Hvordan de skjulte endringene i DNA-et ditt som kan produsere nye sykdommer

Hvordan de skjulte endringene i DNA-et ditt som kan produsere nye sykdommer ktsdesign / Shutterstock

Sjelden har miljøet endret seg så raskt. På toppen av klimaendringene utsetter vi oss for luftforurensninger, microplastics og enestående nivåer av fett, salt og sukker i maten vår.

Miljøendring er en av tingene som kan produsere store, alvorlige mutasjoner i DNAet vårt som raskt kan føre til sykdom, som kreft forårsaket av stråling. Men vårt DNA inneholder også mange ørsmå skjulte mutasjoner. Selv om de i utgangspunktet ikke har noen innvirkning på oss takket være en boks med genetiske triks som kroppene våre bruker for å beskytte oss, kan disse "kryptiske" variasjonene bygge seg opp over mange generasjoner og deretter bli levendegjort av store miljøendringer.

Nyere forskning har vist hvor viktige disse kryptiske variasjonene er for evolusjonen. Det er en sjanse for at de kan være bak den økende risikoen av problemer som diabetes, kreft og hjertesykdommer, og kan til og med produsere nye sykdommer. Men disse mutasjonene kan også være skjulte gaver fra våre forfedre som gjør at vi raskere kan tilpasse oss problemene vi står overfor, fra medisinske forhold til klimaendringer.

Endringer i DNA kombinert med prosessen med naturlig seleksjon er det som lar arter utvikle seg. Noen genetiske variasjoner gir en selektiv fordel, og det er mer sannsynlig at individene som har dem overlever og videreformidler genene sine, gradvis spredning av dem gjennom arten. Eventuelle endringer som er en ulempe, reduserer overlevelses- eller reproduksjonssjansene for et individ og er mindre sannsynlig at de blir gitt videre til kommende generasjoner.

Buffer mot endring

Kryptisk genetisk variasjon gir oss et tredje alternativ. Noen endringer i DNA har liten eller ingen effekt, og gir verken en fordel eller ulempe, men sakte bygger seg opp gjennom generasjoner. Disse variasjonene skjuler seg på forskjellige måter. For eksempel er enkle organismer i stand til å redusere virkningen av endringer i miljøet på deres biologiske funksjoner ved å bruke en prosess kjent som canalisation. Dette betyr at mindre endringer i deres DNA ikke forårsaker synlige forskjeller.

Noen ganger dupliseres gener til og med i forskjellige deler av DNA, slik at det er redundans i systemet. Eventuelle endringer i det ene genet kan da skjules av det andre.

I komplekse livsformer blir det også sett mange nye varianter fordi vi har to versjoner av de fleste genene våre (en fra mamma og en fra pappa), og en av versjonene er dominerende over den andre. Kryptiske genetiske variasjoner er recessive (ikke dominerende) i dette forholdet, og det viser seg derfor ikke under normale forhold.

Det er også noen veldig små endringer som ikke forårsake noen reell endring til biokjemien til organismen. De bytter kanskje en komponent i et protein for noe veldig likt.

Alle disse tingene fungerer som en buffer mot fysiske endringer, og tillater en oppbygging av variasjon i DNAet som bare blir synlig når det er en betydelig endring i miljøet. Mange forskere innen evolusjonsgenetikk mener at denne kryptiske genetiske variasjonen kan svare på problemet med hvordan arter raskt har kunnet tilpasse seg nye utfordringer i det siste. De finker av Galapagos-øyene hjalp Darwin med å utvikle sin evolusjonsteori, og den raske opprettelsen av de forskjellige typene finker han så, er sannsynligvis et eksempel på kryptisk variasjon på jobben.

Hvordan de skjulte endringene i DNA-et ditt som kan produsere nye sykdommer Lysende eksperiment: lysrør E. coli bakterie. KPWangkanont / Shutterstock

Det er umulig å observere denne forandringen hos dyr eller i naturen, gitt de tidsfrister som er involvert i flere generasjoner. Men forskere ved University of Zürich nylig brukt E. coli bakterier for å bevise viktigheten av denne variasjonen i evolusjon og tilpasning til nye miljøer.

I sine eksperimenter skapte de et kunstig miljø der bakterier som kunne produsere grønn fluorescens hadde en fordel i forhold til de som produserte gult. Forskerne viste at bakteriekolonier som inneholdt høyere nivåer av kryptisk variasjon, var i stand til å bytte raskere til fluoriserende grønt.

Dette var en bitteliten, ubetydelig forandring for bakteriene, men et veldig tydelig bevis på konseptet om at kryptisk variasjon kan hjelpe en art til å tilpasse seg raskere til miljøendring. Dette kan være veldig viktig for å forstå viktigheten av kryptisk variasjon i mer kritiske systemer som påvirker sykdomsresistens og mottakelighet.

Forskere ved universitetet i Würzburg har vist at nivået av kryptisk genetisk variasjon i Neisseria meningitidis, en bakterie som kan forårsake hjernehinnebetennelse, bidrar til hvor skadelig den resulterende sykdommen er. Dette høyere variasjonsnivået er bare en faktor når bakteriene kommer inn i blodomløpet, men har ingen innvirkning på deres normale miljø i menneskets hals.

En bedre forståelse av hvordan disse bakteriene endres når de er i blodet kan hjelpe oss å bekjempe sykdommer som hjernehinnebetennelse. Vi vil ha en bedre forståelse av hvordan symptomene oppstår og avgjørende kunne være i stand til å takle all antibiotikaresistens gjemt bort i bakteriens DNA.

Skjult potensiale

Vårt eget DNA har også havner høye nivåer av kryptisk variasjon. Potensialet for at kryptiske genetiske varianter gjemt bort i vårt DNA plutselig ikke blir så kryptiske takket være endringer i miljøet, er en alvorlig bekymring.

Selv om vi fremdeles ikke forstår de eksakte effektene av kryptisk variasjon, har flere endringer i DNA-et, som er arvet fra forfedrene, allerede blitt knyttet til økt risiko for sykdommer som f.eks. astma or kreft. For personer med disse endringene er det mer sannsynlig at eksponering for avgass fra bilen har effekt.

Imidlertid kan det også være løsninger så vel som problemer gjemt i DNA. Kan verden kryptisk genetisk variasjon gi oss og andre arter en sårt tiltrengt livline, mens verden varmer som et resultat av klimaendringer? Den økte evnen til å utvikle seg raskt og tilpasse seg, kan være alt som står mellom en art som overlever global oppvarming og utryddelse.Den Conversation

Om forfatteren

Michael J Porter, lektor i molekylær genetikk, University of Central Lancashire

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.


Anbefalte bøker: Helse

Fersk fruktrensingFresh Fruit Cleanse: Detox, miste vekt og gjenopprett din helse med Nature's Most Delicious Foods (Paperback) av Leanne Hall.
Miste vekt og føle deg levende sunn mens du tømmer kroppen din av giftstoffer. Fersk fruktrensing tilbyr alt du trenger for en enkel og kraftig detox, inkludert dag-til-dag-programmer, munnvannoppskrifter, og råd for overgang av renset.
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.

Trives matTrives Foods: 200 Plant-baserte oppskrifter for Peak Health [Paperback] av Brendan Brazier.
Bygg på den stressreduserende, helsestimulerende næringsfilosofien introdusert i hans anerkjente veganernæringsguide Thrive, profesjonell Ironman triatlete Brendan Brazier viser nå sin oppmerksomhet til middagsplaten (frokostskål og lunsjbrett også).
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.

Død etter medisin av Gary NullDeath by Medicine av Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio og Carolyn Dean
Det medisinske miljøet har blitt en labyrint av sammenlåsende bedrifts-, sykehus- og regjeringsstyrelser, infiltrert av narkotikaforetakene. De giftigste stoffene blir ofte godkjent først, mens mildere og mer naturlige alternativer blir ignorert av økonomiske årsaker. Det er død av medisin.
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.


enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}