ԳԻՏՈՒԹՅՈՒՆ և ԲԱՆԱԿԱՆ ՆԱԽԱԳԻԾ

Posts tagged “ԴՆԹ

Ո՛Չ: ՀԱՅ ԿԵՆՍԱԲԱՆՆԵՐԸ ՉԵՆ ՀԱՍԿԱՑԵԼ ԲՋՋԻ ԻՐԱԿԱՆ ԲԱՐԴՈՒԹՅՈՒՆԸ: ԻՆԺԵՆԵՐԱԿԱՆ ՄԱՐՏԱՀՐԱՎԵՐ ԿԵՆՍԱԲԱՆՆԵՐԻՆ

  ՀՀ ԳԱԱ Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտ, կրտսեր գիտաշխատող Հովակիմ Զաքարյանն ինձ հետ ֆեյսբուկյան մեկնաբանություններում հեգնանքով մեկնաբանում է. “Մեքենայի շարժիչի և մարդածին այլ բարդ մեխանիզմների հետ համեմատություններով փորձում են ցույց տալ, որ տեսեք թե նման բարդ մոլեկուլների/համակարգերի համար էլ բանական միտք է անհրաժեշտ” և ավելացնում. “նման հեքիաթները ուրիշներին պատմիր”:

Screenshot_7

  Իսկապես,   մարդածին  բարդ մեխանիզմները անհամեմատելի են շատ ավելի կատարյալ ինժեներական լուծումներով հագեցած մոլեկուլյար մեքենաների հետ: Մոլելուլյար մեքենաներ, որոնց կատարյալ կառուցվածքը և աշխատանքը նույնիսկ ժամանակակից նանոտեխնոլոգիայի առկայության պայմաններում անգերազանցելի ինժեներական գլուխգործոցներ են իրենց պտտման արագությամբ և կատարած աշխատանքի արդյունավետությամբ: Մոլեկուլային մեքենաների կողքին մարդածին “բարդ” մեխանիզմները` շարժիչները և մեքենաները թվում են շատ պարզունակ, ինչպես օրինակ  քարե դարի գործիքները ի համեմատություն ժամանակակից  գործիքների:   The Annual Review of Biomedical Engineering  գիտական ամսագրում ասվում է.    “Մոլեկուլյար մենքենաները գլխավորապես ավելի արդյունավետ են, քան նրանց մեծամաշտաբ նմանօրինակները”:

Բակտերիայի մոլեկուլյար շարժիչ արագությունը` 18000 պտ/րոպեում ՕԳԳ-100%

Բակտերիայի մոլեկուլյար շարժիչ
արագությունը` 18000 պտ/րոպեում
ՕԳԳ-100%

Ըստ էության, հայ կենսաբանները շատ հեռու են հասկանալու բջջի և նրանում գործող մոլեկուլյար մեքենաների իրական բարդությունը և դա այն պատճառով, որ նրանց մոտ բացակայում է   ինժեներական մտածողությունը, որն թույլ կտար զանազանելու ինժեներական նախագծված կառուցվածքները:

եթե որևէ կենսաբանի հարցնեք, թե բջիջը ինչից է կազմված, ապա նա անմիջապես կպատասխանի “Բջիջն կազմված է ցիտոպլազմայից, բջջակորիզից, բջջաթաղանթից…և այլն”: Սակայն,  արդյո՞ք այս տերմինները ինչպիսին են “ցիտոպլազմա” ամբողջովին նկարագրում են այն ինչ իրենից ներկայացնում է բջիջը: Գուցե՞  այս տերմինալոգիայի պատճառով է, որ կենսաբանները շատ աղոտ պատկերացում ունեն բջջի և նրանում գործող նանոմեքենաների մասին: Համալսարանում կենսաբանը “Ցիտո+պլազմա” բառի տակ երբեք չի կարող հասկանալ, որ “Բջիջը մի “գործարան”  է, որն  հագեցած է առաջատար  նանոտեխնոլոգիական մեքենանեներով  (շատ ավելի առաջատար և զարգացած, քան մարդկային որևէ  ինժեներական տեխնոլոգիա), որոնք արտադրվում և ղեկավարվում են ծածկագրված բազմաշերտ թվային ինֆորմացիայի միջոցով: Այդ նանոմեքենաները  ապահովում են բջջի կենսագործունեությունը և ինքնավերարտադրությունը“:

(ավելին …)

Advertisements

ԿԵՆՍԱՔԻՄԻԱԿԱՆ ՄԱՐՏԱՀՐԱՎԵՐ ԿՅԱՆՔԻ ԾԱԳՄԱՆ “ՌՆԹ ԱՇԽԱՐՀ” ՏԵՍՈՒԹՅԱՆԸ

   1980-ականներին հետազոտողներն 1982թ. Թոմաս Չեկը հայտնաբերեց, որ մի շարք ՌՆԹ-ներ ունեն կատալիտիկ ակտիվություն: Այսպիսով 1986թ.-ին առաջ եկավ <<ՌՆԹ Աշխարհ>> տեսությունը, ըստ որի ՌՆԹ-ն եղել է առաջին ինքնավերարտադրվող մոլեկուլը: Ենթադրվում էր, թե ժամանակի ընթացքում ՌՆԹ-ի մոլեկուլները սովորել են բջջաթաղանթներ կազմել և, ի վերջո ՌՆԹ օրգանիզմը առաջ է բերել ԴՆԹ-ին:Սակայն ավելի ուշ պարզվեց, որ այն պայմաներում, որոնք կարող էին գոյություն ունենալ երկրի վրա կյանքի ծագման ժամանակ ՌՆԹ-ի սինթեզը խիստ դժվարությամբ կարող էր տեղի ունենալ; Ավելին, պարզվեց, որ ՌՆԹ-ն պարզպես ունակ չէ վերարտադրման, ինչպես կարծում էին սկզբում:

Այժմ դիտարկեմ 3 մարտահրավերները, որոնք փլուզում են կյանքի ծագման “ՌՆԹ աշխարհ” տեսությունը

(ավելին …)


ԿՅԱՆՔԻ ԾԱԳՄԱՆ “ՌՆԹ-ԱՇԽԱՐՀ” ՏԵՍՈՒԹՅՈՒՆԸ ՀԵՐՔՎԵԼ Է

    Երկրի վրա կյանքի առաջացման խնդիրը անխուսափլիորեն առնչվում է գենետիկ ինֆորմացիայի պատճենավորման խնդրի հետ: Մոլեկուլային “պատճենահանող մեքենաների” ծագման մասին վեճերը չեն դադարում կենսաբանների միջև:

  Սպիտակուցները իրենցից ներկայացնում են խիստ որոշակի ամենինաթթունների հաջորդականություն և այդ հաջորդականության մասին ինֆորմացիան գտնվում է ԴՆԹ-ում, հետևաբար սպիտակուցները չեն կարող առաջանալ առանց ԴՆԹ-ի, սակայն ԴՆԹ-ի առաջացման համար անհրաժեշտ է սպիտակուցների և ՌՆԹ-ի մասնակցությունը, ստացվում է փակ շրջան, որն նման է “հավի և ձվի” երկընտրանքին` առաջինը առաջացել սպիտակուցը թե՞ ԴՆԹ-ն: երբ 1982թ. Թոմաս Չեկը հայտնաբերեց, որ մի շարք ՌՆԹ-ներ ունեն կատալիտիկ ակտիվություն, իսկ այդ ակտիվությամբ օժտված ՌՆԹ-ները անվանվեցին Ռիբոզիմներ թվաց թե Ռիբոզիմները պատասխանում են “հավ կամ ձու” խնդրին և այդ փակ շջանից դուրս գալու նպատակով 1986թ-ին Nature ամսագրում` ( Origin of life: The RNA world ), առաջին անգամ առաջարկվեց ՌՆԹ-աշխարհ տեսությունը, որն վերջին 25 տարվա ընթացքում մեծ աջակցություն ստացավ բազմաթիվ գիտնականնների կողմից: Ըստ ՌՆԹ-աշխարհ տեսության մոլեկուլյար էվոլյուցիայի առաջին փուլերում հիմանական դեր էին խաղում ոչ թե սպիտակուցները, այլ ՌՆԹ-ն, որն ենթադրվում էր, որ եղել է առաջին ինքնավերարտադրվող մոլեկուլը, իսկ սպիտակուցները և ԴՆԹ-ն առաջացել են ավելի ուշ:

Պրոֆեսոր Գուստավո Կաետանո-Անոլլես (Gustavo Caetano-Anollés)

 Ամենահզոր հակափաստարկը ընդդեմ այս տեսության առաջակել են ԱՄՆ-ի Իլինոիս նահանգի  հետազոտողները PLoS ONE-ում հրատարակված աշխատությամն մեջ`   Harish A, Caetano-Anollés G (March 12,  2012) “Ribosomal History Reveals Origins of Modern Protein Synthesis ”. PLoS ONE   PLoS ONE 7(3)

 Նոր հետզաոտության ղեկավար  (University of Illinois crop sciences) և (Institute for Genomic Biology)   Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսը (Gustavo Caetano-Anollés)    և նրա ասպիրանտ  Աջիդ Հարիշը (Ajith Harish) ռիբոսոմային սպիտակուցները և ռիբոսոմային ՌՆԹ-նենթարկելովմոլեկուլյար անալիզի, ինչպես նաև  վերլուծելով  ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի թերմոդինամիկ  հատկությունները, որի հիման վրա և կազմվել է գրաֆիկներ, որոնք ներկայացնում են ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի և սպիտակուցների էվոլյուցիան: արդյունքում պարզվել է, որ սպիտակուցները իրենց հնությամբ չեն զիճում ՌՆԹ-ին:

 Այս նոր բացահայտումը մարտահրավեր է նետում ՌՆԹ-աշխարհ տեսությանը: ես համոզված եմ, որ ՌՆԹ-աշխարհ տեսությունը ճիշտ  չէ”-ասում է  Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսը հավելելով. “Նուկլեինաթթունների աշխարհը չէր կարող գոյություն ունենալ եթե կապված չլիներ սպիտակուցներին”

ՌՆԹ-ի  (ձախից) և սպիտակուցների (աջից ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի հետ միասին) էվոլյուցիան


ՌՆԹ-ի (ձախից) և սպիտակուցների (աջից ռիբոսոմային ՌՆԹ-ի հետ միասին) էվոլյուցիան

 Սպիտակուցների սինթեզը իրականացվում է ռիբոսոմների միջոցով, որոնք կազմված են ՌՆԹ-ի մի քանի մոլեկուլներից, որոնց հետ կապված են մինչև 80 սպիտակուցային մոլեկուլներ: “ՌՆԹ-ն չի կարող իրականացնել սպիտակուցների սինթեզի մոլեկուլյար ֆունկցիան, որն անհրաժեշտ է  բջջի համար”-ասում է Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսը  (Caetano-Anollés): Ըստ Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսի  ՌՆԹ աշխարհի կողմնակիցները  ռիբոսոմի էվոլյուցիոն ծագման մասին ենթադրություն են անում առանց պատշաճ գիտական աջակցության: 

 Ըստ  Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսի “սա խստորեն առաջարկում է այն միտքը, որ սպիտակուցները առաջացել են ավելի վաղ քան ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն ներգրավել էր օգնելու նրանց կազմավորման համար, նաև այն, որ մինչ Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն  դեր է խաղացել   սպիտակուցնի սինթեզի գործում, նրանք նաև ներգրաված էին այլ առաջադրանքներ կատարելու մեջ”

 “Սա գլուխկոտրուկի հիմնական մասն է”-ասում է Պրոֆեսոր Կաետանո-Անոլլեսի  հավելելով, որ “Եթե ռիբոսոմային սպիտակուցների և ՌՆԹ-ի էվոլյուցիոն զարգացումը, ինչպես նաև նրանց միջև փոխազդեցությունը ընթանար աստիճանաբար, քայլ առ քայլ, ապա ռիբոսոմը չի կարող լինել ՌՆԹ աշխարհի արտադրանք: Փոխարենը այն պետք է ռիբոնուկլեինասպիտակուցային աշխարհի արտադրանք լինի: Ըստ էության բջջային մեքենանների կառույցի հիմնական մասերը միշտ նույն են եղել կյանքի սկզբից մինչև ներկան`դա զարգացող և փոխազդող սպիտակուցներ և ՌՆԹ մոլեկուլներ են”

(ավելին …)


1%-Ի ՄԻՖԸ: ՄԱՐԴՈՒ և ՇԻՄՊԱՆԶԵԻ Y ՔՐՈՄՈՍՈՄՆԵՐԸ ՏԱՐԲԵՐՎՈՒՄ ԵՆ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔՈՎ և ԳԵՆԱՅԻՆ ՊԱՐՈՒՆԱԿՈՒԹՅԱՄԲ

Մեր օրերում ավելի տարածված է մարդու և շիմպանզեի միջև 98–99% գենետիկ նմանության միֆը: Այս կեղծ պնդումը տարածվեց սկսած 1975թ-ից երբ «Science» ամսագրում ԱՄՆ-ի կալիֆորնիայի համալսարանից  Ալլան Ուիլսոնը տպագրեց իր աշխատությունը, որտեղ նշվում էր, որ մարդու և շիմպանզեն գենետիկորեն նույնական են 99%-ով: Սակայն Ալլան Ուիլսոնը իր հոդվածում նշել էր, որ 1% տարբերությունը ոչ ողջ պատմությունը չէ: Նա կանխատեսել էր, որ գեներից դուրս պետք է լինի խորը տարբերություն: “Մարդու և շիմպանզեն նման են, սակայն ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ նրանք նման չեն, ինչպես շատերը հակված են հավատալու”-ասում է Ջոն Կոհենը 2007թ.  Science  ամսագրում :1   ( Relative Differences: The Myth of 1% )

2002թ.-ին ԱՄՆ-ի Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտից Ռոյ Բրիտտենը  հրապարակեց մարդու և շիմպանզեի գենոմների համեմատական ուսումնասիրության արդյունքները, որտեղ նա ցույց տվեց, որ հաշվի առնելով “insertion և deletion”-ները մարդու և շիմպանզեի գենետիկ տարբերությունը կազմում է 5% :2

2002թ. Սեպտեմբերի 23-ի New Scientist ամսագրի համարում ( Human-chimp DNA difference trebled ) ասվում է.  “Մարդու և Շիմպանզեի միջև գենետիկ տարբերությունը եռապատկվել է” վերնագրված հոդվածում ասվում է “Ըստ մարդու և Շիմպանզեի ԴՆԹ-ի նոր համեմատական ուսումնասիրման:Երկար ժամանակ այն կարծիքն էր պահպանվում, որ մարդկիկ  և Շիմպանզեն գենետիկորեն նույնական են 98.5: Այժմ պարզվեց, որ այդ պնդումը սխալ էր: Իրականում, մենք կիսում ենք միայն 95%  գենետիկ կառուցվածի, այսպիսով մեր և շիմպանզեի միջև տարբերությունը 3 անգամ ավելին է, քան ենթադրվում էր…արդյունքները հիմնված են 3 միլիարդ ԴՆԹ հիմքերից մոտ մեկ միլիոն ԴՆԹ-ի հիմքերի վրա ” :3

                                                                                                                                                                                                                                                                                           Նույնիսկ այս 5% տարբերությունը իրենց ներկայացնում  է 150 միլիոն զույգ նուկլեոտիդների տարբերությունը, որն մոտավորապես համապատասխանում է 15 միլիոն բառի կամ 50 մեծ գրքերի մեջ պարունակվող ինֆորմացիայի տարբերության

 2006թ.ին մեթյու Հանը իր կոլեգաների հետ ցույց տվեց, որ “insertion և deletion”-ները մարդու և շիմպանզեի գենոմի տարբերությունը էլ ավելի են ավելացնում, քան որոշել էր Ռոյ Բրիտտենը, այն է` 6.4 % (1418 գեն 22000-ից) :4

  Այժմ 6.4% տարբերությունը իրենց ներկայացնում  է 192 միլիոն զույգ նուկլեոտիդների տարբերությունը:

2003թ.ին մարդու և շիմպանզեի տրված  ԴՆԹ-ի  տեղամասում 1,870,955  զույգ հիմքերի համեմատության արդյունքում (   Comparative sequencing of human and chimpanzee MHC class I regions unveils insertions/deletions as the major path to genomic divergence ) հայտնաբերել են ավելի քան 13,3% տարբերություն; Այսինքն Մարդու և Շիմպանզեի գենետիկ նմանաությունը կազմեց 86.7% :5

2010թ.-ի հունվարի 28-ին Nature ամսագրում հետևյալ վերնագրով `<<Մարդու և շիմպանզեի Y քրոմոսոմներերը նշանակալիորեն տարբերվում են կառուցվածքով և գենային պարունակությամբ >> տպագրված աշխատությունում   ներկայացված վերջին հետազոտթյամբ գիտնականները համեմատել են Մարդու Y քրոմոսոմը շիմպանզեի (Pan troglodytes) Y քրոմոսոմի հետ և հայտնաբերել են, որ նրանք “ահավոր կերպով տարբերվում են իրարից” Մարդու և շիմպանզեի Y քրոմոսոմների միջև տարբերությունը կազմում է ավելի քան 30%-ով :6

 ԱՄՆ-ի ֆլորիդա համալսարանի հետազոտող-գենետիկ Ռիչարդ Բուգսը (Dr Richard Buggs is a research geneticist at the University of Florida) ասում է.<<Երբ մենք հայտնաբերում ենք, որ   մարդկային գենոմի 3 միլիարդ “տառերից” միայն 2.4 միլիարդ “տառերն” են համընկնում շիմպանզեի գենոմի հետ, այն է 76%-ով: Որոշ գիտնականներ պնդում են, որ մարդկային գենոմի 24%-ը որն չի համընկնում շիմպանզեի գենոմի հետ անօգուտ է` “խարամ ԴՆԹ”; Սակայն ինչպես այժմ թվում է այս ԴՆԹ-ն կարող է պարունակել ավելի քան 600 ծածկագրող-սպիտակուց գեներ, ինչպես նաև ՌՆԹ մոլեկուլի համար ֆունկցիոնալ կոդ: եթե ուշադիր դիտարկենք շիմպանզեին ինչպես մարդկային գենոմի 76%, ապա մենք գտնում ենք, որ որպեսզի կատարենք ճիշտ հավասարեցում, մենք հաճախ պետք է հաճախ ներարռենք արհեստական բացատներ կամ մարդկային գենոմի կամ շիմպանզեի գենոմի մեջ: Այս բացատները առաջացնում են այլ 3% տարբերություն; Այսպիսով այժմ ունենք 73% նմանություն երկու գեների միջև: Ճշգրիտ հավասրեցման դեպքում այժմ մենք գտնում ենք տարբերության մեկ այլ ձև, որտեղ մեկ “տառը” տարբեր է մարդու և շիմպանզեի գենոմի միջև: Սա առաջացնում է մեկ այլ 1.23% տարբերություն երկու գենոմների միջև: Այսպիսով, տարբերությունը այժմ մոտ 72% է: Այժմ մենք գտնում ենք տեղեր, որտեղ մարդկային գենոմի երկու մասերը համընկնում են շիմպանզեի գենոմի միայն մի մասին կամ շիմպանզեի գենոմի երկու մասերը համընկնում են մարդկային գենոմի միայն մեկ մասին: Այս տարբերությունները առաջացնում են ևս 2.7% տարբերության երկու տեսակների միջև հետևաբար գենոմի ամբողջական նմանությունը կարող է ցածր լինել 70%-ից>>  :7

This figure shows how human, chimpanzee and gorilla genomes differ more than thought. In this example, we can see the extreme case of a duplication that has expanded (has increased its number of copies) in the chimpanzee and gorilla genomes, while remaining stable in the human genome, where it is represented by a single copy. The green arrows and the circle mark the position of the ancestral copy. The red arrows show where the new copies created in the chimpanzee and gorilla genomes are located.

<<Կարող են հետազոտողները համախմբել բոլոր այն ինչ հայտնի է և որոշել մարդու և շիմպանզեի միջև եղած տարբերության ճշգրիտ տոկոսը “ես չեմ կարծում, որ կա որևէ մի հնարավորություն հաշվարկել որևէ թիվ”-ասում է գենետիկ Svante Pääbo>>:8

 ԱՄՆ-ի Ջորջիայի  տեխնոլոգիական ինստիտուտից պրոֆեսոր Ջորջ Մակդոնալդը  JUNK DNA” DEFINES DIFFERENCES BETWEEN HUMANS AND CHIMPS  ասում է. <<Մեր արդյունքները ընդհանուր առմամբ համապատասխանում են այն մտքին, որ մորֆոլոգիական և վարքագծային տարբերությունները մարդկանց և շիմպանզեների միջև ավելի շուտ պայմանավորված են գերազանցապես գեների կարգավորումների տարբերություններով, քան գեների հաջորդականություններով>> :9

Այնուամենայնիվ,  Գենետիկ նույնականությունը արդյո՞ք նշանակում է որևէ ազգակցական կապ Շիմպանզեի և մարդու միջև: 1999թ.-ի New Scientist մայիսի 15-ի համարում The Greatest Apes ասվում է. <<Մարդու ԴՆԹ-ի և nematode filumuna որդի ԴՆԹ-ի համեմատությունը հանգեցրել է այն եզրակացության, որ նրանք նույնական են 75%-ով>> :10  իհարկե  մարդու և nematode filumuna որդի 75% գենետիկ նույնականությունը չի նշանակում թե մարդիկ որևէ ազգակցական կապ են ունեցել

Ինչպես ցույց են տվել հետազոտությունները մարդկային FOXP2 գենը (մեծ դեր է խաղում մարդու խոսելու ունակության ապահովելու համար): Շիմպանզեների  մոտ FOXP2 ընդհանրապես խոսակացական չի հանդիսանում, այլ կատարում է այլ ֆունկցիա :11   

  (ավելին …)