S tajemným původem a účelem intronů si molekulární biologové lámou hlavy už od jejich objevu před 25 lety. Introny jsou nekódující sekvence DNA, které jsou zalezlé uvnitř genů a kódující oblast genu tak rozdělují na jednotlivé části zvané exony. Eukaryota a archea je mají, bakterie ne. Introny se spolu s exony nejprve přeloží do RNA a pak se introny během procesu zvaného splicing (spojování) vystřihnou a původně oddělené exony se spojí do podoby finálního produktu.
Na první pohled se introny jeví jako otravní paraziti, kterých se hostitelské genomy musely naučit elegantně zbavit. Je však docela dobře možné, že introny svým hostitelům i prospívají. Geny, které jsou prolezlé introny, tak vlastně mají stavebnicovou strukturu. V genomech se tím pádem mohou vytvářet úplně nové geny pouhým přesouváním exonů – buď se vyměňují mezi různými geny nebo se mění jejich pořadí či počet v rámci jednoho genu. Je zřejmé, že poměr mezi ztrátami stávajících intronů a zisky intronů nových má pro jejich hostitele významné evolučí důsledky.
Organismy si s tímhle poradily různě. Kvasinka Saccharomyces cerevisae má v průměru méně než jeden intron na gen, savčí geny mají běžně 10 a více intronů. V současné době se intenzivně diskutuje o tom, zda jsou takové odlišnosti způsobeny rozdílnou náchyloností ke ztrátám a ziskům intronů.
Zajímavé je, že u organismů s nízkým promořením introny, jako jsou právě kvasinky najdeme introny viditelně častěji na 5’ začátku genu, než na 3’ konci genu. Populární hypotéza praví, že je to proto, že introny od 3’ konce genu může vymazávat enzym reverzní transkriptáza, která dokáže přepsat RNA zbavenou intronů zpět do DNA.
Takové hypotézy je již dnes možné díky překotnému rozvoji genomiky testovat.
Tým badatelů pod vedením Cydney Nielsenové vystopoval historii zisků a ztrát intronů u čtyř kompletně osekvenovaných vřeckovýtrusných hub (Neurospora crassa, Magnoporthe grisea, Fusarium gramineum a Aspergillus nidulans). Předci zmíněných hub se někdy před 500 milióny let odštěpily od kvasinek, se kterými ovšem i nadále sdílejí nízkou hustotu intronů – 1 až 2 introny na gen a vyšší výskyt intronů na 5’ začátku genu.
Autoři studie nalezli celkem 3450 oblastí genů, které byly u všech čtyř druhů konzervované (tedy velmi podobné až stejné) a přitom obsahovaly alespoň u jednoho druhu intron. Zisk a ztrátu intronů rozlišovali pomocí pravidel parsimonie. Jednoduše řečeno, pokud byl v dané oblasti intron jen u jediného druhu, šlo o zisk, pokud u některého druhu intron v dané oblasti nebyl a přitom se v ní nacházel u nejblíže příbuzných dvou druhů, šlo o ztrátu.
U jednotlivých studovaných druhů bylo zjištěno 150-350 ztrát intronů. Kupodivu se ukázalo, že se introny na 3’ konci genů neztrácejí častěji. Pokud vymazávání intronů reverzní transkriptázou vůbec funguje, tak to rozhodně není jediný možný mechanismus ztráty
intronů. Dalším překvapením bylo, že ke ztrátám i ziskům intronů docházelo přibližně stejně často.
Podle všeho tedy hraje zisk nových intronů významnou roli i během evoluce genomů s málo introny. Genomy jsou nejspíš ještě dynamičtější, než si kdy kdo pomyslel.
Prame: PLoS Biology 2(12): e422.
Diskuze:
diskuze výhradně pro rozumné lidi www.racional.eu
Pavel Bedrník,2015-03-20 17:05:56
Kolik uživatelů fóra je potřeba na výměnu žárovky?
-- 1 uživatel vymění žárovku a napíše příspěvek o tom, že vyměnil žárovku.
-- 4 uživatelé na to, aby napsali o podobných zkušenostech o výměně žárovky a o tom, jak různě mohou být žárovky vyměňovány.
-- 7 uživatelů k upozornění na to, jak nebezpečné může vyměňování žárovky být.
-- 1 uživatel k tomu, aby přesunul téma do sekce "Světlo".
-- 2 uživatelé na obhajobu toho, že téma mělo být přesunuto do sekce "Elektrické spotřebiče".
-- 6 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby v příspěvcích, týkajících se předchozích příspěvků o výměně žárovky.
-- 6 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří poukazovali na gramatické chyby
-- 6 uživatelů, aby napsalo, že všichni uživatelé, jenž udělali gramatickou chybu, si mají znovu odchodit základní školu
-- 6 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří posílali zpět do základní školy (a ti se budou bránit tím, že rychlý chlapci je správně, protože jsou v jejich nářečí mladý chlapci)
-- 5 uživatelů na to, aby se dohadovali, jestli se má říkat "žárovka" nebo "výbojka".
-- 2 uživatele "průmyslové profesionály", kteří budou všechny informovat o tom, že správný termín je "světlo".
-- 2 uživatele, kteří o sobě budou prohlašovat, že jsou také odborníci z průmyslu a že výraz "žárovka" je naprosto správný.
-- 5 uživatelů na to, aby se dohadovali, jestli jsou lepší klasické žárovky nebo rtuťové výbojky
-- 1 uživatel, který bude o sobě prohlašovat, že je doktor přírodních věd s červeným diplomem, a proto ví, že rtuť není jedovatá a jedovatost rtuti je jen mýtus.
-- 2 uživatele na to, aby upozornili, že toto není diskuze o pravopisu, ať přejdou do diskuze o pravopisu
-- 5 uživatelů na to, aby všechny ostatní informovali o tom, že diskuze o žárovkách není diskuze o žárovkách, ať ostatní laskavě pokračují v diskuzi jménem "Jaký monitor a vypalovačku?", která o žárovkách je.
-- 5 uživatelů k obraně příspěvků této diskuze, kteří budou říkat že všichni používáme žárovky a proto jsou ty příspěvky vlastně relevantní.
-- 2 feministky, aby upozornili na to, že ženy šroubují žárovky daleko lépe, než muži
-- 5 uživatelů ke vkládání příspěvků s odkazy, kde mohou ostatní uživatelé vidět různé druhy žárovek.
-- 4 uživatele, kteří napíšou příspěvky se správnými odkazy.
-- 5 uživatelů, kteří budou odkazovat na všechny příspěvky napsané od počátku až do současnosti, kompletně je citovat a to včetně všech hlaviček a podpisů, a nakonec do svého příspěvku přidají "Já taky"
-- 5 uživatelů, kteří budou psát skupině uživatelů, která dlouho nepsala, že nepíšou, protože nemůžou oponovat jejich názorům.
-- 4 uživatelé, kteří budou říkat "A neřešilo se tady tohle před chvílí?".
-- 9 uživatelů, kteří budou říkat "nejdřív hledej, než se tady budeš ptát na něco o žárovkách" a dají link na vyhledávání googlu s dotazem výměna žárovek, ve kterém google vyhodí jen odkazy na různé podstránky diskuze, ze které byl uživatel odkázán k vyhledávači.
-- 1 uživatel, který se zeptá, jak vyměnit kolo u auta.
-- 5 ekologů, aby nás varovalo, že žárovky způsobují extrémní globální oteplení, jenž do pěti let uvaří veškerý život na planetě
-- 9 opravdu přínosných uživatelů, kteří úplně každého uživatele do posledního musí upozornit na to, že je směšný. A každého jednotlivce musí na tuto veledůležitou informaci upozornit v samostatném příspěvku.
-- 1 administrátor, aby zablokoval uživatele za to, že si dovolil si stěžovat na šikanu jiným uživatelem
-- 1 uživatel, který byl doposud skrytý a bude reagovat na prapůvodní první příspěvek, který byl napsán před půl rokem, takže všechen ten cirkus se bude opakovat.
U nás to takto nikdy vypadat nebude, nebojte!
www.racional.eu diskuze výhradně pro rozumné lidi
replies ...
SM,2005-05-17 12:09:59
2 Vojta Bubník: díky :) a pracuju usilovně na obojím ...
2 Oester: ok, měl jsem to víc rozepsat, takhle je to blbost ... Vtipný je, že splice znamená "spojit", celej ten proces je VYSTŘIŽENÍ & SPOJENÍ takže na první pohled není důvod "splicing" překládat jako "sestřih". Nejspíš to bude tím, že "sespoj" zní ujetě :) Upřímně, stejně mám radši splicing i v českým textu.
Dodatek...
Oester,2005-05-06 02:04:13
abych předešel případnému nedorozumění. Nejde o doslovný překlad, jistě... ale v odborném jazyce je anglickému "splicing" ekvivalentní české "sestřih".
Splicing...
Oester,2005-05-06 01:58:50
Slovo "splicing" se do češtiny překládá jako "sestřih", sice se do toho procesu zahrnuje i pozdější spojování exonů, ale rozhodně v té závorce nemá být slovo "spojování", ale "sestřih".
na čem že pracujete?
Vojta Bubník,2005-04-28 22:02:53
Na své specializaci nebo na zatemnění zdravého úsudku? :-)
Jinak dík za zajímavé články.
reply
SM,2005-04-25 10:55:18
2 den ... Mno, uplný nepochopení by mě mrzelo. Trochu si lámu hlavu ... exony a introny v textíku vysvětluju, parsimonii taky, který zaklínadla teda dělají problémy? Nebo pomohlo druhý přečtení dopoledne? :)
2 kecup FGFR receptory jsou fakt divočina :) Jen těžko říct, jestli eukaryota a archea spíš nadšeně využívají náhodně získaný stavebnicový potenciál nebo jestli vlastně horko těžko záplatujou škody napachaný agresivníma intronama. No, možná je pravda obojí ...
zas uplne nepochopenie to nebolo...
den,2005-04-27 00:45:36
V pohode, osla nenavstevuju len "tupci", co sa chcu dozvediet nejake zaujimavosti z vedy ako som napr aj ja, ale myslim ze aj odbornici, ktory tu hladaju nieco o com mozno nevedia ze to hladaju ale ked to najdu tak to maju.
Zas nemusim vsetkemu rozumiet ;-)
Inak vcelku by ma zaujimalo ako sa zvysila navstevnost osla odvtedy co v relacii Zem na moj podnet uverejnili v podstate reklamu na vas, dufam ze dost pozitivne ;-)
introny
kecup,2005-04-25 05:37:46
K dulezitosti intronu bych si dovolil pridat jeden priklad. Receptory pro fibroblastove rustove faktory (fibroblast growth factor receptor -FGFR) jsou na urovni genove ctyri (FGFR1-4) generujice priblizne 50 variant na urovni proteinove - predevsim diky tzv. alternativnimu splicingu - tj. bunka osetruje primarni RNA transkript ruznym zpusobem - nekdy sestriha RNA podle ucebnice, nekdy vynecha nektere introny, nekdy ustrihne intronu jen pulku apod. Ackoliv se vyslenych MNOHO proteinu vyrobenych z nekolika genu lisi pouze v detailech svoji funkce, existuji scenare pro ktere je usita prave dana varianta a ne ty ostatni. Existence intronu v pripade FGFR tedy umoznuje organismu chudemu na FGFR geny "vyladit" vysledny protein do podoby potrebne pro danou situaci. Tech "danych situaci" ve kterych FGFR varianty hraji dulezitou roli jsou v organismu desitky.
Zdravim Kecup
out of my mind
den,2005-04-24 03:42:46
Vobec som tomuto clanku nepochopil... mozno je to koli pokrocilej hodine, mozno koli metajazyku, ktory je v nom pouzity a mozno koli mojej prudkej neznalosti problematiky. Jedno velke pozitivum pre autora clanku moze byt to, ze na mna zaposobil uz len tym, ze to vyzera ze veci naozaj rozumie (skratka o tom nepochybujem).
Uz je vazne moc hodin...
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
