Feilaktige forutsetninger for junk-DNA

(Fra boka 'Signature of Controversy' av St. C. Meyer, kap.1)

Fra darwinistisk hold har det lenge vært hevdet at det: I) eksisterer en overvekt av meningsløse DNA-sekvenser og II) at disse sekvensene fordeles tilfeldig utover det menneskelige genomet. Vi skal her se eks. på at begge disse forutsetningene er feilaktige.
Et kroneksempel på slike 'meningsløse' sekvenser, er Alu-sekvenser. Men Alu er medlem av SINE (Short Interperced Nuclear Elements) gruppen, og SINE medlemmer utfører tallrike formaterings og regulerings-funksjoner i samtlige genom de er funnet.
Generelt tillater genetisk informasjon å bli gjenfunnet/hentet fram på mangfoldige måter, avhengig av spesifikke behov fra ulike celletyper eller -vev, i ulike artspesifikke sammenhenger.

Fra Signature in the Cell repeterer vi: Tidligere anså man ikke-protein kodende regioner av genomet som 'ubrukelige'. Men nå er det kjent de utfører en rekke helt nødvendige oppgaver. Disse funksjonene går på:
1. regulere DNA-replikasjon (27).
2) regulere transkripsjon/-koding (28)
3) markere steder for programmerte rearrangement av genetisk materiale (29).


4) påvirke helt nødvendig tre-dimensjonal folding og vedlikehold av kromosomer (30)
5) kontrollere interaksjon mellom kromosomer og kjernemembran og matrix (31).
6)kontrollere RNA prosessering -editering og spleising (32)

Bilde 1. Eks. på (naturlig) spleising av gener


7) Modulasjon (i telekommunikasjon gjelder det den del av et kommunikasjonssystem som omformer informasjon til et informasjonsbærende signal, egnet til overføring via et kommunikasjonsmedium . I cellen dreier det seg om oversetting via m-DNA og t-DNA i forhold til RNA (33).
8) regulerer embryo-utvikling (34) 9) reparere DNA (35) 10) hjelp til immunforsvar eller sykdomsbekjempelse (36). Det ikke-protein kodende del av genomet fungerer mye likt et operativsystem i en PC og kan styre flere operasjoner simultant (37).

   

Fra oppfølgeren: 'Signature of Controversy' av St. C. Meyer, kap.1 -henter vi ut:

I. Spesifikt utfører Alu-sekvenser mange artsspesifikke, lavere-nivå formaterings-funksjoner, slik som:

i) å forsyne alternative startsteder for aktivator-moduler i genuttrykk (kan sammenlignes med sektordeling på en harddisk; Faulkner et al (2009), Faulkner og Carnici (2009)
ii) å undertrykke eller stilne RNA-avskrivning (Trujillo et al, 2006)
iii) dynamisk partisjonering av en gen-fil fra en annen på kromosomet (Lunyak et al, 2007)


iv) å frembringe DNA-knutepunkt for signal overføring, fordeling eller tilknytningssteder for hormon-reseptorer (Jacobsen et al, 2009; Laperriere et al, 2004)
v) å kode RNA som modulerer avskrifter (Allen et al, 2004; Espinoza et al, 2004; Walters et al, 2009)
vi) å kode eller regulere micro-RNAs (Gu et al, 2009; Lehnert et al, 2009)

 

Bilde 2. Antisense RNA hindrer oversettelse

I tillegg til disse lavnivå formaterings-funksjonene i genomet, så utfører SINE-inkl. Alu, også spesifikke høyer-nivå genom-formaterings funkskjoner, slik som:

Bilde 1. Eks. på RNA som blokkerer protein-oversettings maskineriet

1) Modulering av kromatin for GC-rike signal-omformings og husholdnings (housekeeping) gener. (Groover et al. 2003; Oei et al, 2004)
2) 'Strek-koding' av spesielle segmenter for kromatin-looper mellom aktivator og forsterker elementer (Ford og Thanos, 2010)


3) Forstørre rekombinasjon i sekvenser der Alu-er inntreffer (Witherspoon et al, 2009)
4) Assistere i formasjon av tre-dimensjonale kromosom-seksjoner i genomet (Kaplan et al, 1993; Pai og Engelke, 2010)

Bilde 3. Kromatin-Proteomics

I tillegg spesifiserer Alu-sekvenser mange arts-spesifikke RNA-koder. Spesielt forsyner de:

 

i) Signaler for arts-spesifikk spleising. De genererer flerfoldige mRNA fra samme type avskrift (Gal-Mark et al, 2008; Lei og Vorechovsky, 2005; Lev-Maor et al, 2008)

ii) alternative åpen-lesnings rammer (eksoner. Lev-Maor et al, 2007; Lin et al, 2008; Schwarz et al, 2009)

iii) Spesifikasjon av unndragelse av RNA i kjernen for å stilne gen-uttrykk (Chen et al, 2008; Walters et al, 2009)

iv) Regulerer RNA-polymerings maskineri i løpet av avskrift (Mariner et al, 2008; Yakovchuck et al, 2009; Walters et al, 2009)

v)Steder der Adenine-til-Inosine RNA-editering kan foregå.

Det er essensielt for menneskelig utvikling og arts-spesifikk hjerne-utvikling (Walters et al, 2009)

Bilde 4. RNA-editering kan påvirke mye

II. I motsetning til hva det hevdes fra darwinistisk hold, blir ikke SINE (inkl. Alus) fordelt tilfeldig, men synliggjør i stedet et 'strek-kode' mønster gjennom kromosomet. Fordeling av Alu-sekvenser og andre SINE's reflekterer en klar funksjonell logikk Chen og Manuelidis, 1989; Gibbs et al, 2004; Korenberg og Rykowski, 1988)

F.eks. foretrekkes Alu-sekvenser i og omkring protein-kodende gener, i det som passer i deres rolle i å regulere gen-uttrykk. (Tsirigos og Rigoutsos, 2009). De inntreffer hovedsakelig i aktivator regioner, start-stedene for RNA-produksjon, og i introner -segmentene som bryter opp protein-kodings strekkene. Utenfor disse områdene faller antall Alu's kraftig. Se mer på: Ayala and Falk Miss the Signs in the Genome.

Videre vet vi at Alu-sekvenser blir styrt -eller spleiset inn i visse foretrukne 'hotpots', i genomet av integerings-maskineriet tilhørende cellens informasjons-prosesserings system. ( Levy et al, 2010). Denne styrte fordelingen av Alu-sekvenser forsterker semantisk og syntaktisk organisering av menneskelig DNA. Det synes i det hele å ha lite å gjøre med tilfeldige innsettinger.

Bilde 5. Alus inntreffer ikke tilfeldig

 

Mer generelt om 'junk-DNA'.

 

Referanser om 'ikke-protein kodende DNA':

27. von Sternberg og Shaphiro, "How Repeated Retroelemens Format Genome Function."

28. Han, Zsak og Bocke, "Transcriptional Disruption by the L1 Retrotransposon"

29. Green, "The Role of Translocation and Selection"; Figueiredo et al,

30. Henikoff, Ahmad og Malik, "The Centromere Paradox"

31. Jordan et al. "Origin of at Substantial Fraction"

32. Chen et al, "Alu Element-Mediated Gene Silencing"

33. McKenzie et al, "The Two Small Introns of the Drosophila Affinidisjuncta Adh Gen"

34. Dunlap et al, "Endogenous Retroviruses"

35. Morrish et al. "DNA Repair Mediated"

37. Goh et al, "A Newly Discovered Human Alpha Globin Gene"

 

Utvalg av stoff og bilder ved Asbjørn E. Lund