Evoluce je neuvěřitelně líná. Nejraději nevymýšlí nic nového a v maximální míře ve stylu klasických domácích kutilů využívá a upravuje již existující materiál. Stačí se podívat na geny. Právě ohledně evoluce genů existuje spousta pěkných a názorných příkladů, kdy si evoluce pohrála se stávajícím materiálem a vytvořila něco nového.
Naprostá většina studovaných nově vzniklých genů vznikla z již existujících genů, které se namnožily, duplikovaly. To se stává docela často a je to naprosto výtečná příležitost pro evoluci nových genů.
Mohlo by se zdát, že je problém v tom, jak tohle celé vzniklo. Když geny vznikají z již existujících genů, jak se to celé rozběhlo? Ve skutečnosti to není žádná záhada, historie genů prostě sahá až k počátku života a úplně na začátku byly náhodně vzniklé kousky RNA a pak DNA. Nejdřív náhodné poskládání a pak už přírodní výběr, až do dneška.
Jedním z důsledků je i to, že jednotlivé geny si bývají vzájemně více či méně příbuzné. Bylo by ale divné, kdyby se čas od času neobjevila výjimka. Molekulární laboratoř vedená Hsiao-Pei Yangem z Cornell University nedávno v octomilkách objevila prapodivný gen, který se nepodobá žádnému jinému známému genu v žádném známém genomu. Jako by byl z Marsu.
Objevitele zaujmul devětkrát namnožený první exon nově objeveného genu u jedné z octomilek. Při pojmenování nově objeveného genu proto sáhli do antického bestiáře a dotyčný gen pojmenovali po Hydře, obludě s hadím tělem a devíti dračími hlavami. V řecké mytologii byla dcerou stohlavého obra Týfóna a Echidny, napůl ženy, napůl hada a měla slavné sourozence, Kerbera, Sfingu a Chiméru. Žila v bažinách u města Lerny, v okolí byla nepopulární pro destruktivní sklony a nakonec ji dostal Héraklés, který ji musel zabít v rámci druhého ze svých slavných deseti úkolů.
Gen hydra sice nemá žádný známý homolog, z Marsu ale asi přeci jenom nebude. Badatelé ho objevili pouze u octomilek skupiny melanogaster a jeho stáří na základě sekvencí u jednotlivých druhů odhadují na méně než 13 miliónů let. Po svém vzniku gen hydra prodělal další evoluci, včetně změn uspořádání exonů a částečných či kompletních duplikací.
U klasické octomilky Drosophila melanogaster gen hydra sedí na pohlavním chromozómu X a zřejmě se velmi intenzivně podílí na dozrávání spermií v octomilčích varlatech.
Dosud není příliš jasné, jak vlastně gen hydra vzniknul. Autoři spekulují o tom, že by mohlo jít o potomka kusu skákající parazitické DNA, kterou do předka octomilek skupiny melanogaster před milióny let přivlekl nějaký šikovný virus.
Pokud by to tak bylo, opět by to pěkně ukazovalo, jak evoluce používá kdejaké genetické smetí. Genomy často bývají přecpané parazitickou DNA, která sleduje jen vlastní sobecké cíle a je klidně možné, že čas od času se kus takové DNA zapřáhne do aktivního genomu daného druhu.
Antická hydra byla houževnatá potvora. Když jí usekli kteroukoliv z devíti hlav, dovedla si místo ní nechat vyrůst dvě hlavy nové. Devět naduplikovaných kopií prvního exonu genu hydra zase může fungovat jako alternativní místa pro start transkripce, překladu DNA do RNA. Většina z nich ještě navíc nese sekvence, které mohou přilákat pohyblivé kusy DNA, transpozóny. Příchod takového transpozónu může vést k duplikaci okolních sekvencí a to pak je zase výborný materiál pro další a další.evoluci
Evoluce genů globinové rodiny.
Pramen: PLoS Genetics 3(7): e107, Wikipedia.
Za barevné vidění zaplatili naši předci slabým čichem
Autor: Jaroslav Petr (21.01.2004)
Diskuze:
