Εγωιστικό DNA
Ο όρος "εγωιστικό DNA" αναφέρεται σε αλληλουχίες DNA που έχουν δύο διαφορετικές ιδιότητες:
- η αλληλουχία DNA εξαπλώνεται σχηματίζοντας πρόσθετα αντίγραφά της εντός του γονιδιώματος- και
- δεν συμβάλλει συγκεκριμένα στην αναπαραγωγική επιτυχία του οργανισμού-ξενιστή. (Μπορεί να έχει ή να μην έχει σημαντικές αρνητικές επιπτώσεις.)
Το 1976, στο βιβλίο του Το εγωιστικό γονίδιο, ο Richard Dawkins πρότεινε την ιδέα του εγωιστικού DNA όταν ανακαλύφθηκε το μη κωδικοποιούμενο DNA στα ευκαρυωτικά γονιδιώματα. Το 1980, δύο άρθρα στο περιοδικό Nature διεύρυναν και συζήτησαν την έννοια. Σύμφωνα με ένα από αυτά τα άρθρα:
Η θεωρία της φυσικής επιλογής, στη γενικότερη διατύπωσή της, ασχολείται με τον ανταγωνισμό μεταξύ αντιγραφόμενων οντοτήτων. Δείχνει ότι, σε έναν τέτοιο ανταγωνισμό, οι πιο αποτελεσματικοί αντιγραφείς αυξάνονται σε αριθμό εις βάρος των λιγότερο αποτελεσματικών ανταγωνιστών τους. Μετά από αρκετό χρονικό διάστημα, επιβιώνουν μόνο οι πιο αποτελεσματικοί αντιγραφείς.
- L.E. Orgel & F.H.C. Crick, Εγωιστικό DNA: το απόλυτο παράσιτο.
Το φυσιολογικό γενετικά λειτουργικό DNA θα μπορούσε να θεωρηθεί ως "αντιγραφόμενες οντότητες" που επιφέρουν την αντιγραφή τους χειραγωγώντας το κύτταρο που ελέγχουν. Αντίθετα, οι μονάδες εγωιστικού DNA μπορούν να εκμεταλλεύονται τους υπάρχοντες μηχανισμούς του κυττάρου και να πολλαπλασιάζονται χωρίς να επηρεάζουν τη φυσική κατάσταση του οργανισμού από άλλες απόψεις.
Δεν υπάρχει σαφές όριο μεταξύ των εννοιών του εγωιστικού DNA και του γενετικά λειτουργικού DNA. Συχνά είναι επίσης δύσκολο να δούμε αν μια μονάδα μη κωδικοποιημένου DNA είναι λειτουργικά σημαντική ή όχι- ή αν είναι σημαντική, με ποιον τρόπο. Επιπλέον, δεν είναι πάντα εύκολο να γίνει διάκριση μεταξύ ορισμένων περιπτώσεων εγωιστικού DNA και ορισμένων τύπων ιών.
Ιστορία της ιδέας
Η ιδέα ότι ορισμένα γενετικά στοιχεία μπορεί να μην είναι χρήσιμα για τον οργανισμό δεν είναι καινούργια. Το 1928, ένας Ρώσος γενετιστής ανέφερε ένα χρωμόσωμα Χ στη Drosophila obscura. Ισχυρίστηκε ότι η προκύπτουσα μεροληπτική αναλογία φύλου των θηλυκών θα μπορούσε να οδηγήσει έναν πληθυσμό στην εξαφάνιση.
Το 1941 διατυπώθηκε για πρώτη φορά η άποψη ότι μπορεί να υπάρχει σύγκρουση μεταξύ των φυσιολογικά κληρονομούμενων πυρηνικών γονιδίων και από τους δύο γονείς και των μιτοχονδριακών γονιδίων από τον ένα γονέα (τη γυναίκα). Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε κυτταροπλασματική αρσενική στειρότητα στα φυτά.
Περίπου την ίδια εποχή, αναφέρθηκαν διάφορα άλλα παραδείγματα εγωιστικών γενετικών στοιχείων. Για παράδειγμα, ένας γενετιστής αραβοσίτου περιέγραψε πώς τα χρωμοσωμικά κομβία οδηγούσαν σε θηλυκή μαιωτική ορμή στον αραβόσιτο. Μειωτική ορμή είναι όταν ένα αντίγραφο ενός γονιδίου μεταβιβάζεται στους απογόνους περισσότερο από το αναμενόμενο 50% των περιπτώσεων.
Ο Σουηδός βοτανολόγος και κυτταρογενετιστής Gunnar Östergren σημείωσε το 1945 πώς τα χρωμοσώματα μπορούν να εξαπλωθούν σε έναν πληθυσμό λόγω της "παρασιτικής" τους φύσης. Συζητώντας για τα χρωμοσώματα Β στα φυτά έγραψε: "Σε πολλές περιπτώσεις αυτά τα χρωμοσώματα δεν έχουν καθόλου χρήσιμη λειτουργία για το είδος που τα φέρει, αλλά ότι συχνά ζουν αποκλειστικά παρασιτικά ... [τα χρωμοσώματα Β] δεν χρειάζεται να είναι χρήσιμα για τα φυτά. Χρειάζεται να είναι χρήσιμα μόνο για τα ίδια". - Gunnar Östergren.
Στη συνέχεια, στις αρχές της δεκαετίας του 1950, η Barbara McClintock δημοσίευσε μια σειρά άρθρων που περιέγραφαν την ύπαρξη "μεταθετών στοιχείων". Αυτά είναι από τα πιο επιτυχημένα εγωιστικά γενετικά στοιχεία. Η ανακάλυψη των μεταθετών στοιχείων οδήγησε στην απονομή του βραβείου Νόμπελ Ιατρικής ή Φυσιολογίας το 1983.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι το "Selfish DNA";
A: Ο όρος "εγωιστικό DNA" αναφέρεται σε αλληλουχίες DNA που έχουν δύο ιδιότητες: την ικανότητα να εξαπλώνονται σχηματίζοντας περισσότερα αντίγραφα του εαυτού τους στο γονιδίωμα και να μην βοηθούν την αναπαραγωγική επιτυχία του οργανισμού-ξενιστή τους.
Ερ: Ποιος πρότεινε πρώτος την ιδέα του εγωιστικού DNA;
Α: Ο Ρίτσαρντ Ντόκινς πρότεινε για πρώτη φορά την ιδέα του εγωιστικού DNA στο βιβλίο του The Selfish Gene (Το εγωιστικό γονίδιο) το 1976.
Ερ: Πώς οι Orgel και Crick επέκτειναν αυτή την ιδέα;
Α: Οι Orgel και Crick επέκτειναν αυτή την ιδέα σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Nature το 1980, όπου συζητούσαν πώς λειτουργεί η φυσική επιλογή με τις αντιγραφόμενες οντότητες που ανταγωνίζονται η μία την άλλη. Υποστήριξαν ότι οι πιο αποτελεσματικοί αντιγραφείς θα αυξηθούν σε βάρος των λιγότερο αποτελεσματικών ανταγωνιστών με την πάροδο του χρόνου.
Ερ: Πώς αντιγράφεται το φυσιολογικό γενετικά λειτουργικό DNA;
Α: Το φυσιολογικό γενετικά λειτουργικό DNA αναπαράγεται χειραγωγώντας το κύτταρο που ελέγχει.
Ερ: Ποιες είναι ορισμένες ομοιότητες μεταξύ του εγωιστικού DNA και των ιών;
Α: Μπορεί να είναι δύσκολο να γίνει διάκριση μεταξύ ορισμένων περιπτώσεων εγωιστικού DNA και ορισμένων τύπων ιών λόγω των κοινών χαρακτηριστικών τους, όπως η ικανότητά τους να εκμεταλλεύονται τους υπάρχοντες μηχανισμούς σε ένα κύτταρο για να πολλαπλασιάζονται χωρίς να επηρεάζουν την ικανότητά του.
Ερ: Υπάρχει σαφές όριο μεταξύ του εγωιστικού DNA και του γενετικά λειτουργικού DNA;
Α: Όχι, δεν υπάρχει σαφές όριο μεταξύ αυτών των δύο εννοιών, δεδομένου ότι μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί αν μια μονάδα μη κωδικοποιητικού DNA είναι λειτουργικά σημαντική ή όχι, ή αν είναι σημαντική, με ποιον τρόπο επηρεάζει την καταλληλότητα ενός οργανισμού.
Ερ: Τι ανακαλύφθηκε όταν μελετήθηκαν τα μη κωδικοποιητικά DNA;
Α: Όταν μελετήθηκαν τα μη κωδικοποιητικά DNA, ανακαλύφθηκε ότι είχαν δύο ιδιότητες - μπορούσαν να εξαπλωθούν σχηματίζοντας περισσότερα αντίγραφα του εαυτού τους μέσα σε ένα γονιδίωμα, αλλά δεν βοηθούσαν στην αναπαραγωγική επιτυχία ενός οργανισμού.
