Een van de vragen die het principe van natuurlijke selectie opwerpt, is hoe een eiwit van functie kan veranderen. Eiwitten zijn ten slotte fijn afgestelde instrumenten en wanneer je zo hier en daar aminozuren gaat vervangen, doen ze het niet meer. Dus hoe kan een eiwit dan evolueren?
De werkelijkheid is altijd complexer dan je denkt. Veel van wat we weten over eiwitten komt vanuit de geneeskunde, waar mutaties vooral opvallen wanneer ze iemand ziek maken.
Ik heb zo geen referenties, maar er is ook een andere kijk op eiwitten. Ze worden voortdurend aangemaakt, en kunnen elkaar functie overnemen. Mensen hebben een mutatie waardoor de kaakspier kleiner is geworden, wat allerlei voordelen met zich meebracht. Maar het niet-functionele eiwit wordt nog steeds gemaakt in ons lichaam. Waarom? Mogelijk omdat we nu eenmaal een bepaalde eiwitconcentratie nodig hebben in onze cellen.
Eerder deze week verscheen er een aardig stukje op de site van The Scientist (mogelijk moet je even registreren voordat je het kunt zien). Onderzoekes maakten een bibliotheek van een miljoen 102 aminozuur lange eiwitten. Allemaal variaties op een thema, overigens. Die eiwitten lieten ze los op cellen met een dodelijke deletie in het DNA. En wat gebeurde er? Bij vier deleties gingen de cellen niet dood wanneer ze vier van deze kunstmatige eiwitten toegediend kregen.
Het stuk laat zien dat het onwaarschijnlijk is dat de eiwitten de deleties direct functioneel ophieven. De onderzoekers begrijpen zelf niet goed wat die eiwitten doen. Ik ben geen biochemicus, maar volgens mij laat dit zien dat eiwit-interacties veel minder specifiek zijn dan je zou denken.
Boeiende materie.
Nog een stuk voor de liefhebbers: een blog van Steve Matheson over fitness landscapes. Ook relevant voor eiwit-evolutie.
En een laatste link, die niet helemaal aansluit bij het vorige, een artikel op Science Daily over een publicatie in Nature van afgelopen donderdag, waarin een functie voor Alu-elementen wordt beschreven. Inderdaad, weer een stukje junk-DNA met een functie.
Volgens mij laat het stuk zien dat je een kans hebt van 1:250.000 dat een willekeurig eiwit van 102 am.z. de letaliteit van een specifieke deletie opheft.
Als je dat omrekent naar het menselijk genoom:
een mens heeft 20.000 genen met gem 8 exons = 160.000 exons, en exons zijn gem. plm 300 bp = 100 am.z. groot, dan heb je 64% kans dat een bestaand exon die deletie neutraliseert (maskeert).
Je hebt dus een behoorlijke grote kans dat een bepaalde deletie gemaskeerd wordt door een bestaand exon.
@ gert korthof
Dan hebben we dus behoorlijk grote pech dat mensen geen Vitamine C kunnen produceren…
Leuk voorbeeld. Maar het schijnt dat een deel van de functies van vitC zijn overgenomen:
“It has been noted that the loss of the ability to synthesize ascorbate strikingly parallels the inability to break down uric acid, also a characteristic of primates. Uric acid and ascorbate are both strong reducing agents. This has led to the suggestion that, in higher primates, uric acid has taken over some of the functions of ascorbate ‘(volgens wiki)
Interessant, weer wat geleerd. In ieder geval is het overnemen van die functies niet genoeg geweest om scheurbuik te voorkomen… Maar goed, daar heb ik gelukkig zelf nooit last van gehad.
Ik zou het boek The myth of Junk DNA maar eens gaan lezen, René. Dan weet je waarom pseudogenen in hoge mate worden afgeschreven: gen regulatie. Het mRNA van het pseudogen is een decoy voor het mRNA van het echte gen.
En vitamine c is een antioxidant waarvan het genoom er honderden codeert. Er mogen er best een paar verdwijnen: we zien dat ook in de longen en als je ze mist hebben alleen rokers een nadeel. Dit het redundantie. Darwinsten kunnen het niet verklaren met de selectie-god, want er staat geen selectiedruk op redundante genen. Ze zijn selectieneutraal. Ik denk dat u alleen een enorm fout beeld heeft van de biologie: een lineair, reductionistisch beeld. Maar de biologie zoals ze is, is holistisch en opereert in 3D netwerken met veel redundantie. Je kunt dit allemaal lezen in mijn boek.
http://www.bol.com/nl/p/nederlandse-boeken/terug-naar-de-oorsprong/1001004007526192/index.html