S otvorenými pórmi, deštruktívne a úplne prestaví jeho genóm

Podľa nových údajov získaných v priebehu výskumného tímu z Princeton University, v prírode, tam je jedinečný jednobunkový organizmus, ktorý môže úplne zničiť a obnoviť ich genóm. Tak má neobvyklú schopnosť tvoriť Oxytricha trifallax, obývajúci v stojatých vodách.

Jediná bunka tela obsahuje DNA z takmer štvrť milióna báz, a všetky z nich sú vytvorené, pokiaľ ide o krytie. Genóm O. trifallax uložené vo forme izolovaných genetických jednotiek, a po párení sa nové kombinácie DNA z 225 tisícov drobných vlákien. To všetko nastane počas asi 60 hodín.

"schopnosť tela rozobrať a rýchla montáž vlastných génov je veľmi ťažké pre akúkoľvek formu života. A skutočnosť, že táto schopnosť má jeden z najjednoduchších organizmov na Zemi, len podčiarkuje skutočnú rozmanitosť života na našej planéte"- hovorí vedúci autor štúdie Laura Landweber (Laura Landweber), profesor ekológie a evolučnej biológie na Princetonskej univerzite.

Podľa vedcov tento organizmus - life príklad pokusu prejsť na zložitejšie evolučnej úroveň, zostávajúce jednobunkový. Existujú aj ďalšie príklady genómu reorganizácie v prírode, ale O. trifallax, rozhodne drží rekord zložitosťou vykonávanie tohto zamerania.

Z praktického hľadiska je O. trifallax je modelový organizmus. Jednobunkový môže slúžiť ako model pre pochopenie toho, ako chromozómov u vyšších organizmov, napríklad ľudí, "rozpadať" a ísť späť. Takýto mechanizmus by mohol uskutočniť v priebehu vývoja rakovinových nádorov. Avšak zatiaľ čo dynamika reorganizáciu chromozómov v nádorových bunkách môže byť nepredvídateľné a chaotické, O. trifallax ukazuje usporiadaná vzor rekonštrukcie chromozómov.

Jednobunkové organizmy O. trifallax obývajú rybníky na povrchu rias a možno prestavať ich genóm, ako mozaika (obr John Bracht, Americká univerzita Robert Hammersmith, Ball State University).

"Pokiaľ ide o ľudské telo, reorganizácie genómu je takmer vždy zlá vec, pretože striktné poradie výstavby bázových DNA je prerušené. Ale jednobunkový organizmus používa biologických mechanizmov, ktorých cieľom je sekvenovania chromozómy k výstavbe nového génu, ktorý nie je horší ako staré"- vysvetľuje Landweber, ktorý používa metódu sekvenovania, Pacific Biosciences, ktorá umožňuje "prečítať" dlhých jednotlivých molekúl.

Biológovia, ktorí nemali účasť v tejto štúdii, argumentujú, že práca Landweber a jej kolegovia ukazujú, že genetická informácia organizmu môžu podstúpiť významné zmeny pred tým, než bude skutočne použitá na vytvorenie živej bunky komponenty.

Okrem zložitosti ich genetickej manipulácie, O. trifallax má nasledujúce charakteristikou. Jedná sa o veľké veľkosti buniek, ktorá je asi 10 krát priemerná veľkosť ľudských bunkách. Tiež organizmus obsahuje dve jadrá namiesto jednej, a samy o sebe nemôžu regulovať jadra bunky vnútorných operácií, a zvyčajne obsahujú DNA a gény sú odovzdané na potomstvo pri prehrávaní.

O. trifallax jednotlivá bunka zostáva aktívny DNA počas jedného pracovného jadra a používa druhú skladovanie "archív" genetický materiál a preniesť ju na ďalšiu generáciu. Že genóm druhé jadro, tzv zárodočné reorganizácie podrobí následné vytvorenie nového pracovného jadra potomstvo.

"Je zaujímavé, že O. trifallax využíva párovanie proces len na výmenu genetickej informácie, ale nie pre vlastné reprodukciu. Pri sexe obidva organizmy zlúčené dohromady zdieľať polovicu svojej genetickej informácie. Každá bunka má za cieľ nahradiť starnúce gény a nové využitie pre materiál svojho partnera. Avšak, obe bunky vybudovať nové pracovné jadro potom s aktualizovanú sadou chromozómov. To je omladzuje a diverzifikovať genetického materiálu, čo je veľmi dobré pre budúcnosť tela"- hovorí Landweber v tlačovej správe.

Príslušníci druhu O. trifallax pária iba na výmenu genetickej informácie (foto Wikimedia Commons).

Počas tohto procesu, zmiešané génov v jadre zárodočnej línie zoradené formy a asi 225 tisícom malých DNA segmentov, z ktorých každý slúži k obnoveniu ich partneri omladenie chromozómy. Práca vedcov ukázali, že milióny nekódujúcej RNA molekuly z predchádzajúcej generácie na pomoc v tomto procese, značenie a triedenie segmenty DNA v správnom poradí.

"Nemenej pozoruhodné a veľmi zložitosť genómu. V O. trifallax DNA obsahuje asi 16000 aktívny chromozómy v jadre, zatiaľ čo ľudské bunky majú iba 46 chromozómov. Väčšina z chromozómov tela obsahujú iba jeden gén, ale aj tieto gény môžu zohrávať dôležitú úlohu v biologických procesoch. Každý gén bunky môže pozostávať z akejkoľvek kombinácie jednotlivých segmentov DNA v počte od jednej do 245"- Landweber hovorí, ktorého práca bola publikovaná v odbornom časopise Cell.

Výnimočné genetika O. trifallax jej umožňuje odkázať len zdravé veci. Z tohto dôvodu je telo je veľmi bežné na celom svete. Podľa vedcov, ľudské telo má veľa čo učiť od nich jednobunkový.

Je možné, že jedného dňa biológie a genetika bude chápať v tomto procese tak dobre, že ju použiť na vytvorenie jedinečného geneticky modifikovaných organizmov.