[bioslawek]

Dziedziczenie epigenetyczne u Archea!

Znaczniki epigenetyczne wpływają na ekspresję genów i dopiero od niedawna uczeni zaczynają rozumieć, jakie mechanizmy molekularne odpowiadają za te procesy. Naukowcy z University of Nebraska-Lincoln dowiedzieli się, że zmiany epigenetyczne działają w genomie prostego organizmu. Odkrycie opisano w renomowanym Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS). Mogą one pomóc w lepszym zrozumieniu wpływów epigenetycznych na nasz genom.

Źródło: https://www.labroots.com/trending/microbiology/13461/epigenetic-inheritance-revealed-archaea

Do tej pory mechanizmy epigenetyczne badano u wielokomórkowych organizmów eukariotycznych. Uczeni nie spodziewali się że działaja one u tak prostych komórek jak Archea. Za wikipedią : „Archeony, archeany (Archaea), archeowce, dawniej archebakterie lub archeobakterie (Archaebacteria) – drobne jednokomórkowce, pierwotnie bezjądrowe, zwykle ekstremofilne, tradycyjnie zaliczane z eubakteriami do prokariontów. „

Jak się okazało, to czynniki epigenetyczne, a nie mutacje umożliwiają tym mikroorganizmom przeżycie w bardzo zakwaszonym środowisku - powiedział Blum, profesor nauk biologicznych w stanie Nebraska. Uczeni prowadzili swoje obserwacje w Parku Narodowym Lassen – stamtąd pochodzi material badawczy. Przez kilka lat naukowcy poddawali te organizmy oddziaływaniu coraz większego stężenia kwasu. W efekcie wyewoluowały trzy odrębne szczepy, które są 178 razy bardziej odporne na działanie kwasów niż ich przodkowie z Yellowstone. Jeden z tych szczepów nie posiadał nowych mutacji w genach, nawet po tym, gdy stwierdzono że uzyskał odporność na wysokie stężenie kwasu. Inne szczepy miały mutacje genetyczne, ale tylko w genach, które nie mają nic wspólnego z tolerancją kwasu, co okazało się niezgodne z wcześniejszymi przewidywaniami!

Neodarwiniści uważają, że za postęp ewolucyjny odpowiadają korzystne mutacje, które jedynie są akceptowane przez dobór naturalny. Następnie korzystne cechy, powstałe w wyniuku ich powstawania mają dawać danym organizmom przewagę selekcyjną, bo takie pozostawiają najwięcej potomstwa, które w końcu wyeliminuje konkurencję. Ewolucja wywoływana czynnikami epigenetycznymi nie ma nic wspólnego z takimi zakładanymi procesami. Odpowiada za nią wyrafinowana maszyneria komórkowa. Neodarwinowska ewolucja, to z punktu widzenia samych darwinowców proces czysto losowy. Ewolucja wywołana przez czynniki epigenetyczne, to zmienność dostosowawcza polegająca na naturalnej biotechnologii komórkowej - jest to ewolucja kontrolowana. Proces, który mieści się w szeroko pojętym zakresie, który określamy: normą reakcji na środowisko.

Naukowcy/ darwiniści nie wspominają jednak o tym, że właśnie upadł ich kolejny mit. Wcześniej obserwowano wiele organizmów, które szybko uoodparniały się na różne substancje, lub przełączały swój metabolizm. Szkolnym przykładem jest eksperyment Lenskiego, którego darwiniści bezpodstawnie po dziś dzień używają, jako przykladu ewolucji neodarwinowskiej. TUTAJ jest więcej na ten temat: https://bioslawek.wordpress.com/2011/09/12/mnogie-mutacje-przeszkoda-dla-darwinizmu/ Darwiniści za to rozważają, czy mechanizmy epigenetycznie wyewoluowały niezaleznie u prokariotów i eukariotów, czy pochodzą od wspólnego przodka. Po pierwsze nie wyjaśnia to skąd się wzięły w ogóle, po drugie takie „wyjaśnianie” doprasza się wyjaśnienia zagadki, jakie konkretnie czynniki selekcyjne były odpowiedzialne za to, że jedna forma ewolucji (neodarwinowska) doprowadziła do wyewoluowania innej formy ewolucji dostosowujacej, sterowanej przez komórkę! :)

Nie jest to jedyny problem. Uczeni zastanawiają się jak niektóre mikroorganizmy posiadły zdolność nabywania odporności na atybiotyki, skoro jak powstawały nie było jeszcze antybiotyków na świecie. Przeciętnemu zjadaczowi chleba, który ma jakie takie pojęcie o biologii, nabywanie oporności na antybiotyki kojarzy się z mutacjami w takich genach, jak kodujące enzymy uczestniczące w replikacji DNA. Enzym traci wówczas powinowactwo do antybiotyku i replikacja DNA nie zostaje sparaliżowana w wyniku jego zatrucia antybiotykiem. Jednak za nabywanie odporności na antybiotyki odpowiada wiele innych, o wiele bardziej wyrafinowanych procesów molekularnych niż tylko mutacje w genach. Bakretie potrafią rekombinować swoje DNA, dzielić się nim z kompanami, lub wypompowywać antybiotyk z komórki: http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-29893c03-3f61-4f78-b6d2-8665db8d0da5

Wielu uczonych twierdzio, że mają w tym udział różne procesy w ramach normy reakcji na środowisko – które nie mają nic wspólnego z neodarwinowskimi. Więc, kiedy kolejnym razem ktoś ci powie, że antybiotykooporność jest dowodem na ewolucję, powiedz mu o tym! :)

http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/Antybiotyki/page/8/

„Pochodzenie genów antybiotykooporności

Wiele szczepów bakteryjnych niesie ze sobą pulę unikatowej informacji genetycznej, kodowanej w zwartych blokach DNA. Obecność analogicznych segmentów w genomach odległych filogenetycznie organizmów wskazuje na mobilność i możliwość ich przekazywania. Klastry genów oporności, bo o nich mowa, grupują determinanty różnego pochodzenia i są najczęściej obce dla bakteryjnego gospodarza. Źródłem genów, warunkujących antybiotykooporność są:

– producenci antybiotyków, u których geny te pełnią funkcje naturalnej samoobrony przeciwko wytwarzanej substancji;

– mutacje, zachodzące w genach metabolizmu podstawowego (ang. Housekeeping genes), w wyniku których dochodzi do przekształcenia mechanizmu biosyntezy czy rozkładu na mechanizm, warunkujący oporność;

– naturalne geny oporności, pochodzące od mikroorganizmów glebowych, które same produkują określony antybiotyk.

Geny kodujące oporność na antybiotyki odnaleziono na chromosomach, plazmidach, transpozonach, integronach oraz w tzw. kasetach genowych. Geny oporności, zlokalizowane na chromosomie, są rozprzestrzeniane na drodze podziału komórkowego, natomiast geny, zlokalizowane na ruchomych elementach genetycznych, są przekazywane albo podczas podziału komórkowego albo na drodze horyzontalnego transferu genów (HTG).”

https://www.nytimes.com/2011/09/01/science/01gene.html

https://kopalniawiedzy.pl/antybiotykoopornosc-lekoopornosc-wankomycyna-bakterie-plejstocen-Gerry-Wright-Hendrik-Poinar,13806

„Naukowcy z kanadyjskiego McMaster University wykazali, że lekooporność jest naturalnym zjawiskiem, które o wiele, wiele lat poprzedza zastosowanie antybiotyków w praktyce klinicznej. W artykule opublikowanym w Nature powołują się na przykład antybiotykooporności sprzed co najmniej 30 tys. lat.

Antybiotykooporność jest postrzegana jako współczesnym problem. Nie da się co prawda zaprzeczyć, że antybiotyki stają się obecnie mniej skuteczne w wyniku szerzącej się w szpitalach oporności, lecz nadal podstawowym pytaniem pozostaje: skąd zjawisko się wzięło? – przekonują Gerry Wright i Hendrik Poinar.

Po latach badania bakteryjnego DNA z gleby pochodzącej ze zmarzliny Jukonu sprzed 30 tys. lat akademikom udało się opracować skuteczną metodę ekstrahowania niewielkich fragmentów prehistorycznego kwasu nukleinowego. Poza DNA mamutów, koni, bizonów i różnych roślin, które występowały tylko tutaj w czasie ostatniego interglacjału w plejstocenie, zidentyfikowano geny antybiotykooporności.

Kanadyjczycy skupili się na rejonie związanym z opornością na wankomycynę. Problem ten pojawił się w latach 80. ubiegłego wieku i nadal nie został rozwiązany. Brian Golding z Wydziału Biologii tłumaczy, że nie mamy do czynienia ze współczesnymi zanieczyszczeniami. Gdy odtworzyliśmy produkt genu w laboratorium, a następnie oczyściliśmy białko, wykazaliśmy, że przed tysiącami lat działało ono tak samo i miało taką samą budowę jak teraz. Naukowcy z McMaster University z dumą podkreślają, że to drugi przypadek, kiedy w laboratorium udało się ożywić prehistoryczne białko.

Antybiotyki stanowią część naturalnej ekologii planety, dlatego kiedy sądzimy, że wynaleźliśmy lek, który nie będzie wywoływał oporności […], sami siebie oszukujemy. […] Mikroorganizmy opracowały sposób radzenia sobie z nimi, nim w ogóle wymyśliliśmy, jak je stosować. W dalszej kolejności akademicy chcą badać jeszcze starszą zmarzlinę (sprzed milionów lat), by dotrzeć do jak najwcześniejszych przykładów antybiotykooporności.”

Niedawno napisałem o innym rewelacyjnym odkryciu. Uczeni stwierdzili, że DNA plemników wielu organizmów, w tym człowieka, zachowuje znaczną część upakowania histonowego, co umożliwia dziedziczenie epigenetyczne z rodziców na potomków. W dodatkach można znaleźć namiary na przykłady szybkiej ewolucji dostosowawczej w ramach normy reakcji na środowisko. Opisano tam zjawiska podobne do eksperymentu Lenskiego i dotyczące organiozmów wielokomórkowych:

Informacja powstała w wyniku mechanizmów epigenetycznych u przodków może być przekazywana potomkom w plemnikach.

https://bioslawek.wordpress.com/2018/10/24/informacja-powstala-w-wyniku-mechanizmow-epigenetycznych-u-przodkow-moze-byc-przekazywana-potomkom-w-plemnikach/

Zobacz też:

Głowonogi edytują swoje RNA. Hipoteza zegara molekularnego nie sprawdza się w przypadku głowonogów!

https://bioslawek.wordpress.com/2018/11/10/glowonogi-edytuja-swoje-rna-hipoteza-zegara-molekularnego-nie-sprawdza-sie-w-przypadku-glowonogow/

O stworzeniach, które wystąpiły przeciwko ewolucyjnemu Prawu Dollo – wsteczna ewolucja, czy mechanizm w ramach normy reakcji na środowisko?

https://bioslawek.wordpress.com/2012/10/17/o-stworzeniach-ktore-wystapily-przeciwko-ewolucyjnemu-prawu-dollo/

O tym jak profesor biologii Paweł Golik równocześnie podważał i bronił hipotezy samolubnego genu! – Na dzień dzisiejszy na rynku idei naukowych nie ma żadnej spójnej teorii opisującej ewolucję chemiczną wiodąca do powstania pierwszej żywej komórki (abiogenezy) ani teorii ewolucji biologicznej – według przewidywań profesora Pawła Golika taka zostanie sformułowana dopiero za jakieś 10, 20, 30, lub 40 lat.

https://bioslawek.wordpress.com/2018/10/22/o-tym-jak-profesor-biologii-pawel-golik-rownoczesnie-podwazal-i-bronil-hipotezy-samolubnego-genu-%cd%a1-%cd%9c%ca%96/

#nauka #biologia #odkrycia #ciekawostki #epigenetyka #mikrobiologia

[bioslawek]

@bioslawek:

https://pl.wikipedia.org/wiki/Archeony#R%C3%B3%C5%BCnice_mi%C4%99dzy_archeonami_a_eubakteriami

Archeony są stosunkowo słabo zbadane, między innymi ze względu na trudności w hodowli i obserwacji, opisywane często w kontekście różnic względem eubakterii. Główne z tych różnic to odmienna budowa ściany komórkowej (a konkretnie brak mureiny) oraz obecność eterów, rozgałęzionych nienasyconych kwasów tłuszczowych i glicerolu przy jednoczesnym braku fosfolipidów w błonie komórkowej. Te etery, przebiegające zwykle przez obie warstwy błony, powodują, że jest ona częściowo jednowarstwowa. Ściana komórkowa nie zawiera

[bioslawek]

W organiźmie, w ktorym istnieją mechanizmy epigenetyczne, tam musi istnieć jakaś forma upakowania histonowego. Istnieje istotna różnica między bakteriami a archeonami, jeśli chodzi o organizację materiału genetycznego. U archeonów DNA jest upakowany w nić nukleosomów, której rdzeń tworzą białka histonowe. Ponadto materiał genetyczny archebakterii jest nieciągły, to znaczy przedzielony intronami.

https://phys.org/news/2017-08-dna-archaea.html

Archeony owijają swoje DNA (żółty kolor) wokół białek zwanych histonami (kolor czerwony). Owinięta struktura wykazuje pewne, powierzchowne podobieństwo do eukariotycznego nukleosomu.