'Junk' DNA Mystery Solved: Es wird nicht benötigt

Der Müll einer Person kann der Schatz einer anderen Person sein, aber manchmal ist Müll nur Müll.

Sogenannte Junk-DNA, die überwiegende Mehrheit des Genoms, das nicht für Proteine ​​kodiert, wird laut neuer Forschung für einen gesunden Organismus nicht benötigt.

"Zumindest für eine Pflanze, ist Junk-DNA wirklich nur Müll - es ist nicht erforderlich", sagte Studien-Co-Autor Victor Albert, ein molekularer Evolutionsbiologe an der Universität von Buffalo in New York.

Während die Ergebnisse, die am Sonntag (12. Mai) in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurden, eine fleischfressende Pflanze betreffen, könnten sie auch Auswirkungen auf das menschliche Genom haben. Gene machen nur 2 Prozent des menschlichen Genoms aus, und Forscher haben in den letzten Jahren argumentiert, dass die restlichen 98 Prozent eine versteckte, nützliche Rolle spielen könnten.

Müll oder Schatz

Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass die überwiegende Mehrheit des Genoms aus DNA besteht, die scheinbar keine Gene enthält oder die Gene ein- oder ausschaltet. Man ging davon aus, dass der größte Teil dieses riesigen Terrains der dunklen DNA aus genetischen Parasiten bestand, die DNA-Abschnitte kopieren und sich wiederholt in das Genom einfügen, oder dass sie aus den Fossilien einst nützlicher Gene bestehen, die jetzt ausgeschaltet wurden. Forscher haben den Begriff Junk-DNA für diese Bereiche geprägt.

"Niemand weiß wirklich, was Junk-DNA macht oder nicht", sagte Albert zu LiveScience.

Aber in den letzten Jahren haben Forscher darüber debattiert, ob "Müll" eine falsche Bezeichnung sein könnte und ob diese mysteriöse DNA eine Rolle spielen könnte. Ein massives Projekt namens ENCODE, das darauf abzielte, die Rolle der 3,3 Milliarden Basenpaare oder Buchstaben der DNA im menschlichen Genom aufzudecken, die nicht für Proteine ​​kodieren, fand heraus, dass in Reagenzgläsern etwa 80 Prozent des Genoms schienen eine gewisse biologische Aktivität haben, beispielsweise beeinflussen, ob sich Gene einschalten. Ob das zu irgendeiner nützlichen oder notwendigen Funktion für Menschen übersetzt wurde, wurde jedoch nicht gelöst.

Mageres Genom

Albert und seine Kollegen sequenzierten das Genom der fleischfressenden Wasserblasenpflanze, Utricularia gibba, die in feuchtem Boden oder in Süßwasser auf der ganzen Welt lebt und schwimmende Mikroorganismen in ihre winzigen, 1 Millimeter langen Blasen saugt.

Das Genom hatte nur 80 Millionen Basenpaare. Im Vergleich zu den meisten anderen Pflanzenarten sei dieses Genom positiv winzig, sagte Albert. Das Liliengenom zum Beispiel kann 40 Milliarden Basenpaare haben.

Dennoch hatte das Blasenknospen ungefähr 28.500 Gene, die sich nicht wesentlich von Pflanzen ähnlicher Art und Komplexität unterschieden.

Der Unterschied lag in der Dschunke: Die Wasserblasenpflanze schien eine große Menge an nichtkodierender DNA entfernt zu haben. Doch ohne dieses Material ging es der Pflanze gut.

In der Tat hatte das Blaskraut durch eine genetische Eigenart sein gesamtes Genom dupliziert - was bedeutet, dass die Pflanze zwei vollständige Kopien des Genoms erhielt - drei separate Male, da es von der Tomate abwich. Doch die fleischfressende Pflanze behielt irgendwie ihr winziges Genom bei.

Unnötige Masse

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Junk-DNA für gesunde Pflanzen wirklich nicht benötigt wird - und das kann auch für andere Organismen wie Menschen gelten.

Aber es ist immer noch ein Mysterium, warum manche Organismen Genome haben, die mit Müll aufgedunsen sind, während andere Genome Studien im Minimalismus sind.

Eine Möglichkeit ist, dass es einen evolutionären Druck gab, das Genom von zusätzlichem Material zu entfernen. Aber das ist unwahrscheinlich, da ähnliche Pflanzen mit riesigen Genomen nicht schlecht laufen, sagte Albert.

Es ist plausibler, dass die Wasserblasengewächse zufällig biologische Prozesse hat, die die Entfernung von Fremd-DNA vor der Zugabe bevorzugen, so Albert.

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