Məlumat

Mitoxondrial DNT ölçüsündə dəyişiklik üçün hər hansı bir səbəb varmı?

Mitoxondrial DNT ölçüsündə dəyişiklik üçün hər hansı bir səbəb varmı?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mənim dərsliyim kimi Genetik analizə giriş qeyd edir ki, maya mitoxondrial DNT-si təxminən 78 kb, insan mitoxondrial DNT-si isə 17 kb-a malikdir. Ölçüdə bu kəskin dəyişiklik üçün hər hansı bir təkamül səbəbi varmı? Həmçinin, mitoxondrial funksiya ilə bağlı ölçüdə bu azalma ilə pozulmuş hər hansı xüsusiyyətlər varmı?


İstinadlar

  • Griffiths, Anthony J.F. Genetik analizə giriş. Nyu York: W.H. Friman, 2000.

Maya mitoxondrial genomunun ölçüsünü şərtləndirən amillərdən biri, homing endonukleaz genləri (HEGs) adlandırılan "eqoist" mobil genetik elementlərdir. Bu genlər adətən sahəyə məxsus DNT endonükleazlarını kodlayan intronlarda olur. Bu endokluazalar HEG-i parçalayır- HEG-dən istifadə edərək DNT rekombinasiyasına səbəb olan maya cütləşməsi zamanı allellər+ şablon kimi allel. Zaman keçdikcə orqanizmlər daha mürəkkəbləşdikcə və HEG-lər hərəkətə keçə bilmədikcə orqanizmlərin genomunda sabitləşəcəklərindən şübhələnirəm. Sabitləndikdən sonra HEG-in açıq oxu çərçivəsini və ya onun daxilində kodlanmış intronu saxlamaq üçün heç bir seçim təzyiqi yoxdur (ref). Bu, HEG və intronun son itkisinə səbəb olur, çünki onlar orqanizmlərin genomuna real fayda vermirlər.

Maya mitoxondrial genomunun nə qədərinin bu intronlar tərəfindən tutulduğunu bilmirəm. İnanıram ki, mayada onlardan 4-ü var, bəzi intronlar da birləşmə və hərəkətlilik üçün əks transkriptaza tələb edir. Digər göbələk növləri daha çox intronlara və bəzən intronlara daxil edilmiş intronlar kimi qəribə şeylərə sahib ola bilər.


Daha qısa DNT daha asan sintez etməyə imkan verəcək, lakin daha çox intron gen ifadəsinə təsir etmək üçün daha fərqli transkripsiya faktorlarına imkan verə bilər.

İnsan mitoxondriyasının, yəqin ki, mayadakı mitoxondriya kimi uyğunlaşmaq qabiliyyətinə ehtiyac yoxdur, çünki insan hüceyrəsinin mühiti daha sabit olmağa meyllidir. Bu, insan mitoxondriyasının niyə bu qədər çox introna ehtiyacı olmadığına dair əsaslı səbəb göstərə bilər, amma mən bunu yalnız belə təsəvvür edirəm. Bunların hər hansı birini təsdiqləmək üçün heç bir sübutum və ya təcrübəm yoxdur - bu, sadəcə bir ehtimaldır.


Çoxhüceyrəlilərdə 14 - 20 kb olan mt-DNT var, lakin bitkilərdə 200 - 2500 kb olan mt-DNT var. Maya mt-DNT aralarındadır. Görünür, mitoxondriyanın rolu onun təkamülünü deyil, ölçüsünü müəyyən edir.lífið


Mitoxondrial DNT-də, Y-xromosom ardıcıllığında genetik variasiyanın təhlili və MC1R nigeriyalı yerli donuzların nəsillərinə işıq salır

Afrikadakı donuz populyasiyalarının tarixi arxeoloji və genetik məlumatların kifayət qədər sübutu olmadığı üçün mübahisəli olaraq qalır. Əvvəllər, palto rənginin müəyyən edilməsində iştirak edən yerlərə əsaslanaraq, Qərbi Afrika donuzlarının Qərb əcdadları bildirilmişdi. Nigeriyalı yerli donuzların (NIP) genetik müxtəlifliyini eyni vaxtda mitoxondrial DNT (mtDNA), Y-xromosom ardıcıllığı və melanokortin reseptoru 1 (MC1R) gen.

Nəticələr

Qərb (Avropa/Şimali Afrika) və Şərqi/Cənub-Şərqi Asiyadan olan əhali ilə 201 NIP-dən mtDNA D-loop ardıcıllığının median-birləşən şəbəkə təhlili və əvvəllər səciyyələndirilmiş çoxluqlu NİP yerləri. 57 Nigeriya qabanında Y-xromosomunun qismən ardıcıllığının təhlili NIP-ni HY1 nəslinə salmışdır. Nəhayət, təhlili MC1R 90 NIP-də yeddi haplotip meydana gəldi, bunlar arasında Avropa çöl donuzu haplotipini bir fərd, Avropa dominant qarası isə digər fərdlərin əksəriyyəti (93%) tərəfindən daşındı. Qalan beş unikal haplotip Avropa vəhşi tipindən, Avropa dominant qara və Asiya dominant qara haplotiplərindən bir sinonim əvəzetmə ilə fərqlənirdi.

Nəticələr

Nəticələrimiz NIP üçün Avropa və Şərqi/Cənub-Şərqi Asiya mənşəyini nümayiş etdirir. Analizləri MC1R əlavə sübutlar təqdim edin. Əlavə genetik analizlər və arxeoloji tədqiqatlar Afrika donuz cinslərinin tarixinə dair əlavə məlumat verə bilər. Əldə etdiyimiz tapıntılar Afrika donuzlarının bütün genom analizləri ilə bağlı gələcək tədqiqatlar üçün dəyərli mənbədir.


Mitoxondrial DNT və insan təkamülünün sirləri

Ən qədim insanlar səssiz şahidlərdir: onlar yalnız sümükləri və alətləri ilə şəhadət verirlər.

Lakin müasir insanlar öz toxumalarında fərqli sübutlar daşıyırlar. DNT xətti tarix, ailə albomu, həm mənşə, həm də səyahət əlamətlərini daşıyan pasport kimi xidmət edir. Mitoxondrial DNT (mtDNT) yalnız anadan miras alınır. Hər bir neçə nəsildən bir təsadüfi mutasiya bu ailə imzasına daxil olur. Beləliklə, iki mtDNT nümunəsinin müqayisəsi qohumluq və əcdad mənşəli dərəcələrini göstərəcəkdir. Əksinə, Y xromosomu - tamamilə DNT-dən ibarət olan burulmuş ip - atadan kişilər tərəfindən miras alınır. Təsadüfi nadir dəyişikliklər bir daha ortaq əcdadın nəsillərinin sayını təxmin etmək üçün bir yol təqdim edir. DNT dəlilləri bütün insanların çox yaxından əlaqəli olduğunu ortaya qoyur. Bir şotland, bir yapon və bir avstraliyalı aborigen, müxtəlif Afrika qruplarından olan hər üç şimpanzedən daha çox ailə mirası ilə bağlıdır. DNT araşdırması göstərir ki, sağ qalan bütün insanlar, bəlkə də 200.000 il əvvəl yaşamış bir qadının nəslindəndir. Tədqiqatlar onu da göstərir ki, hekayə insan DNT-sindəki ən böyük dəyişkənliyə və buna görə də ən qədim məkana ev sahibliyi edən Afrikada başlayır. Buna görə qadına dərhal "Afrika ərəfəsi" adı verildi.

Təəccüblü deyil ki, eyni etnik və linqvistik qrupa mənsub olan insanlar, planetin qalan hissəsinə nisbətən bir-birləri ilə genetik olaraq daha yaxından əlaqəlidirlər, lakin eyni araşdırma populyasiyaların da çoxlu qarışdığını göstərir. DNT ardıcıllığında izahedici markerlərin tədqiqi təkcə qədim insanların deyil, dünyanın müxtəlif yerlərindəki qədim insan qruplarının səyahətlərini yenidən qurmaq üçün istifadə edilmişdir. Şərqi Afrikadan Pasxa adasına gedən yolda erkən insan səyahətçiləri mədə xorası böcəyi kimi yoldaşlarını götürdülər. Helicobacter pylori. Bu bakteriya həm də mənşəyinin bir DNT imzasını daşıyır.

2009-cu ildə o, insan miqrasiyasının ən böyük sirlərindən birinə cavab verdi: Polineziya və Melaneziya adalarındakı bütün məskunlaşanlar əcdadlarının yalnız Tayvanda götürə biləcəyi mədə böcəklərini daşıyırdılar. Beləliklə, bu, Sakit okeanın müstəmləkəçiliyi üçün atlama nöqtəsi oldu. Kənd təsərrüfatından, metal sənətindən, məskunlaşmadan, yazıdan, milliyyətdən və tarix ideyasından çox əvvəl, formal ərazi kimliyindən və ya etnik ənənədən çox əvvəl, bütün insanların bir albomu, bir sıra pasport möhürləri var idi ki, bu da indi böyük insan səyahətində bəzi bükülmələri aşkar etməyə başlayır. . Başlanğıc sirr olaraq qalır. Lakin insanların və şimpanzelərin qanı və ətinin molekulyar hekayəsi var - bu günə qədər 6 milyon illik insan trillerinin sirli kimyəvi xülasəsi.

DNT deməyin yeni bir üsuludur: onun şifrəsinin açılmasının sirləri bir insan həyatı boyu üzə çıxır. Onlar oxuduqca, son səhifədəki personajlar əvvəlki fəsillərdə nə baş verdiyini görməyə başlayırlar. Gələcək daha çox şey var.


Onlar Real idi? Adəm və Həvvanın elmi işi

Adəm və Həvva həqiqətən var idimi? Bütün bəşəriyyət bir cütdən yaranıb? Bu suallar akademik müzakirələr üçün periferik mövzular deyil, xristian inancının mərkəzidir.

Bu məqsədlə molekulyar genetikada son nailiyyətlər olduqca təxribatçıdır. Hugh Ross və mən müzakirə etdiyimiz kimi Adəm Kim idi?, çoxsaylı tədqiqatlar bəşəriyyətin yarandığını göstərir: (1) bu yaxınlarda (təxminən 100.000 il əvvəl, üstəgəl və ya mənfi 20.000 il və ya daha çox) (2) bir yerdə (Şərqi Afrika) — bəzi Müqəddəs Kitab alimlərinin Eden bağının olduğunu düşündüyü yerə yaxın yerləşir və (3) kiçik əhalidən
şəxslərin.

Üstəlik, mitoxondrial DNT-nin təhlili (ana nəslin mənşəyini başa düşməyi təmin edir) bəşəriyyətin tək qadın kimi şərh edilə bilən tək əcdad ardıcıllığına qədər uzandığını göstərir. Eynilə, Y-xromosomal DNT-nin xarakteristikası (bu, xromosomun mənşəyi haqqında məlumat verir.
ata nəsli) göstərir ki, bütün kişilər öz mənşəyini tək kişi kimi şərh edilə bilən tək əcdad ardıcıllığına qədər izləyirlər.

Bu heyrətamiz nəticələr insanın mənşəyi haqqında bibliya hesabının ənənəvi oxunuşu ilə uyğunlaşır və Adəmlə Həvvanın, ehtimal ki, bütün bəşəriyyəti yaradan real şəxslər kimi mövcud olduğunu göstərir.

Bəs Adəm və Həvva var idimi? Əhali ölçüsü

Digərləri bu şərhə etiraz edərək, genetik məlumatların bəşəriyyətin iki deyil, minlərlə fərddən yarandığını göstərir. 1 Bu iddianın əsas əsası, genetik müxtəlifliyə əsaslanan insanların əcdadlarının populyasiyasının sayına dair təxminlərdən irəli gəlir.

Əgər mutasiya dərəcəsi məlum olarsa, indiki populyasiyaların genetik müxtəlifliyindən hər hansı bir əcdad qrupunun effektiv populyasiya ölçüsünü təxmin etmək mümkündür. -də müzakirə edildiyi kimi Adəm Kim idi?, bu cür tədqiqatların bir sıra həqiqətən insanların kiçik bir populyasiyadan qaynaqlandığını göstərir
bir neçə yüzdən bir neçə minə qədər. 2

İnsan mənşəyi haqqında bibliya hesabının ənənəvi oxunmasına skeptiklər bu nəticələri tənqidsiz qəbul edirlər. Onlar iddia edirlər ki, məlumatlar bəşəriyyətin genetik bir darboğaz yaşadığını, populyasiyanın nisbətən az sayda fərdlərə düşdüyünü göstərir. Beləliklə, bəşəriyyət ilkin cütlükdən deyil, minlərlə sağ qalanlardan yaranmışdır.

Tənqidçilər həmçinin mutasiyalardan deyil, genetik müxtəliflik yaratmaq üçün digər növ proseslərdən asılı olan əcdad populyasiyasının ölçüsünü modelləşdirmək üçün başqa üsullara da işarə edirlər. 3 Bu üsullardan istifadə edən tədqiqatlar da göstərir ki, bəşəriyyət bir neçə dəfə əhali sayından yaranmışdır. min şəxslər.

Həqiqətən Əhalinin Ölçüsü Nə idi?

Bu problem qarşısında, bu üsullarla yaradılan əhalinin ölçülərinin çətin və sürətli dəyərlər deyil, sadəcə təxminlər olduğunu qəbul etmək vacibdir. Səbəb: riyazi modellər yüksək dərəcədə ideallaşdırılmışdır və bir sıra amillərə əsaslanaraq fərqli qiymətləndirmələr yaradır. Nümunə kimi müzakirə olunan iki araşdırmaya nəzər salın Adəm Kim idi? 2003-cü ildə Rusiya və ABŞ tədqiqat qrupu tərəfindən bildirilən biri, 52 populyasiya qrupunu təmsil edən 1056 fərd üçün insan genomunun 377 yerində qısa tandem təkrarları adlanan DNT ardıcıllığının elementlərini araşdırdı. Bu təhlil əsasında onlar belə nəticəyə gəldilər ki, bəşəriyyət bir mənşə nöqtəsindən (yəqin Afrikadan), kiçik əhalidən (

2000 və ya daha az) 71.000 ilə 142.000 il əvvəl. 4 Bu nəticə qısa tandem təkrarlarının əvvəlki tədqiqi ilə uyğun olsa da, əvvəlki tədqiqatda əhalinin sayı təxmini təxminən 500 fərd idi. 5 Fərqin səbəbi (təxminən 1500) öyrənilən insan genomunda müxtəlif nümunə ölçüsü və yerlərin sayı ilə bağlı idi.

Bəşəriyyət bir cütdən yaranıb? Əhali təxminləri bəşəriyyətin riyazi modellərə əsaslanaraq bir neçə yüzdən bir neçə minə qədər fərddən meydana gəldiyini ortaya çıxarsa da, bu modellərin ilk insanlar üçün ilkin rəqəmləri həddindən artıq qiymətləndirməsi ola bilər.

Və qeyd etmək vacibdir ki, bəşəriyyətin kiçik bir əhalidən mənşəyi bütün bəşəriyyəti yaradan tarixi Adəm və Həvvanın mövcudluğu ilə uyğun gəlir. Onların yaradılışından sonra Bibliya mətni onların çoxlu oğul və qız övladları olduğunu öyrədir (Yaradılış 5:4). Metodların məhdudiyyətlərini nəzərə alsaq, ola bilərmi ki, əhali hesablamaları insanların yaradılmasından bir müddət sonra, əhalinin az olacağı halda, bir neçə min nəfərdən ibarət olan populyasiya strukturu haqqında məlumat verir? Bundan əlavə, bəşəriyyətin minlərlə fərddən gəldiyini iddia edən skeptiklər Adəmlə Həvvanın genetik olaraq eyni olduğunu güman edirlər. Bununla belə, Müqəddəs Yazılarda bu fikrə dair heç bir işarə yoxdur. Həvva yaradılanda Allah Adəm tərəfdən material götürür və onu yenidən qurur (bana orijinal ivrit dilində) it. Bu prosesin bir hissəsi Adəm və Həvvanı genetik olaraq heterojen edən genetik fərqlərin Həvvanın genomuna daxil edilməsini əhatə edə bilərdi.

Muflon qoyunlarında olduğu kimi, təbii seçmə insanlarda genetik müxtəlifliyin artmasına səbəb olsaydı, bəşəriyyətin orijinal populyasiya ölçüləri süni şəkildə yüksək olardı.

Hamımız Qoyunları Bəyənirik?

2007-ci ildə tədqiqat qrupu Kerguelen sub-Antarktika arxipelaqının bir hissəsi olan adalardan birində vəhşi muflon qoyunlarının genetik müxtəlifliyi haqqında məlumat verdi. 6 Bu qoyun qrupu tədqiqatçılara populyasiya dinamikasının kiçik populyasiyalarda genetik müxtəlifliyə təsirini öyrənmək üçün görünməmiş bir fürsət verdi.

1957-ci ildə Yuxarı adada (Kerguelen arxipelaqında bir ada) bir erkək və dişi bir il balası yerləşdirildi. Bu iki qoyun Fransada əsir əhalidən götürülüb. 1970-ci illərin əvvəllərində onların sayı 100 fərdə qədər artdı və 1977-ci ildə 700 qoyuna çatdı. O vaxtdan bəri əhali dövri olaraq 250-700 üzv arasında dəyişdi. Populyasiyanın yalnız iki fərdlə başladığını (təsisçi effekti), populyasiyanın sayında tsiklik dəyişikliklərə məruz qaldığını və bir adada təcrid olunduğunu nəzərə alsaq, tədqiqatçılar çox aşağı genetik müxtəliflik (heterozigotluq kimi ölçülür) gözləyirdilər.

Riyazi modellərdən istifadə etməklə populyasiyanın heterozigotluğu istənilən vaxt əcdad populyasiyasının heterozigotluğundan (orijinal muflon cütü üçün məlum idi) və ilkin populyasiyanın ölçüsündən hesablana bilər. Tədqiqatçılar, Yuxarı adadakı qoyunlar üçün bu kəmiyyəti bilavasitə ölçdükləri zaman kəşf etdikləri şey, modellərin verdiyi proqnozları 4 dəfə üstələməsi idi. əhali.

Tədqiqatçılar bu uyğunsuzluğu təbii seçmənin genetik müxtəlifliyin artmasına təkan verdiyini fərz etməklə izah etdilər, çünki genetik dəyişkənliyin artması əhalinin sağ qalma qabiliyyətini artırır.

Nəticə etibarilə, əgər bu eyni modellər zamanın istənilən nöqtəsində ölçülən genetik müxtəliflikdən əcdad populyasiyasının effektiv ölçülərini qiymətləndirmək üçün istifadə edilsəydi, onlar ilkin populyasiyanın ölçüsünü iki fərddən çox daha böyük qiymətləndirmiş olardılar.

Nəhayət, bəşəriyyətin tək bir cütdən yarandığını düşünməyin əsas səbəbi populyasiyanın təxminlərinə əsaslanmır, lakin bu gün canlı insanlardan nümunə götürülmüş Y-xromosom və mitoxondrial DNT ardıcıllığının tək əcdad ardıcıllığına qədər uzanması faktıdır. Yenə də bunlar subay kişi və subay qadın mənşəyini əks etdirmək kimi başa düşülə bilər.

Bir şanslı ana, bir şanslı ata?

Genetik məlumatların bəşəriyyətin mənşəyini tək qadın və kişidən izləməsinə baxmayaraq, təkamülçü bioloqlar tez bir zamanda mitoxondrial Həvva və Y-xromosomlu Adəmin ilk insanlar olmadığını iddia edirlər. Əksinə, onların fikrincə, çoxlu “Həvva” və “Adəm” mövcud olmuşdur. 7 Müvafiq olaraq, mitoxondrial Həvva və Y-xromosomlu Adəm, genetik materialı təsadüfən sağ qalan şanslı insanlar idi. Digər ilk insanların genetik xətləri zamanla itirildi.

Bu izahat imkan dairəsindən kənarda olmasa da, çox uydurmadır. İlk insanlardan yalnız bir neçəsi çoxalsa və ya çoxalmağa icazə verilsəydi, bu işləyə bilərdi. Əgər məlumatlar sadəcə olaraq nominal qiymətlə götürülürsə, biblical model daha təmkinli izahatdır.

Təkamülçü bioloqlar insan populyasiyasının genetik məlumatlarının təsirlərini izah etmək üçün yollar təklif etsələr də, naturalizmdə kök salmış bu izahatlar biblical hesaba tam uyğun gələn şərhdən mütləq üstün deyildir. İncildəki Adəm və Həvva ilə bağlı elmi iddia möhkəm dayanır.


Təşəkkürlər

Biz minnətdarıq: G. Hudson və H. Griffin müzakirələrə və bu tədqiqatı davam etdirən ilkin kəşfiyyat işlərinə görə genotip çağırış skriptləri ilə bağlı yardıma görə P. Surendran və T. Jiang və qan hüceyrəsini təmin etdiyi üçün Kembric Universitetindən W. Astle əlamət fenotipləri və xülasə statistikası. BHF Ürək-Damar Epidemiologiya Bölməsi Böyük Britaniya Tibbi Tədqiqatlar Şurası (MR/L003120/1), Britaniya Ürək Fondu (RG/13/13/30194 və RG/18/13/33946) və NIHR Cambridge Biotibbi Araşdırmalar Mərkəzi (BRC) tərəfindən dəstəklənir. -1215-20014) və Health Data Research UK (Böyük Britaniya Tibbi Tədqiqatlar Şurası, Mühəndislik və Fizika Elmləri Tədqiqat Şurası, İqtisadi və Sosial Tədqiqatlar Şurası, Səhiyyə və Sosial Baxım Departamenti (İngiltərə), Şotlandiyanın Baş Elmi İdarəsi tərəfindən maliyyələşdirilir. Hökumətin Səhiyyə və Sosial Baxım Direktorluqları, Səhiyyə və Sosial Baxım Tədqiqat və İnkişaf Şöbəsi (Uels Hökuməti), İctimai Səhiyyə Agentliyi (Şimali İrlandiya), Britaniya Ürək Fondu və Wellcome). P.C. Wellcome Trust Principal Research Fellow (212219/Z/18/Z) və Medical Research Council Mitoxondrial Biology Unit (MC_UU_00015/9), Tibb Tədqiqat Şurasının Beynəlxalq Genomik Tibb Mərkəzindən dəstək alan Böyük Britaniya NIHR baş müstəntiqidir. Sinir-əzələ Xəstəliyi, Evelyn Trust və NIHR Cambridge BRC (BRC-1215-20014) [*]. J.H. Britaniya Ürək Fondu (RG/13/13/30194) və NIHR Cambridge BRC (BRC-1215-20014) [*] tərəfindən maliyyələşdirilir. E.Y.-D. Isaac Newton Trust/Wellcome Trust ISSF/University of Cambridge Birgə Tədqiqat Qrantları Sxemi tərəfindən maliyyələşdirilib. A.G.-D. NIHR Cambridge BRC (146281) tərəfindən maliyyələşdirilir. Bu tədqiqat 20480, 7439 və 18794 nömrəli müraciətlər əsasında UKBB Resursundan istifadə etməklə aparılmışdır. [*]İfadə edilən fikirlər müəlliflərə aiddir və NHS, NIHR və ya Səhiyyə və Sosial Xidmət Departamentinin fikirləri deyil.


Adəm və Həvva: İlkin Cütlük, yoxsa Əhali?

Bu gün Yevangelist Xristianlığın üzləşdiyi mərkəzi elm-iman məsələlərindən biri Adəm və Həvvanın tarixi ətrafında cəmlənir. Adəm və Həvva həqiqətən var idimi? Yoxsa onlar hər bir kişini və hər qadını təmsil etmək üçün nəzərdə tutulmuş teoloji konstruksiyalar kimi fəaliyyət göstərən sadəcə mifikdir? Əgər onlar mövcud idisə, bütün bəşəriyyəti yaradan ilkin cütlükdülərmi? Yoxsa onlar əhalinin bir hissəsi olan nümayəndələrdi?

İyun ayı ərzində etdiyim nazirlik fəaliyyətim mənə bu sualların vacibliyini xatırlatdı. Mən “Elm əsrində Yaradılışın oxunması” mövzusuna həsr olunmuş Dabar Konfransında iştirak etdim, təbii ki, Adəm və Həvvanın kimliyi haqqında çoxlu müzakirələr aparıldı. Mən həmçinin Cənubi Yevangelist Seminariyası üçün insanın mənşəyi ilə bağlı biblical və elmi perspektivlərə dair bir həftəlik intensiv kurs öyrətdim. Kursun bir hissəsi olaraq, Adəm və Həvvanın tarixinə dair elmi vəziyyəti və bu fikrin xristian inancı üçün əhəmiyyətini araşdırdıq. Və nəhayət, ayın sonunda mən RZİM Yay İnstitutunda dərs dedim, burada biz insanların mənşəyi haqqında bibliya hesabı ilə xristian etikasının əsas prinsipləri arasındakı əlaqəni araşdırdıq.

Adəm və Həvvanın varlığı və bəşəriyyətlə əlaqəsi təkcə akademik narahatlıqlar deyil. Bunun əvəzinə, bu suallar xristian inancının əsas doktrinalarına təsir edir: qeyri-sabitlik, Allahın surəti, Düşmə, ilkin günah, evlilik və kəffarə. Tarixi Adəm və Həvvanın xristian inancı üçün əhəmiyyətinə görə, insanın mənşəyi haqqında bibliya baxışının elmi etibarlılığını nümayiş etdirə bilmək vacibdir.

Tarixi Adəm və Həvva üçün Elmi Dava

Ənənəvi bibliya baxışı üçün elmi dəstəyin bir hissəsi molekulyar antropologiya sahəsindəki işdən gəlir. İnsan mənşəyinin tədqiqində ən mühüm irəliləyişlərdən biri bəşəriyyətin mənşəyi və erkən tarixi haqqında fikir əldə etmək üçün DNT ardıcıllığı məlumatlarının istifadəsi olmuşdur.

Bəşəriyyətin mənşəyini “mitoxondrial Həvva” və “Y-xromosomlu Adəm” kimi adlandırılan tək əcdad ardıcıllığına qədər izləyən mitoxondrial DNT və Y-xromosom tədqiqatlarının nəticələri xüsusi maraq doğurur. Bu əcdad ardıcıllığı tək qadın və kişi fərdlərə uyğun gəlir. Mən mitoxondrial Həvvanı və Y-xromosomlu Adəmi bibliyadakı Adəm və Həvvanın göstəriciləri kimi şərh edirəm.

Bir çox təkamülçü bioloqlar mitoxondrial Həvva və Y-xromosomlu Adəmin orijinal bibliya cütü olması fikrini rədd edirlər. Əksinə, onlar insanların bir əhali kimi yarandığını iddia edirlər. Buna görə də çoxlu “Həvva” və “Adəm” var idi. Başqa sözlə, biz genetik materiallarının bu günə qədər davam etməsi üçün şanslı olan ikisindən gəlirik. Digər ilk insanların genetik xətləri zamanla itirildi.

Bəlkə də mitoxondrial Həvva və Y-xromosomlu Adəmin bibliyadakı Adəm və Həvva olması fikrini ən çətinləşdirən insan genetik müxtəliflik məlumatlarından müəyyən edilən populyasiya ölçüsü təxminləridir. Bu üsulların hamısı göstərir ki, ilkin insan populyasiyasının ölçüsü heç vaxt bir neçə min fərddən az olmayıb. Əsasən bu nəticələrə əsaslanır ki, təkamülçü bioloqlar mitoxondrial Həvva və Y-xromosomlu Adəmin ilkin cüt olmadığını iddia edirlər.

Bəşəriyyətin əhali kimi başlamamasının 5 səbəbi

Təkamülçü bioloqlar bu əsas ideyanı müdafiə edirlər (yalnız iki deyil, çoxlu ilk insanlar var idi), lakin mən bir sıra səbəblərə görə bu iddiaları qəbul etmək istəmirəm. 1

  1. Bəşəriyyətin bir əhali kimi yarandığı ideyası təkamül paradiqmasının zəruri şərti olan nəzəriyyə yüklü bir anlayışdır. Bioloqlar təkamülü populyasiya səviyyəsində bir hadisə kimi qiymətləndirirlər. Əhali inkişaf edir, fərdlər inkişaf etmir. Nəticə etibarilə, ilkin cüt ola bilməz - əgər insan mənşəyinə təkamül çərçivəsindən baxarsa. Başqa sözlə desək, insanlar populyasiyadan yaranmalıdır tərifinə görə.
  2. Əhali ölçülərini təyin etmək üçün istifadə edilən üsullar giriş parametrlərinə yüksək həssaslıqla sadələşdirilmiş və ideallaşdırılmış riyazi modellərə əsaslanır. Buna görə də əhalinin sayına ən yaxşı halda təxmini hesablamalar kimi baxmaq lazımdır.
  3. Bu modellər əhali strukturunun, miqrasiyaların və gen axınının təsirlərini nəzərə almaqda zəif iş görür, bunların hamısı populyasiya ölçüsü hesablamalarının yanlış aparılmasına səbəb ola bilər. 2
  4. Əhali ölçüsü metodları təsdiqlənməmişdir. Yəni, məlum vəziyyətlərə tətbiq olunduqda bu metodların əhalinin sayının təxminləri üçün dəqiq nəticələr verdiyini göstərən heç bir araşdırma yoxdur. Mühafizə biologiyasındakı araşdırmalar göstərir ki, bu modellər orijinal populyasiya ölçüsü məlum olduqda genetik dəyişkənliyi dəqiq proqnozlaşdırmır. Nümunə kimi, muflon qoyunları, Prjevalski atları və boz balinaları əhatə edən üç ayrı tədqiqatda genetik müxtəliflik (ilkin populyasiyadan sonra ölçülən nəsillər) modellər əsasında gözləniləndən çox idi.
  5. Mühafizə biologiyasındakı digər tədqiqatlar populyasiya ölçüsü metodlarını əsaslandıran riyazi əlaqələrin etibarlılığına dair suallar yaradır. Əslində, bu narahatlıqlar bir tədqiqat qrupunu bu problemlərin insanlarda populyasiya ölçüsü təxminlərini ləğv edib-etmədiyini soruşmağa vadar etdi. Bu tədqiqatçılar deyirlər: “Ancaq son vaxtlar Bazin et al. (2006) mtDNT variasiyasının heyvanlarda populyasiya ölçüsünün zəif göstəricisi olduğunu iddia etdilər. . . . Bu, mtDNT-nin əslində insan populyasiyasının ölçüsünün etibarlı proqnozlaşdırıcısı olub-olmaması sualını doğurur. 3

Bəşəriyyət bir cüt olaraq başladı?

Adəm və Həvvanın tarixinin xristian inancı üçün mərkəzi əhəmiyyətinə görə, mən bəşəriyyətin cütlük deyil, əhali kimi başladığı fikrini qəbul etmək istəmirəm. Lakin mən populyasiya ölçüsünün ölçülmələrinin sadələşdirilmiş, ideallaşdırılmış metodlara əsaslandığını və əhalinin sayı təxminlərinə təsir göstərə bilən populyasiya dinamikasını nəzərə almaqda mübarizə apardığını bildiyim üçün bu elmi iddianı qəbul etməkdən eyni dərəcədə çəkinirəm - əsas və ya deyil. təsdiq edilmişdir. Bu metodların əsasını təşkil edən riyazi əlaqələrin etibarlılığına dair suallar bu problemləri mürəkkəbləşdirir. Başqa cür desək: Ümumi nəsil anlayışını qəbul etsəm belə, hələ də insanların sayının təxminlərini əhatə edən elmi suallara görə bir populyasiya kimi yarandığına inanmazdım.

Mənim fikrimcə, elm hələ bəşəriyyətin ilkin cütlükdən törəməsi fikrini saxtalaşdırmayıb.


Materiallar və metodlar

UÇUŞ XƏTLƏRİ VƏ UÇUŞ TƏCƏRRÜAT

iyirmi D. simulanlar 2004-cü ilin noyabrında Nayrobidə (Keniya) toplanmış milçəklərdən izoferil xətlər qurulmuşdur. Bütün milçəklər Parisə, oradan isə Ayova şəhərinə göndərilmişdir. Ayova ştatında, hər bir xəttin mtDNT növü allele-spesifik polimeraza zəncirvari reaksiya (PCR) istifadə edərək müəyyən edilmişdir (Dean et al. 2003) və Wolbachia status/gərginlik konservləşdirilmiş wsp primerlərindən istifadə etməklə müəyyən edilmişdir (James və Ballard 2000). On siII və 10 siIII mtDNA tipli milçəklər toplanmışdır. Yox siII xətlər idi Wolbachia yoluxmuş, lakin iki siIII sətirlər idi wAna yoluxmuş. Bu iş üçün dörd təsadüfi seçilmiş və sağlam siII və siIII izofemale xətləri daxil edilmişdir. Uçuş xətləri 2KY15, 2KY17, 2KY18, 2KY21 və 3KY10, 3KY12, 3KY14, 3KY20-dir. 2/3 mtDNA tipinə aiddir, KY Keniya ərazisini, iki son rəqəm isə xüsusi sətir nömrəsini təyin edir. 3KY10 və 3KY20 xətləri idi Wolbachia yoluxmuş, digərləri isə yoluxmamışdır. Biz güman edirik ki, bu təsadüfi seçilmiş xətlər hər haploqrup daxilində istənilən dəyişikliyi daşıyan milçəkləri təmsil edir və onları bu mtDNA növlərinin müstəqil nümunələri kimi qəbul edir. Biz əhəmiyyətli mtDNA əsas təsirlərini mtDNA-dan və ya xüsusi mtDNA haploqrupu ilə qarşılıqlı əlaqədə olan nüvə kodlu zülallardan yaranan fərqlər kimi şərh edirik (Ballard 2000a Willett and Burton 2001, 2003 Ballard et al. 2002 Dean and Ballard 2004). Nüvə genomundan irəli gələn variasiyaların iç içə analizində (ANOVA) əhəmiyyətli xətt[mtDNA] effektlərini şərh edirik.

Təcrübələrdə istifadə edilən milçəklər tarladan 5-ci nəsil və 6-cı nəsil idi. Yeni mədəniyyətlər 14 gündən az olan milçəklərdən başlamışdır (Hercus və Hoffmann 2000). Ayova ştatında milçək xətləri davamlı olaraq sabit sıxlıqda, temperaturda (23°C), rütubətdə (50% RH), gündəlik dövrədə (12 İşıq:12 Qaranlıq) və pəhrizdə (Carolina Biological Instant Food, Carolina, Biological, Burlington, NC). Eksperimental milçəklərin valideynləri əhali qəfəslərinə buraxıldı və iki-üç günə uyğunlaşmağa icazə verildi. Bütün hallarda bu böyüklər iki həftədən az idi. Yumurta kohortlarını toplamaq üçün dörd saatlıq müddət ərzində yumurtlama resursları (tərkibində 4% agar və 10% bəkməz olan bərkimiş agar əsaslı mühiti olan Petri qabı) təmin edilmişdir. Yumurtalar yığılmış, yuyulmuş və kiçik həcmdə 1X fosfat tamponlu məhlulda (PBS) dayandırılmışdır (Clancy and Kennington 2001). Təxminən 200 yumurta olan bu süspansiyondan cəmi 15 μL dərhal əlavə edildi. Drosophila media. Dörd günlük milçəklər buz üzərində cinsiyyətə bölündü və dərhal təcrübələr üçün istifadə edildi.

Sürfə rəqabətinin nəticələrimizə təsir edə biləcəyini müəyyən etmək üçün mtDNT və cinsi faktorlar hesab edilən və milçək xəttinin mtDNA tipində yuvalandığı ANOVA-dan istifadə edərək, bağlanan milçəklərin sayı və onların çəkisi təhlil edildi. Yumurtaların ani mühitə qoyulmasından 14 gün sonra qapanan milçəklərin sayı hesablandı. Dörd günlük kişilər və dişilər 20 dəqiqə ərzində -20 ° C-də yerləşdirilib və Sartorius CP2P mikrobalansında (Sartorius, Göttingen, Almaniya) ayrı-ayrılıqda çəkilib. Bu araşdırmada inkişaf vaxtını təhlil etmədik. James və Ballard (2003) milçəklərin məskunlaşdığı inkişaf müddətlərində heç bir fərq tapmadı siII və siIII mtDNT.

SİTOXROM C OKSİDAZININ ARTILIŞI VƏ FƏALİYYƏTİ

Biz elektron daşıma zəncirinin IV kompleksinin 12 alt vahidini yaradan üç mtDNT və doqquz nüvə kodlu gendə (və onların izoformalarında) ardıcıl dəyişkənliyi araşdırdıq. Bütün xətlərdən DNT, Sabit Dokudan İzolyasiya protokolundan sonra Puregen DNT Ekstraksiya Kitindən (Gentra, Minneapolis, MN) istifadə edilərək çıxarıldı. Üç mitoxondrial gen dörd üst-üstə düşən fraqmentlərdə PCR ilə gücləndirildi (Ballard 2000b). Primerlər tam şəkildə bildirilmiş 13 nüvə COX lokusunun tam kodlaşdırma ardıcıllığını gücləndirmək və ardıcıllaşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Drosophila genom (Grumbling et al. 2006). Spesifik gen bölgələri hər bir primer cütü üçün xüsusi şərtlərdən istifadə etməklə PCR ilə gücləndirildi (http://billb.babs.unsw.edu.au/nuclear.htm linklərini izləyin). Ardıcıllıq reaksiyaları aşağıdakı istilik profilindən istifadə edərək həyata keçirildi: 2 dəqiqə ərzində 95°C, ardınca 10 saniyə ərzində 95°C, 5 saniyə üçün 50°C, 120 saniyə ərzində 72°C. Hər iki zəncir ABI3730 sekvenserində (Applied Biosystems, Inc., Foster City, CA) Big Dye Terminator Cycle ardıcıllığından istifadə edərək ardıcıllıqla sıralanıb. Ardıcıllıqlar Sequencher proqram təminatından (Gene Codes, Ann Arbor, MI) istifadə edərək redaktə edildi və əl ilə uyğunlaşdırıldı. Hər bir gen üçün DnaSP 4.0 istifadə edərək allellərin sayını və sinonim və qeyri-sinonim saytların sayını hesabladıq (Rozas and Rozas 1997). Nukleotid müxtəlifliyi (π) və neytral parametr (θ) seqreqasiya yerlərinin sayına əsaslanırdı. Ks və Ka müvafiq olaraq sinonim və qeyri-sinonim sayt üçün hesablanmışdır. Müşahidə olunan mutasiya nümunələrinin neytral molekulyar təkamül modelinə uyğun olub-olmadığını yoxlamaq üçün biz Tajimanın metodundan istifadə edirik. D (Tajima 1989) və Fu və Li F* (Fu və Li 1993). Nümunənin tək təsadüfi cütləşən populyasiyadan götürüldüyünə dair bu testlərin fərziyyəsi bu tədqiqatda pozulmur.

Kompleks IV-in mitoxondrial elektron nəqli zəncirinin sürəti məhdudlaşdıran addımı olduğu fərz edilir (Villani et al. 1998). Biz Edmands və Burton (1998, 1999) və Clark və Keith (1989) prosedurlarına əsasən IV kompleksdən sitoxrom c oksidaz aktivliyini substrat kimi at ürəyi sitoxrom c istifadə edərək ölçdük. Sackton və başqaları. (2003) sitoxrom c-nin növlərin mənşəyinin sitoxrom c oksidaz aktivliyinə təsirini qiymətləndirdi və at və toyuq sitoxrom c-nin eyni şəkildə davrandığını tapdı. Hər xəttin dörd günlük milçəkləri toplandı və sonra maye azotda donduruldu. Dondurulmuş milçəklər analizlər üçün hazırlanmazdan əvvəl bir həftə -80 ° C-də saxlanıldı. Üç milçək birləşdirildi və Kontes pelet pestle motorundan istifadə edərək 100 μL buz kimi soyuq homogenləşdirmə tamponunda (0,05% Tween-80 ehtiva edən 50 mM fosfat tamponu) 10 saniyə əzildi. Homogenatlar daha sonra əlavə 500 μL fosfat tamponu ilə seyreltildi. Hüceyrə qalıqlarını çıxarmaq üçün nümunələr 2000-də sentrifuqa edilmişdir g 4°C-də 5 dəqiqə. Supernatantın zülal tərkibi Bio-Rad DC protein analiz dəsti (Bio-Rad Labs, Hercules, CA) istifadə edərək müəyyən edilmişdir. Supernatant 1:10 nisbətində seyreltildi və 40 μL altı nümunə quyusuna bölündü. Təhlil zamanı hər nümunə quyusuna 160 μL azaldılmış sitoxrom c (50 μM) əlavə edildi. Lövhə Molecular Devices SpectraMax 384 Plus mikroplata oxuyucusunda (Molecular Devices Corporation, Sunnyvale, CA) 24°C-də 5 dəqiqə ərzində hər 10 saniyədə 550 nm-də OD oxunaraq sınaqdan keçirildi. Sitokrom c-nin oksidləşməsi 550 nm-də absorbansın azalması ilə göstərildi (sönmə əmsalı = 29.5). Optik sıxlıq sahəsinin maksimum yamacı boşqab oxuyucusu tərəfindən hesablanır və aşağıdakı kimi qəbul edilir. Vmaks reaksiya üçün. Sitokrom c oksidaz aktivliyi mq protein başına dəqiqədə oksidləşən sitokrom c nanomolları kimi bildirilir. Sitokrom c olmayan nəzarət də daxil edilmişdir. Sitokrom c oksidaz fəaliyyəti ANOVA istifadə edərək təhlil edildi, burada mtDNT və cinsi faktorlar hesab edildi və milçək xətti mtDNA tipində yuvalandı.

YUMURTA ÖLÇÜSÜ VƏ ERKƏN BÖLƏMƏLİLİK

Yumurta ölçüsü ümumiyyətlə yumurta keyfiyyətinin və sürfə inkişafı sürətinin yaxşı göstəricisi kimi qəbul edilir (Azevedo et al. 1996). Four-hour-old eggs were harvested from the oviposition resources by washing the plate with 1X PBS ( Clancy and Kennington 2001 ). A total of 15 μL of this suspension containing about 200 eggs was added to one milliliter of 70% ethanol and stored at room temperature. The eggs were then aligned on a square piece of agar and the lengths of eggs were measured under a Leica MZ12.5 microscope with a Wild-Heerbrugg 20× micrometer (Wild-Heerbrugg Ltd, Heerbrugg, Switzerland). The total magnification was 160× and the units on the micrometer were calibrated to a measuring scale. Egg size was analyzed using ANOVA in which mtDNA was considered a factor and fly line was nested within mtDNA type.

All else being equal, fly lines with higher early fecundity are expected to increase in frequency in nature and population cage studies. Eggs were collected from each line and placed at constant density in separate bottles of instant Drosophila media at 23°C, 50%RH, 12 L:12 D. Ten days after egg collection, at the beginning of the light period, any eclosed flies were cleared from the bottles and newly eclosed virgin flies were collected at two-hour intervals for each line. Newly eclosed virgin male and female flies were immediately sorted under light CO2 anesthesia. For each of the lines, 10 to 11 individual virgin females were collected and placed into separate vials of instant Drosophila medium and kept at 23°C. Approximately 20 to 30 virgin male flies, collected at the same time as virgin females, were placed into one vial for each line. After two days, individual vials containing females were checked for larvae to verify that the females were virgins. For every line, each virgin female along with one virgin male fly of the same line was transferred to a new vial containing fresh medium. The pairs were allowed to mate for one day. After mating the pairs were lightly anesthetized with CO2 and the female was transferred to a fresh vial. The vials in which mating took place were discarded. Females were allowed to lay eggs in the new vial for one day and then transferred to fresh vials each of the following two days. Females were cleared from the final vial (three days after mating) and all vials were incubated at 23°C, 50%RH, 12 L:12 D. The number of eclosed flies in each of the vials was counted after 12 days. Early fecundity was calculated as the mean number of flies eclosing in the ten vials for each line on each day after mating. Early fecundity was analyzed using ANOVA in which mtDNA and day were considered factors and fly line was nested within mtDNA type. On some days no flies eclosed from several tubes so the data were ln(X+ 1) transformed prior to analysis. All females produced offspring.

COMA RECOVERY AND STARVATION RESISTANCE

MtDNA genotypes that produce more heat during oxidative phosphorylation may preadapt organisms to surviving longer in colder climates ( Ruiz-Pesini et al. 2004 ). In Drosophila, changes in phospholipid composition, triacylglycerol accumulation, and proline accumulation may also play a role in resistance to cold temperatures ( Chen and Walker 1994 Misener et al. 2001 ). To examine coma recovery a bottle of four-day-old flies (about 170 individuals) was placed at 0°C for 16 h in a complete block design. Flies were sexed on ice and tipped onto white paper at 23°C. Fly recovery was determined for two hours (preliminary studies showed few flies recovered after two hours) by four investigators. To avoid awakening flies from overwhelming each investigator, each block of four lines (two of each haplogroup) was separated by half an hour. The experiment was replicated the following day. Immediately as a fly stood on six legs it was collected by aspiration and placed in a labeled two-pint plastic demography cage modified from those of Promislow and Haselkorn (2002) to have two food sources not one. Each cage was then placed at 23°C, 50%RH, 12 L:12 D for 48 h. We tested whether there was a significant bias in numbers recovering in each haplogroup, the time to recovery, and the proportion of flies that survived for 48 h. Coma recovery was analyzed using ANOVA in which mtDNA and sex were considered factors and fly line was nested within mtDNA type. Proportional data were square root arcsin transformed prior to analyses.

The evolution of resistance to starvation stress has received considerable attention in the last few years because of the apparent association between this trait and both cold resistance and longevity. Replicates in successive generations were included to determine starvation resistance of four-day-old nonvirgin flies. Males and females from one bottle (about 170 flies) were sorted on ice and each sex placed in a demography cage ( Promislow and Haselkorn 2002 ) with cotton wool soaked in water replacing the two food sources. Dead flies were counted and removed every four hours. The starvation resistance data were analyzed by examining 90% and 50% survival.


Mitochondria Inherited from Mother Can Influence Offspring’s Risk of Common Diseases

The results of a study by researchers at the University of Cambridge suggest that mitochondria—the “batteries” that power our cells—may play an unexpected role in common diseases such as type 2 diabetes (T2D) and multiple sclerosis. The study, involving data from more than 350,000 participants in the UK Biobank (UKBB), found that genetic variants in mitochondrial DNA passed to offspring could increase the risk of developing different conditions, as well as influence characteristics such as height and lifespan. There was also evidence that some changes in mitochondrial DNA were more common in people with Scottish, Welsh or Northumbrian genetic ancestry, implying that mitochondrial DNA and nuclear DNA (which accounts for 99.9% of our genetic make-up) interact with each other.

Research co-lead Joanna Howson, PhD, who carried out the work while at the Department of Public Health and Primary Care at the University of Cambridge, said, “Aside from mitochondrial diseases, we don’t generally associate mitochondrial DNA variants with common diseases. But what we’ve shown is that mitochondrial DNA— which we inherit from our mother—influences the risk of some diseases such as type 2 diabetes and MS as well as a number of common characteristics.” Research co-lead Patrick Chinnery, PhD, from the MRC Mitochondrial Biology Unit at Cambridge, added, “If you want a complete picture of common diseases, then clearly you’re going to need to factor in the influence of mitochondrial DNA. The ultimate aim of studies of our DNA is to understand the mechanisms that underlie these diseases and find new ways to treat them. Our work could help identify potential new drug targets.”

The scientists say the findings could ultimately help to identify new drug targets, but they could also have implications for the success of a new technique known as mitochondrial transfer therapy that is being developed to prevent offspring developing mitochondrial diseases. Howson and colleagues report their findings in a paper titled in Təbiət Genetikası, which is titled “An atlas of mitochondrial DNA genotype-phenotype associations in the UK Biobank.”

Almost all the DNA that makes up the human genome is contained within the nuclei of our cells. Nuclear DNA codes for the characteristics that make us individual as well as for the proteins that do most of the work in our bodies.

Our cells’ mitochondria provide the energy to power cellular processes. They do this by converting the food we consume into ATP, a molecule that can release energy very quickly. Mitochondria also contain a tiny amount of DNA—mitochondrial DNA, mtDNA —which makes up only 0.1% of the overall human genome, but is passed down exclusively from mother to offspring. The authors explained, “The 16,569-bp human mitochondrial genome has a compact genomic organization, with

95% of the sequence encoding 13 proteins, 22 transfer RNAs and 2 ribosomal RNAs that are essential for oxidative phosphorylation (OXPHOS) and production of cellular energy in the form of ATP.”

While errors in mitochondrial DNA can lead to mitochondrial diseases, which can be severely disabling, until now there had been little evidence that variants in mitochondrial DNA can influence more common diseases. Several small-scale studies have hinted at this possibility, but scientists have been unable to replicate their findings. “Mitochondrial DNA (mtDNA) variation in common diseases has been underexplored,” the University of Cambridge team noted. “Initial mtDNA association studies in complex traits were underpowered and yielded conflicting findings that were rarely replicated.”

For their newly reported research, the team developed a technique to study mitochondrial DNA and its relation to human diseases and characteristics in samples taken from 358,000 volunteers as part of U.K. Biobank, a large-scale biomedical database and research resource.

The results suggested that in fact mitochondrial DNA might influence diseases such as type 2 diabetes, multiple sclerosis, and factors such as liver and kidney function, blood count parameters, lifespan and height. “When applied to the UKBB, the workflow has provided a comprehensive reference dataset of mtDNA variant–trait associations to date, highlighting 260 new mtDNA–phenotype associations,” the authors wrote. Interestingly, they pointed out, “Mitochondrial dysfunction has been observed in several of the diseases that were associated with mtSNVs [mitochondrial single nucleotide variants] in our analyses, such as multiple sclerosis, T2D and abdominal aortic aneurysms.”

Some of the effects were seen more extremely in patients with rare inherited mitochondrial diseases—for example, patients with severe disease are often shorter than average—whereas the effects in healthy individuals tended to be much subtler, likely accounting for just a few millimeters’ height difference, for example.

There are several possible explanations for how mitochondrial DNA exerts its influence, the team suggested. One is that changes to mitochondrial DNA lead to subtle differences in our ability to produce energy. However, it is likely to be more complicated, affecting complex biological pathways inside our bodies—the signals that allow our cells to operate in a coordinated fashion.

Unlike nuclear DNA, which is passed down from both the mother and the father, mitochondrial DNA is inherited exclusively from the mother. This would indicate that the two systems are inherited independently, so that there should be no association between an individual’s nuclear DNA and mitochondrial DNA. However, this was not what the team’s results indicated. The study found that certain nuclear genetic backgrounds are associated preferentially with certain mitochondrial genetic backgrounds, particularly in Scotland, Wales and Northumbria. This suggested that our nuclear and mitochondrial genomes have evolved—and continue to evolve—side-by-side and interact with each other.

Bunu izah edə bilən səbəblərdən biri uyğunluq ehtiyacıdır. ATP is produced by a group of proteins inside the mitochondria called the respiratory chain. There are over 100 components of the respiratory chain, 13 of which are coded for by mitochondrial DNA, the remainder being encoded by nuclear DNA. Tənəffüs zəncirindəki zülallar iki fərqli genom tərəfindən istehsal olunsa da, zülallar bir yapışqan parçaları kimi fiziki olaraq bir-birinə bağlanmalıdır.

Əgər uşağa miras qalan mitoxondrial DNT atadan miras qalan nüvə DNT-si ilə uyğun gəlmirdisə, çip bir-birinə düzgün uyğun gəlməyəcək və bununla da tənəffüs zəncirinə və nəticədə enerji istehsalına təsir göstərəcək. This might subtly influence an individual’s health or physiology, which over time could be disadvantageous from an evolutionary perspective. Əksinə, kibritlər təkamül tərəfindən təşviq ediləcək və buna görə də daha çox yayılmış olacaq.

This could have implications for the success of mitochondrial transfer therapy, a new technique that enables scientists to replace a mother’s defective mitochondria with those from a donor, to prevent her child from having a potentially life-threatening mitochondrial disease.

“It looks like our mitochondrial DNA is matched to our nuclear DNA to some extent – in other words, you can’t just swap the mitochondria with any donor, just as you can’t take a blood transfusion from anyone,” Chinnery said. “Fortunately, this possibility has already been factored into the approach taken by the team at Newcastle who have pioneered this therapy.”

The authors concluded, “Our current findings establish the key role played by mtDNA variants in many quantitative human traits, and confirm their contribution to common disease risk … understanding mitochondrial genetic architecture and the interaction between the nuclear and mitochondrial genomes will be important for reducing the burden of cardiometabolic and neurodegenerative diseases, among others … The atlas of UKBB mtSNV–trait associations provided here lays a firm foundation for future studies at the whole-mitochondrial genome level.”


Mitochondrial Genetic Variants Inherited from Mother Can Influence Offspring’s Risk of Common Diseases

[Source: iLexx/Getty Images]

Researchers at the University of Cambridge suggest that mitochondria—the “batteries” that power our cells—may play an unexpected role in common diseases such as type 2 diabetes (T2D) and multiple sclerosis.

The study, used the data of more than 350,000 participants from the UK Biobank to find that genetic variants in mitochondrial DNA passed to offspring could increase the risk of developing different conditions, as well as influence characteristics such as height and lifespan. The research also provided evidence that some changes in mitochondrial DNA were more common in people with Scottish, Welsh, or Northumbrian genetic ancestry, implying that mitochondrial DNA and nuclear DNA (which accounts for 99.9% of our genetic make-up) interact with each other.

Research co-lead Joanna Howson, Ph.D., who carried out the work while at the Department of Public Health and Primary Care at the University of Cambridge, said, “Aside from mitochondrial diseases, we don’t generally associate mitochondrial DNA variants with common diseases. But what we’ve shown is that mitochondrial DNA— which we inherit from our mother—influences the risk of some diseases such as type 2 diabetes and MS as well as a number of common characteristics.” Research co-lead Patrick Chinnery, PhD, from the MRC Mitochondrial Biology Unit at Cambridge, added, “If you want a complete picture of common diseases, then clearly you’re going to need to factor in the influence of mitochondrial DNA. The ultimate aim of studies of our DNA is to understand the mechanisms that underlie these diseases and find new ways to treat them. Our work could help identify potential new drug targets.”

The scientists say the findings could ultimately help to identify new drug targets, but they could also have implications for the success of a new technique known as mitochondrial transfer therapy that is being developed to prevent offspring developing mitochondrial diseases. Howson and colleagues report their findings in a paper titled in Təbiət Genetikası, which is titled “An atlas of mitochondrial DNA genotype-phenotype associations in the UK Biobank.”

Almost all the DNA that makes up the human genome is contained within the nuclei of our cells. Nuclear DNA codes for the characteristics that make us individual as well as for the proteins that do most of the work in our bodies.

Our cells’ mitochondria provide the energy to power cellular processes. They do this by converting the food we consume into ATP, a molecule that can release energy very quickly. Mitochondria also contain a tiny amount of DNA—mitochondrial DNA, mtDNA —which makes up only 0.1% of the overall human genome, but is passed down exclusively from mother to offspring. The authors explained, “The 16,569-bp human mitochondrial genome has a compact genomic organization, with

95% of the sequence encoding 13 proteins, 22 transfer RNAs and 2 ribosomal RNAs that are essential for oxidative phosphorylation (OXPHOS) and production of cellular energy in the form of ATP.”

While errors in mitochondrial DNA can lead to mitochondrial diseases, which can be severely disabling, until now there had been little evidence that variants in mitochondrial DNA can influence more common diseases. Several small-scale studies have hinted at this possibility, but scientists have been unable to replicate their findings. “Mitochondrial DNA (mtDNA) variation in common diseases has been underexplored,” the University of Cambridge team noted. “Initial mtDNA association studies in complex traits were underpowered and yielded conflicting findings that were rarely replicated.”

For their newly reported research, the team developed a technique to study mitochondrial DNA and its relation to human diseases and characteristics in samples taken from 358,000 volunteers as part of U.K. Biobank, a large-scale biomedical database and research resource.

The results suggested that in fact mitochondrial DNA might influence diseases such as type 2 diabetes, multiple sclerosis, and factors such as liver and kidney function, blood count parameters, lifespan and height. “When applied to the UKBB, the workflow has provided a comprehensive reference dataset of mtDNA variant–trait associations to date, highlighting 260 new mtDNA–phenotype associations,” the authors wrote. Interestingly, they pointed out, “Mitochondrial dysfunction has been observed in several of the diseases that were associated with mtSNVs [mitochondrial single nucleotide variants] in our analyses, such as multiple sclerosis, T2D and abdominal aortic aneurysms.”

Some of the effects were seen more extremely in patients with rare inherited mitochondrial diseases—for example, patients with severe disease are often shorter than average—whereas the effects in healthy individuals tended to be much subtler, likely accounting for just a few millimeters’ height difference, for example.

There are several possible explanations for how mitochondrial DNA exerts its influence, the team suggested. One is that changes to mitochondrial DNA lead to subtle differences in our ability to produce energy. However, it is likely to be more complicated, affecting complex biological pathways inside our bodies—the signals that allow our cells to operate in a coordinated fashion.

Unlike nuclear DNA, which is passed down from both the mother and the father, mitochondrial DNA is inherited exclusively from the mother. This would indicate that the two systems are inherited independently, so that there should be no association between an individual’s nuclear DNA and mitochondrial DNA. However, this was not what the team’s results indicated. The study found that certain nuclear genetic backgrounds are associated preferentially with certain mitochondrial genetic backgrounds, particularly in Scotland, Wales and Northumbria. This suggested that our nuclear and mitochondrial genomes have evolved—and continue to evolve—side-by-side and interact with each other.

Bunu izah edə bilən səbəblərdən biri uyğunluq ehtiyacıdır. ATP is produced by a group of proteins inside the mitochondria called the respiratory chain. There are over 100 components of the respiratory chain, 13 of which are coded for by mitochondrial DNA, the remainder being encoded by nuclear DNA. Tənəffüs zəncirindəki zülallar iki fərqli genom tərəfindən istehsal olunsa da, zülallar bir yapışqan parçaları kimi fiziki olaraq bir-birinə bağlanmalıdır.

Əgər uşağa miras qalan mitoxondrial DNT atadan miras qalan nüvə DNT-si ilə uyğun gəlmirdisə, çip bir-birinə düzgün uyğun gəlməyəcək və bununla da tənəffüs zəncirinə və nəticədə enerji istehsalına təsir göstərəcək. Bu, fərdin sağlamlığına və ya fiziologiyasına incə təsir göstərə bilər ki, bu da zamanla təkamül baxımından zərərli ola bilər. Əksinə, kibritlər təkamül tərəfindən təşviq ediləcək və buna görə də daha çox yayılmış olacaq.

This could have implications for the success of mitochondrial transfer therapy, a new technique that enables scientists to replace a mother’s defective mitochondria with those from a donor, to prevent her child from having a potentially life-threatening mitochondrial disease.

“It looks like our mitochondrial DNA is matched to our nuclear DNA to some extent – in other words, you can’t just swap the mitochondria with any donor, just as you can’t take a blood transfusion from anyone,” Chinnery said. "Xoşbəxtlikdən, bu ehtimal, bu terapiyaya öncülük edən Nyukasldakı komandanın qəbul etdiyi yanaşmada artıq nəzərə alınıb."

The authors concluded, “Our current findings establish the key role played by mtDNA variants in many quantitative human traits, and confirm their contribution to common disease risk … understanding mitochondrial genetic architecture and the interaction between the nuclear and mitochondrial genomes will be important for reducing the burden of cardiometabolic and neurodegenerative diseases, among others … The atlas of UKBB mtSNV–trait associations provided here lays a firm foundation for future studies at the whole-mitochondrial genome level.”


Difference Between Mitochondrial DNA and Nuclear DNA

Məzmun

Mitoxondrial DNT: mtDNA consists of the mitochondrial genome.

Nuclear DNA: nDNA consists of the cell’s genome, including the mitochondrial DNA.

DNT strukturu

Mitoxondrial DNT: mtDNA is double-stranded and circular.

Nuclear DNA: nDNA is double-stranded and linear.

Number of Chromosomes

Mitoxondrial DNT: mtDNA is arranged into a single chromosome.

Nuclear DNA: nDNA is arranged into several chromosomes. For example, human nDNA is arranged into 46 chromosomes.

Tərkibi

Mitoxondrial DNT: mtDNA is composed of 0.25% of the cell’s genetic makeup in animal cells.

Nuclear DNA: nDNA is composed of 99.75% of the cell’s genetic makeup in animal cells.

Enclosure

Mitoxondrial DNT: mtDNA is not enclosed by the nuclear envelope.

Nuclear DNA: nDNA is enclosed by the nucleus.

Məkan

Mitoxondrial DNT: mtDNA is freely floating in the mitochondrial matrix.

Nuclear DNA: nDNA is found in the nuclear matrix, fixed to the nuclear envelope.

Genome Size

Mitoxondrial DNT: The size of the mtDNA is 16,569 base pairs.

Nuclear DNA: The size of the nDNA is 3.3 billion base pairs.

Histone Proteins

Mitoxondrial DNT: mtDNA is not packed with histone proteins.

Nuclear DNA: nDNA is tightly packed with histone proteins.

Number of Copies

Mitoxondrial DNT: More than 1,000 copies of mtDNA can be found per cell.

Nuclear DNA: The number of copies of nDNA per somatic cell may differ depending on the species. Human somatic cells contain two copies of nDNA.

Number of Genes

Mitoxondrial DNT: mtDNA consists of 37 genes, encoding 13 proteins, 22 tRNAs, and 2 rRNAs.

Nuclear DNA: nDNA consists of 20,000-25,000 genes, including three mt genes.

The tRNAs and rRNAs

Mitoxondrial DNT: mtDNA encodes each and every tRNA and rRNA required by mitochondria.

Nuclear DNA: nDNA encodes each and every tRNA and rRNA required by the processes in the cytoplasm.

Autonomy

Mitoxondrial DNT: mtDNA encodes for most of the proteins, which are required by mitochondria. But, some proteins required by mitochondria are encoded by nDNA. Therefore, mitochondria are semi-autonomous organelles.

Nuclear DNA: nDNA encodes for every protein, which is required by the cell.

Non-coding Regions

Mitoxondrial DNT: mtDNA lacks non-coding DNA regions like introns.

Nuclear DNA: nDNA contains non-coding regions of DNA like introns and untranslated regions.

Genetik kod

Mitoxondrial DNT: Most codons in mtDNA do not follow the universal genetic code.

Nuclear DNA: Codons in the nDNA follow the universal genetic code.

Replikasiya

Mitoxondrial DNT: mtDNA is replicated independently from nDNA.

Nuclear DNA: nDNA is replicated only during the S-phase of the cell cycle.

Transkripsiya

Mitoxondrial DNT: Genes encoded by the mtDNA are polycistronic.

Nuclear DNA: Genes encoded by the nDNA are monocistronic.

Miras

Mitoxondrial DNT: mtDNA is maternally inherited.

Nuclear DNA: nDNA is inherited equally from both parents.

Rekombinasiya

Mitoxondrial DNT: mtDNA is inherited from mother to her offspring without changing.

Nuclear DNA: nDNA is arranged through recombination while transferring to the offspring.

Contribution to the Individual’s Fitness

Mitoxondrial DNT: mtDNA has a less contribution to the individual’s fitness among the population.

Nuclear DNA: nDNA has a high contribution to the individual’s fitness among the population.

Rate of Mutations

Mitoxondrial DNT: The rate of mutations in mtDNA is comparatively high.

Nuclear DNA: The rate of mutations in nDNA is low.

Identification of Individuals

Mitoxondrial DNT: The mtDNA can also be used in the identification of individuals.

Nuclear DNA: The nDNA is used to in paternity testing.

Genetik pozğunluqlar

Mitoxondrial DNT: Leber’s hereditary optic neuropathy, Kearns-Sayre syndrome and chronic progressive external ophthalmoplegia are the examples of the genetic diseases caused by the mutations of mtDNA.

Nuclear DNA: Cystic fibrosis, sickle cell anemia, hemochromatosis and Huntington’s disease are the examples of genetic diseases caused by the mutations in nDNA.

Nəticə

Nuclear DNA, along with the mitochondrial DNA contribute to the genetic makeup of animal cells. Plant cells contain chloroplast DNA as well in their cells. The nDNA consists of the cell’s genome and mtDNA consists of mitochondrial genome. The nDNA contains genes, which encodes for all the traits exhibited by the organism. The mtDNA is also included in the nDNA. The nDNA consists of more than 20,000 genes. The proteins encoded by these genes are responsible for the phenotypic traits of the organism. The mtDNA is encoded for 37 genes along with the tRNAs and rRNAs required by the functions of mitochondria. Hence, the main difference between mitochondrial DNA and nuclear DNA is their contents.


Videoya baxın: Insan genetikasi (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Seager

    Razıyam, əlamətdar məlumat

  2. Nolen

    Qoşuluram. Bu mənimlə idi. Bu mövzuda ünsiyyət qura bilərik.

  3. Jerrel

    YAH SİZ! Dur!

  4. Sproul

    Düşünürəm ki, səhvlər edilir. PM-də mənə yazın, danışın.

  5. Smyth

    Bu məsələ haqqında çox məlumat verən saytı ziyarət etməyinizi tövsiyə edə bilərəm.



Mesaj yazmaq