Det nye post-junk-DNA-paradigmet i molekylærbiologi: RNA-gener
Casey Luskin, 28. november 2023. Oversatt herfra
Som jeg skrev her i går -lenke, vurderer molekylærbiolog John Matticks nye Bioessays -papir mange "anomalier" i bevisene som motsier "søppel -DNA" -paradigmet som har regjert i biologi de siste ti-årene -lenke. Hvis det er så mange problemer med paradigmet, hvorfor holder så mange biologer fortsatt på det? Mattick mener det skyldes at "mange molekylære biologer er 'bundet til' det nåværende paradigmet og en sammenhengende alternativ syntese ikke har blitt tilbudt." Hans bioessays-papir henvender seg dermed til oppgaven med å tilby et nytt paradigme som aksepterer viktigheten av ikke-kodende DNA. Men han bemerker at ifølge den berømte historikeren til forskeren Thomas Kuhn, vil et nytt paradigme ikke bli akseptert "med mindre det er både troverdig og i samsvar med den etablerte kunnskaps-legemet ."
Bilde 1. DNA
"En annen klasse av gener som produserer RNA"
Hovedpoenget med Matticks nye paradigme er at i tillegg til proteinkodende gener, er det "en annen klasse av gener som produserer RNA." Disse "RNA -genene" utfører mange forskjellige funksjoner, men først og fremst fungerer de som regulatoriske molekyler for å kontrollere genuttrykk og organisere kjerne områder og cytoplasmatiske domener under ontogeni. " Han oppsummerer det nye paradigmet på denne måten:
I forenklede Kuhnske termer, har det dominerende paradigmet i molekylærbiologi siden grunnleggelsen vært at "gener koder for proteiner og sekvenser som ikke gjør det, hovedsakelig er søppel", bør erstattes av "gener koder for proteiner og regulatoriske RNA -er, sistnevnte kreves for den epigenetiske kontrollen av utviklingsbaner ". RNA er ikke bare et mellomprodukt mellom gen og protein, men en stor aktør i genregulering og en bidragsyter til arv."
Et video basert på artikkelen omtaler det nye "RNA -genet" -paradigmet som følger -lenke:
"Gener koder ikke bare for proteiner. De koder både for proteiner og regulatoriske RNA -er, ofte begge, med sistnevnte økende med utviklingskompleksitet, og til slutt dominerende den genetiske programmeringen av komplekse organismer."
Disse RNA-genene har mange funksjoner, men en stor andel innebærer genreguleringsrelaterte funksjoner, som faller innenfor kategorien epigenetikk. Mattick identifiserer flere typer RNA som utfører disse viktige funksjonene:
*Små regulatoriske RNA (f.eks. MikroRNA) som regulerer translasjon av proteiner, regulerer epigenetisk prosess og også er involvert i alternativ spleising.
*Lange ikke-kodende RNA (kalt "lncRNA") som også påvirker genuttrykk ved å kontrollere transkripsjonsfaktorer og transkripsjons-spleising og også modulere mange genetisk variable egenskaper. Noen kan til og med kode peptider.
*Transponerbare elementer er viktige for genstruktur og funksjon, og genreguleringsnettverk.
*Totalt sett gjennomgår disse typer funksjonelle RNA mye post-transkripsjonell redigering og er viktige for hjernefunksjon, og kan også fremme "transgenerasjonell, epigenetisk arv."
Bilde 2. mRNA's rolle i danning av polypeptid
"Motsatt" til "dogmet til Evolusjons Teorien"
Mattick har forklart dette nye paradigmet andre steder også -lenke. I en tung akademisk bok utgitt tidligere i år: RNA: The Epicenter of Genetic Information (Taylor & Francis), hevder Mattick sammen med Bioengineer Paulo Amaral at "genomene til mennesker og andre komplekse organismer ikke er fulle av søppel." De erkjenner at dette er "i strid med langvarige ... dogmer i evolusjonsteori." Her er det slående sitatet i sin helhet:
"Mens historien fremdeles utspiller seg, konkluderer vi med at genomene til mennesker og andre komplekse organismer ikke er fulle av søppel, men heller er svært kompakte informasjonssuiter som i stor grad er viet til spesifikasjonen av regulatoriske RNA -er. Disse RNA-ene driver retningen for differensiering og utvikling, underbygger hjernefunksjonen og formidler trans-generasjonsminnet om erfaring, mye av det i strid med langvarige forestillinger om genetisk programmering og dogmer i evolusjonsteorien."
John Mattick og Paulo Amaral, RNA: Episenteret for genetisk informasjon (CRC-Taylor & Francis, 2023), s. vii.
Men dette synet har ikke alltid holdt stand
Som Mattick og Amaral bemerker i boken sin, ble dette i mange år motarbeidet av biologer som fulgte "dogmet til Evolusjonsteorien." I følge dogmene er DNA som ikke koder for proteiner, stort sett søppel. Det er en enkel grunn til at dette søppel-DNA-paradigmet faller fra hverandre: Bevisene støtter at ikke-proteinkodende DNA er funksjonelle. I stedet for å være søppel, er ikke-protein-kodende-DNA full av RNA-gener som produserer RNA-molekyler med et utall funksjoner, kanskje den mest fremtredende er å regulere uttrykket av proteinkodende gener. Dette nye RNA -genparadigmet erstatter søppel-DNA-paradigmet. Litteraturen er nå fylt med titusenvis av vitenskapelige artikler som rapporterer funksjon for RNA -gener - bevis som vi vil gjennomgå mer detaljert i morgen.
Bilde 3. Nye funksjoner oppdaget for 'ikke-kodende' DNA
Bilde 4. Casey Luskin
Associate Director, Center for Science and Culture
Casey Luskin er geolog og advokat med høyere grader i vitenskap og jus, og gir ham ekspertise i både de vitenskapelige og juridiske dimensjonene av debatten om evolusjon. Han fikk sin doktorgrad i geologi fra University of Johannesburg, og BS- og MS-grader i geovitenskap fra University of California, San Diego, hvor han studerte evolusjon mye på både høyere og lavere nivå. Hans jusgrad er fra University of San Diego, hvor han fokuserte studiene på First Amendment law, utdannings-lovgivning og miljørett.
Oversettelse via google oversetter og bilder ved Asbjørn E. Lund