چگونه بسیاری از ژنها برای ایجاد یک فرد نیاز دارند؟

چگونه بسیاری از ژنها برای ایجاد یک فرد نیاز دارند؟بلوک های ساختمان ساده از عصب ها با هم پیچیدگی عظیم را ایجاد می کنند. UCI Research / اردی رحمان، CC BY-NC

ما انسانها دوست داریم که خودمان را در قیاس با سایر موجودات زنده در سیاره ما مقایسه کنیم. زندگی بیش از سه میلیارد سال از موجودات ساده تک سلولی تا گیاهان چندتایی و حیواناتی که در همه شکل ها و اندازه ها و توانایی ها وجود دارد، تکامل یافته است. علاوه بر افزایش پیچیدگی اکولوژیکی، طی تاریخ زندگی ما نیز شاهد تحول هوش، جوامع پیچیده و اختراعات تکنولوژیک هستیم، تا زمانی که امروز ما در سراسر جهان در حال پرواز در ایستگاه های 35,000 در مورد فیلم در پرواز پرواز می کنیم.

طبیعی است که تاریخ زندگی را به عنوان پیشرفت در نظر بگیریم از ساده به پیچیده، و انتظار می رود این در افزایش تعداد ژن ها منعکس شود. ما خودمان را با عقل برتر و سلطه جهانی رهبری می کنیم؛ انتظار این بود که از آنجایی که ما پیچیده ترین موجود هستیم، ما مجموعه کاملی از ژن ها را داریم.

این پیش فرض منطقی است، اما محققان بیشتر در مورد ژنوم های مختلف، به نظر می رسد ناقص است. حدود نیم قرن پیش، تعداد تخمینی ژنهای انسانی در میلیونها نفر بود. امروز ما در مورد 20,000 قرار داریم. به عنوان مثال، ما اکنون می دانیم که موز، با آنها ژنهای 30,000، ژن های 50 درصد بیشتر از ما دارند.

به عنوان محققان روش های جدیدی را برای محاسبه نه تنها ژن ها ارگانیسم، بلکه همچنین آنهایی که آن را بیش از حد اضافی است، همگرا واضح بین تعداد ژن ها در آنچه که ما همیشه به عنوان ساده ترین شکل زندگی، - ویروس ها - و پیچیده ترین - ما. وقت آن رسیده است تا سوال را در مورد چگونگی پیچیدگی یک ارگانیسم در ژنوم نشان داده شود.

شماره ژن هاتعداد تخمینی همگرا از ژن در یک فرد در مقابل یک ویروس غول پیکر. خط انسان نشان می دهد برآورد میانگین با خط خطی نشان دهنده تعداد تخمینی مورد نیاز ژن ها است. اعداد نشان داده شده برای ویروس ها برای MS2 (1976)، HIV (1985)، ویروس های غول پیکر از 2004 و متوسط ​​تعداد T4 در 1990s است. شان نای CC BY

شمارش ژن ها

ما می توانیم تمام ژن های ما را به عنوان دستورالعمل ها در یک کتاب آشپزی برای ما در نظر بگیریم. آنها در حروف پایگاه های DNA نوشته شده اند - به اختصار ACGT. ژن ها دستورالعمل هایی را در مورد نحوه و زمان برای جمع آوری پروتئین هایی که از شما ساخته شده اند ارائه می دهند و تمام اعمال حیاتی بدن را انجام می دهند. الف نوعی ژن نیاز به نامه های 1000 دارد. همراه با محیط زیست و تجربه، ژن مسئول چه چیزی هستند و چه کسی ما هستند - بنابراین جالب است بدانید که چگونه بسیاری از ژن ها به یک کل موجودیت اضافه می شوند.

هنگامی که ما در مورد تعداد ژن ها صحبت می کنیم، می توانیم شمارش واقعی برای ویروس ها را نمایش دهیم، اما تنها برآوردهای مربوط به انسان برای یک دلیل مهم است. یکی به چالش شمارش ژن ها در یوکاریوت ها - که شامل ما، موز و مخمر مانند کاندیدا است - این است که ژن های ما مانند یک اردک در یک ردیف دراز کشیده نیستند.

دستورالعمل های ژنتیکی ما به گونه ای تنظیم شده است که صفحات کتاب آشپزی از بین رفته و با سه میلیارد نامه دیگر مخلوط شده اند 50 درصد که در واقع ویروس غیر فعال شده، مرده را توصیف می کند. بنابراین در اواکریوت ها، ژن هایی که دارای توابع حیاتی هستند را شمارش می کنند و آنها را از چیزهای غیر مجاز جدا می کند.

در مقابل، شمارش ژن ها در ویروس ها - و باکتری هایی که می توانند داشته باشند 10,000 ژن ها - نسبتا آسان است. این به این دلیل است که مواد خام ژن ها - اسیدهای نوکلئیک - برای موجودات کوچک نسبتا گران هستند، بنابراین انتخاب قوی برای حذف توالی های غیر ضروری وجود دارد. در حقیقت، چالش واقعی برای ویروسها کشف آنها در وهله اول است. همه چیز شگفت انگیز است کشف عمده ویروساز جمله اچ آی وی، از طریق ترتیب انجام نشده است، بلکه به روش های قدیمی مانند اندازه گیری آنها به صورت بصری و نگاه کردن به مورفولوژی آنها. پیشرفت های مداوم در تکنولوژی مولکولی به ما یاد داده است قابل توجه است تنوع ویروسفره، اما می تواند تنها به ما کمک کند که ژن هایی را که قبلا می دانیم وجود داشته باشد.


 دریافت آخرین با ایمیل

مجله هفتگی الهام روزانه

شکوفه با حتی کمتر

تعداد ژن هایی که ما برای زندگی سالم نیاز داریم احتمالا حتی کمتر از تخمین فعلی 20,000 در کل ژنوم ما است. یکی از نویسندگان یک مطالعه اخیر به طور قابل ملاحظه ای بر این باور است که شمارش ژن های ضروری برای انسان ها ممکن است خیلی پایین باشد.

این محققان هزاران بزرگسال سالم را دیدند به دنبال "نابود کردن" ها به طور طبیعی که در آن توابع ژن های خاص وجود ندارد. تمام ژن های ما در دو نسخه آمده است - یکی از هر پدر و مادر. معمولا یک نسخه فعال می تواند جبران کند اگر دیگر غیرفعال باشد و افراد با آن دشوار است هر دو کپی غیر فعال می شود زیرا ژن های غیر فعال شده به طور طبیعی نادر هستند.

ژن های ناخوشایند با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک مدرن برای غیر فعال کردن هر نسخه از ژن های خاص انتخاب ما، یا حتی حذف آنها، و دیدن آنچه اتفاق می افتد، بسیار آسان است. اما مطالعات انسانی نیاز به جمعیت مردم در جوامع با فن آوری های پزشکی 21st قرن و شناخته شده pedigrees مناسب برای تجزیه و تحلیل ژنتیک و آماری مورد نیاز است. ایسلندی ها مفید هستند جمعیت و مردم انگلیس و پاکستان این مطالعه یکی دیگر است.

این تحقیق بر روی ژنهای 700 یافت می شود که می تواند بدون هیچ گونه عواقب آشکار بهداشتی از بین برود. به عنوان مثال، یک کشف شگفت آور این بود که ژن PRDM9 که نقش مهمی در باروری موش دارد نیز می تواند در افرادی که اثرات نامطلوب ایفا نکند، از بین برود.

تجزیه و تحلیل فراتر از مطالعه دانشمندان انسانی منجر به تخمین می شود که فقط ژن های انسان انسانی 3,000 در واقع برای ایجاد یک انسان سالم ضروری است. این همان چیزی است که تعداد ژن ها در "ویروس های غول پیکر" پاندور ویروس، که از یخ 30,000 ساله ی سیبری در 2014 بازیافت شده است، بزرگترین ویروس شناخته شده ی تاریخ است و دارای ژنهای 2,500 است.

پس کدام ژن ها نیاز داریم؟ ما حتی نمی دانیم که یک چهارم ژن های انسانی در واقع چه کار می کنند، و این پیشرفته است در مقایسه با دانش ما از گونه های دیگر.

پیچیدگی ناشی از بسیار ساده است

اما آیا تعداد نهایی ژنهای انسان 20,000 یا 3,000 یا چیز دیگری است، نکته این است که وقتی به پیچیدگی درک می شود، اندازه واقعا مهم نیست. ما این را به مدت طولانی در حداقل دو زمینه شناختیم و فقط شروع به درک سوم می کنیم.

آلن تورینگ، ریاضیدان و کد برنده جنگ جهانی دوم تئوری توسعه چند سلولی را ایجاد کرد. او مدل های ریاضی ساده، که در حال حاضر به نام "فرآیند واکنش-انتشار" است، مورد مطالعه قرار گرفت، که در آن تعداد کمی از مواد شیمیایی - فقط دو نمونه در تورینگ - منتشر شده و با یکدیگر واکنش نشان می دهند. با استفاده از قوانین ساده، واکنشهای آنها، این مدل ها است می تواند به طور قابل اعتماد تولید کند ساختارهای بسیار پیچیده و در عین حال منسجم که به راحتی دیده می شود. بنابراین ساختارهای بیولوژیکی گیاهان و حیوانات نیاز به برنامه نویسی پیچیده ای ندارند.

به طور مشابه، واضح است که اتصالات XLNXXXXXXXXXXXXXT در مغز انسان، که واقعا چه چیزی را ما را که ما هستیم، نمی تواند به صورت ژنتیکی به صورت جداگانه برنامه ریزی شود. این پیشرفت های اخیر در هوش مصنوعی بر اساس شبکه های عصبی؛ این ها مدل های کامپیوتری مغز هستند که در آن عناصر ساده - مربوط به نورون ها - ارتباطات خود را از طریق تعامل با جهان ایجاد می کنند. این نتایج چشمگیر بوده است در زمینه های کاربردی مانند تشخیص دست خط و تشخیص پزشکی، و گوگل از مردم دعوت کرده است بازی با بازی و رؤیاها را رعایت کنید از AI های آن.

میکروب ها فراتر از اساسی هستند

بنابراین روشن است که برای تکثیر سلول های تک تک سلولی لازم نیست که تعداد زیادی از آنها برای تولید نتایج بسیار پیچیده باشد. از این رو نباید به عنوان یک شگفتی بزرگ به نظر برسد که تعداد ژنهای انسان میتواند از اندازه یک میکروب تک سلولی مثل ویروسها و باکتریها باشد.

به نظر می رسد که غافلگیر کننده ای است که این میکروب های کوچک می توانند زندگی غنی و پیچیده ای داشته باشند. یک رشته در حال رشد مطالعه وجود دارد -جامعهکمک میکروبیولوژی"- که زندگی فوق العاده پیچیده اجتماعی از میکروب ها را بررسی می کند، که در مقایسه با خودمان ایستادگی می کند. مشارکت من به این نواحی مربوط به دادن ویروس ها به محل قانونی خود در این اپرا صابون نامرئی هستند.

ما در دهه گذشته متوجه شده ایم که میکروب ها بیش از 90 درصد زندگی خود را صرف می کنند بیوفیلم ها، که ممکن است بیشتر به عنوان بافت بیولوژیک شناخته شود. در واقع، بسیاری از فیلم های بیوفیلم دارای سیستم های ارتباطات برق بین سلول ها، مانند بافت مغزی، آنها را به عنوان یک مدل برای مطالعه اختلالات مغزی مانند میگرن و صرع تبدیل می کند.

Biofilms همچنین می تواند به عنوان "شهرهای میکروبها، "و ادغام از جامعهکمک میکروبیولوژی و تحقیقات پزشکی است پیشرفت سریع در بسیاری از مناطق، مانند درمان فیبروز کیستیک. این زندگی اجتماعی میکروب ها در این شهرها - همراه با همکاری، درگیری، حقیقت، دروغ و حتی خودکشی - در قرن 21st به سرعت تبدیل به بخش اصلی مطالعه در زیست شناسی تکاملی می شود.

درست همانطور که زیست شناسی انسان ها به میزان قابل توجهی کمتر از آنچه ما تصور می کرد، دنیای میکروب ها جالب تر می شود. به نظر می رسد که تعداد ژن ها هیچ ارتباطی با آن ندارند.

درباره نویسنده

سین نای، استاد تحقیقات علوم و مدیریت اکوسیستم، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط:

at InnerSelf Market و آمازون

 

شما همچنین دوست خواهید

به دنبال InnerSelf در

آیکون فیس بوکنماد توییترآیکون یوتیوبنماد اینستاگرامنماد pintrestآیکون rss

 دریافت آخرین با ایمیل

مجله هفتگی الهام روزانه

زبانهای در دسترس

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

بیشترین مطلب خوانده شده

بازیکن بیسبال با موهای سفید
آیا ما می توانیم خیلی پیر باشیم؟
by بری ویزل
همه ما این عبارت را می دانیم، "شما به اندازه ای که فکر می کنید یا احساس می کنید پیر هستید." بسیاری از مردم از …
تغییرات آب و هوایی و سیل 7 30
چرا تغییرات آب و هوایی سیل را بدتر می کند؟
by فرانسیس داونپورت
اگرچه سیل یک پدیده طبیعی است، اما تغییرات آب و هوایی ناشی از انسان باعث ایجاد سیل شدید…
ساخته شده برای پوشیدن ماسک 7 31
آیا فقط اگر کسی ما را بخواهد به توصیه های بهداشت عمومی عمل می کنیم؟
by هالی سیل، UNSW سیدنی
در اواسط سال 2020، پیشنهاد شد که استفاده از ماسک مشابه بستن کمربند ایمنی در خودروها باشد. همه نه…
قهوه خوب یا بد 7 31
پیام های ترکیبی: قهوه برای ما خوب است یا بد؟
by توماس مریت
قهوه برای شما خوب است. یا اینطور نیست. شاید هست، بعد نیست، بعد دوباره هست. اگر می نوشید…
تورم در سراسر جهان 8 1
تورم در سراسر جهان در حال افزایش است
by کریستوفر دکر
افزایش 9.1 درصدی قیمت مصرف کننده ایالات متحده در 12 ماه منتهی به ژوئن 2022، بالاترین میزان در چهار ...
از حیوان خانگی خود در گرما محافظت کنید 7 30
چگونه حیوانات خانگی خود را در یک موج گرما ایمن نگه دارید
by آن کارتر، دانشگاه ناتینگهام ترنت و
از آنجایی که دمای هوا به سطوح بالایی می رسد، حیوانات خانگی احتمالاً با گرما دست و پنجه نرم می کنند. اینجا…
کووید یا مدفوع یونجه 8 7
در اینجا نحوه تشخیص کووید یا تب یونجه آمده است
by ساموئل جی وایت و فیلیپ بی ویلسون
با گرم شدن هوا در نیمکره شمالی، بسیاری از مردم از آلرژی به گرده رنج خواهند برد. …
رژیم نوردیک 7.31
آیا رژیم نوردیک برای مزایای سلامتی با رژیم مدیترانه ای خود رقابت می کند؟
by دوان ملور و اکاوی جورگوسوپولو
به نظر می رسد هر ماه یک رژیم غذایی جدید به صورت آنلاین در حال انجام است. یکی از جدیدترین آنها نوردیک است…

نگرش جدید - امکانات جدید

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | بازار داخلی
کپی رایت © 1985 - 2021 InnerSelf انتشارات. همه حقوق محفوظ است.