Sebična DNK
Sebična DNK je izraz za zaporedja DNK, ki imajo dve različni lastnosti:
- zaporedje DNK se širi tako, da tvori dodatne kopije v genomu, in
- nima posebnega prispevka k razmnoževalnemu uspehu gostiteljskega organizma. (Lahko ima pomembne negativne učinke ali pa tudi ne.)
Richard Dawkins je leta 1976 v knjigi Sebični gen (The Selfish Gene) ob odkritju nekodirajoče DNK v evkariontskih genomih predlagal idejo o sebični DNK. Leta 1980 je v dveh člankih v reviji Nature razširil in obravnaval to zamisel. V enem od teh člankov je bilo zapisano:
Teorija naravnega izbora se v svoji splošnejši obliki ukvarja s tekmovanjem med razmnožujočimi se entitetami. Pokazalo se je, da se v takšni konkurenci število učinkovitejših replikatorjev povečuje na račun manj učinkovitih konkurentov. Po določenem času preživijo le najučinkovitejši replikatorji.
- L.E. Orgel in F.H.C. Crick, Selfish DNA: the ultimate parasite.
Običajno genetsko funkcionalno DNK bi lahko obravnavali kot "replicirajoče entitete", ki svojo replikacijo izvajajo z manipulacijo celice, ki jo nadzorujejo. Nasprotno pa lahko enote sebične DNK izkoriščajo obstoječe mehanizme v celici in se razmnožujejo, ne da bi v drugih pogledih vplivale na fitnes organizma.
Med pojmoma sebične DNK in genetsko funkcionalne DNK ni ostre meje. Pogosto je tudi težko ugotoviti, ali je enota nekodirajoče DNK funkcionalno pomembna ali ne, in če je pomembna, na kakšen način. Poleg tega ni vedno lahko razlikovati med nekaterimi primeri sebične DNK in nekaterimi vrstami virusov.
Zgodovina ideje
Zamisel, da nekateri genetski elementi morda niso koristni za organizem, ni nova. Leta 1928 je ruski genetik poročal o kromosomu X pri Drosophila obscura. Trdil je, da bi zaradi tega lahko prišlo do izumrtja populacije, ki bi bila nagnjena k ženskemu spolnemu razmerju.
Leta 1941 je bilo prvič predlagano, da bi lahko prišlo do konflikta med normalno podedovanimi jedrnimi geni obeh staršev in mitohondrijskimi geni enega starša (ženske). To bi lahko pri rastlinah povzročilo citoplazemsko moško sterilnost.
Približno v istem času so poročali o več drugih primerih sebičnih genskih elementov. Genetik za koruzo je na primer opisal, kako so kromosomski brki privedli do ženskega meiotičnega pogona pri koruzi. O meiotičnem nagonu govorimo takrat, ko se ena kopija gena prenese na potomce v več kot pričakovanih 50 % primerov.
Švedski botanik in citogenetik Gunnar Östergren je leta 1945 opazil, kako se lahko kromosomi širijo v populaciji zaradi svoje "parazitske" narave. Ob obravnavi kromosomov B pri rastlinah je zapisal: "V mnogih primerih ti kromosomi nimajo nobene koristne funkcije za vrsto, ki jih nosi, ampak pogosto živijo izključno parazitsko ... [Kromosomi B] niso nujno koristni za rastline. Koristni so le zase." - Gunnar Östergren.
V zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja je Barbara McClintock objavila vrsto člankov, v katerih je opisala obstoj "transponabilnih elementov". Ti so med najuspešnejšimi sebičnimi genetskimi elementi. Zaradi odkritja transponabilnih elementov je leta 1983 prejela Nobelovo nagrado za medicino ali fiziologijo.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je sebična DNK?
O: Sebična DNK je izraz za zaporedja DNK, ki imajo dve lastnosti: sposobnost širjenja z oblikovanjem več svojih kopij v genomu in ne pripomorejo k razmnoževalnemu uspehu gostiteljskega organizma.
V: Kdo je prvi predlagal zamisel o sebični DNK?
O: Richard Dawkins je zamisel o sebični DNK prvič predlagal v svoji knjigi The Selfish Gene (Sebični gen) iz leta 1976.
V: Kako sta Orgel in Crick razvila to zamisel?
O: Orgel in Crick sta ta koncept razširila v članku, objavljenem v reviji Nature leta 1980, v katerem sta razpravljala o tem, kako naravna selekcija deluje pri replicirajočih se enotah, ki tekmujejo med seboj. Trdila sta, da se bodo učinkovitejši replikatorji sčasoma povečali na račun manj učinkovitih konkurentov.
V: Kako se replicira običajna genetsko funkcionalna DNK?
O: Normalna genetsko funkcionalna DNK se replicira tako, da manipulira s celico, ki jo nadzoruje.
V: Katere so nekatere podobnosti med sebično DNK in virusi?
O: Nekatere primere sebične DNK je težko razlikovati od nekaterih vrst virusov zaradi njihovih skupnih značilnosti, kot je zmožnost izkoriščanja obstoječih mehanizmov v celici za razmnoževanje, ne da bi to vplivalo na njeno sposobnost.
V: Ali obstaja jasna meja med sebično DNK in genetsko funkcionalno DNK?
O: Ne, med tema dvema pojmoma ni ostre meje, saj je težko določiti, ali je enota nekodirajoče DNK funkcionalno pomembna ali ne, in če je pomembna, na kakšen način vpliva na fitnes organizma.
V: Kaj so odkrili, ko so proučevali nekodirajočo DNK?
O: Ko so preučevali nekodirajoče DNK, so ugotovili, da imajo dve lastnosti - lahko se širijo tako, da v genomu tvorijo več svojih kopij, vendar ne pomagajo pri razmnoževalnem uspehu organizma.
