia mwilini kupitia utangulizi rahisi au kwa viumbe vimelea. Mwisho unaweza kubadilisha sio tu vifaa vya kijenetiki vya mwenyeji, lakini pia nafasi yake ya kiikolojia katika mfumo wa biocenosis.
Usuli
Ilikuwa ni uhamishaji wa jeni sugu za viuavijasumu kati ya aina mbalimbali za bakteria ambao ulielezewa kwa mara ya kwanza nchini Japani mwaka wa 1959.
Tayari kufikia katikati ya miaka ya 1990, wanabiolojia wa molekuli walithibitisha kwamba uhamishaji wa jeni mlalo katika prokariyoti na yukariyoti ulihusika katika maendeleo ya maisha kwenye sayari yetu.
Mnamo 2010, utafiti wa Profesa Cedric Feschott ulichapishwa, ambao uliwasilisha uchanganuzi wa jenomu ya nyani opossum na saimiri. Waliumwa na aina moja ya mdudu. Katika genome za mamalia, transpozoon imepatikana ambayo ina utambulisho wa 98% na wadudu. Kwa taarifa yako, wadudu hawa wanauma nyani na opossum pekee.
Kuanzia sasa na kuendelea, dhahania ya uhamishaji jeni mlalo kati ya nyanja mbalimbali za viumbe imekuwa dhana mpya ya biolojia.
Hitilafu za rangi
Na ikiwa uhamisho wa jeni mlalo katika bakteria kwa miaka 30 iliyopita haujazua shaka miongoni mwa wanabiolojia, basi uwezekano wake katika viumbe vyenye seli nyingi umezua maswali mengi. Ilikuwa wakati huo kwamba tahadhari ya wanabiolojia ilivutiwa na aphid ya kawaida, ambayokuna watu wenye rangi ya kijani na nyekundu mwilini.
Uchambuzi wa rangi zinazotoa rangi nyekundu kwa watu binafsi ulibaini kuwepo kwa carotenoids - rangi za mimea. Vidukari walipata wapi jeni ambazo ni za kipekee kwa viumbe vya mimea? Leo, kupanga jenomu ya wadudu ni jambo rahisi kwa watafiti. Hivi ndivyo iligunduliwa kuwa jeni za aphids zinazohusika na uundaji wa rangi nyekundu zinafanana kabisa na zile za fangasi fulani ambao huambukiza kwenye mwili wa vidukari bila kusababisha madhara yoyote yanayoonekana.
Uwezekano mkubwa zaidi, mwanzoni mwa mageuzi ya aphid (kama miaka milioni 80 iliyopita) kulikuwa na hitilafu katika mashine ya kijenetiki na jeni za fangasi zilijengwa ndani ya jenomu ya wadudu.
Mageuzi na bioanuwai
Mifumo yote ya filojenetiki ya ulimwengu-hai inategemea dhana ya Darwin ya mseto. Kiini chake ni kama ifuatavyo: mara tu kutengwa kwa uzazi hutokea kati ya idadi ya aina, tunaweza kuzungumza juu ya mchakato wa speciation. Na tayari spishi mbili zinaendelea kubadilika kulingana na uteuzi wa asili na mabadiliko ya nasibu.
Ugunduzi wa uhamishaji jeni mlalo kati ya spishi na taxa kubwa zaidi ulithibitisha tu kwamba katika kipindi kifupi cha muda kama hicho (miaka bilioni 4), viumbe hai kwenye sayari yetu vinaweza kutoka kwenye umbo moja hadi kwenye seli nyingi zilizopangwa sana.
Kwa hivyo, biota nzima ya sayari inakuwa maabara moja ya kuunda sifa mpya za urithi, na ni harakati ya usawa ya jeni.inaweza na inaendelea kuharakisha kwa kiasi kikubwa mchakato wa mageuzi.
Hebu tuazima vinasaba
Mnamo mwaka wa 2015, mtaalamu wa chembe za urithi Alistair Crisp kutoka Cambridge (Uingereza) alichunguza jenomu za aina 12 za nzi wa matunda Drosophila, spishi 4 za minyoo na spishi 10 za sokwe (mmoja wao ni binadamu). Mwanasayansi huyo alikuwa akitafuta sehemu za "geni" za DNA.
Matokeo ya utafiti yamethibitisha kuwepo kwa maeneo 145 katika jenomu ambayo ni matokeo ya uhamisho wa jeni mlalo katika yukariyoti.
Baadhi ya jeni hizi huhusika katika ubadilishanaji wa protini na lipids, nyingine - katika majibu ya kinga. Muhimu zaidi, iliwezekana kutambua wafadhili wanaowezekana wa jeni hizi. Waligeuka kuwa wafuasi (eukaryoti rahisi), bakteria (prokariyoti) na fangasi.
Vipi kuhusu sisi
Tayari inajulikana kwa uhakika kwamba kupitia uhamisho wa jeni mlalo kwa binadamu, jeni zinazohusika na aina za damu AB0 zilionekana.
Ushahidi mwingi wa uhamishaji wa jeni kama hizo katika nyani ni wa asili ya zamani sana, tangu asili ya wahenga wa pamoja na waimbaji wengine.
Kulingana na tafiti za hivi majuzi, kutengenezwa kwa kondo la nyuma kwa binadamu kunasababisha pia jeni la virusi, ambavyo vilinaswa mahali fulani alfajiri ya kuumbwa kwa wanyama wa plasenta.
Matokeo ya mpangilio wa jenomu ya binadamu yalionyesha kuwa ina takriban 8% ya vipande vya jenomu za virusi, ambavyo huitwa "jeni za kulala".
Enzi za Wanabadilika
Hapa tunakujamada ya hadithi za kutisha ambazo wanaharakati wa kijani wanaogopa. Je, ikiwa jeni hizi za "kulala" zinawasha? Au je, tick inauma mtu na kuvuta aina fulani ya kutisha kwenye genome yake? Au tunakula soya zilizobadilishwa vinasaba na kuwa mutants? Lakini baada ya yote, kwa miaka bilioni 4, bayoanuwai kwenye sayari imeongezeka tu, na wewe na mimi bado ni kama nyangumi, kama aphid ni kama uyoga. Kwa nini ni hivyo?
Kwanza, utaratibu wa uhamishaji mlalo upo katika asili mradi maisha yenyewe yapo. Na kwa mfano wa aphids, ni wazi kabisa kuwa uhamishaji wa jeni kama huo ulikusudiwa kwa usahihi kuongeza kubadilika kwa viumbe kwa hali ya mazingira (nyekundu hazionekani kidogo kwenye sehemu fulani za mimea). Na wahandisi wa maumbile kwa maana hii hawakuja na kitu kipya. Nyanya zilizo na jeni za samaki wa aktiki zimeongeza ustahimilivu wa baridi, ambayo huruhusu kukuzwa katika mikoa ya kaskazini.
Pili, licha ya uwezekano wa uhamisho wa kijeni, bado hatujaona muunganisho (usawa) wa jenomu ya viumbe hai vyote kwenye sayari. Uthabiti wa mfumo wa kibiolojia, ambao ni seli na kiumbe, ni wa juu vya kutosha kuzuia uhamishaji wa jeni usio na tija. Lakini wakati huo huo, ni uhamisho huu ambao ni chombo cha mageuzi ya kibiolojia, ambayo inaongoza kwa viumbe hai. Kwa hivyo muda si mrefu dubu waonekane kama kati na mbwa wanafanana na vinyonga.
