Wat is de evolutionaire betekenis van de bijna universaliteit van de genetische code?

Posted on
Schrijver: Louise Ward
Datum Van Creatie: 4 Februari 2021
Updatedatum: 19 November 2024
Anonim
Evolutionary Biology: Unit II: Universality of the Genetic Code
Video: Evolutionary Biology: Unit II: Universality of the Genetic Code

Inhoud

De genetische code is een bijna universele 'taal' die codeert voor richtingen voor cellen. De taal gebruikt DNA-nucleotiden, gerangschikt in "codons" van drie, om de blues op te slaan voor aminozuurketens. Deze ketens vormen op hun beurt eiwitten, die elk ander biologisch proces in elk levend wezen op de planeet omvatten of reguleren. De code die wordt gebruikt om deze informatie op te slaan is bijna universeel, wat inhoudt dat alle levende wezens die vandaag bestaan ​​een gemeenschappelijke voorouder hebben.

Laatste gemeenschappelijke voorouder

Het feit dat alle organismen min of meer een genetische code delen, impliceert sterk dat alle organismen een verre gemeenschappelijke voorouder deelden. Volgens het National Center for Biotechnology Information hebben computermodellen gesuggereerd dat de genetische code die alle organismen gebruiken niet de enige manier is waarop een genetische code met dezelfde componenten zou kunnen werken. Sommigen kunnen zelfs beter bestand zijn tegen fouten, wat betekent dat het theoretisch mogelijk is om een ​​"betere" genetische code te maken. Het feit dat ondanks dit, alle organismen op aarde dezelfde genetische code gebruiken, suggereert dat het leven op aarde ooit verscheen en alle levende organismen afstammen van dezelfde bron.

"Bijna" universeel?

Er bestaan ​​uitzonderingen op de "universele" genetische code. Geen van de uitzonderingen zijn echter meer dan kleine wijzigingen. Menselijke mitochondriën gebruiken bijvoorbeeld drie codons, die normaal coderen voor aminozuren, als "stop" codons, die cellulaire machines vertellen dat een aminozuurketen is gedaan. Alle gewervelde dieren delen deze verandering, wat sterk impliceert dat dit vroeg in de evolutie van gewervelde dieren gebeurde. Andere kleine veranderingen in de genetische code in kwallen en kamgelei (Cndaria en Ctenophora) worden niet gevonden bij andere dieren. Dit suggereert dat deze groep deze verandering niet lang na afsplitsing van andere diergroepen ontwikkelde. Aangenomen wordt echter dat alle variaties uiteindelijk worden afgeleid van de standaardcode.

Stereochemische hypothese

Er is een alternatieve hypothese om de universaliteit van de genetische code te verklaren. Dit idee, de sterochemische hypothese genoemd, houdt in dat de rangschikking van de genetische code voortkomt uit chemische beperkingen. Dit betekent dat de genetische code universeel is, omdat dit de beste manier is om een ​​genetische code op te zetten onder aardse omstandigheden. Het bewijs voor dit idee is niet doorslaggevend. Hoewel enig bewijs dit idee ondersteunt, suggereren veranderingen in de genetische code, zowel natuurlijke als kunstmatige, dat andere genetische codes net zo goed kunnen werken. Wat nog belangrijker is, de sterochemische hypothese is niet wederzijds exclusief voor het idee dat de genetische code universeel is vanwege gemeenschappelijke afkomst; beide concepten kunnen bijdragen.

Vroege Eiwitten

Volgens een artikel gepubliceerd door Princeton bioloog Dr. Dawn Brooks en collega's in het tijdschrift "Molecular and Biological Evolution" betekent het feit dat alle organismen afstammen van een gemeenschappelijke voorouder dat onderzoekers sommige kenmerken van die gemeenschappelijke voorouder kunnen extrapoleren. Gebaseerd op de "oudste" genen in levende organismen, die gemeenschappelijk zijn voor alle moderne levende wezens, kunnen onderzoekers onderscheiden welke eiwitten en aminozuren het meest gebruikelijk waren toen de laatste gemeenschappelijke voorouder van alle levende wezens bestond. Van de 22 "standaard" aminozuren - die gevonden in de universele genetische code - komen ongeveer een half dozijn zeer zelden voor in de laatste gemeenschappelijke voorouderseiwitten, wat inhoudt dat deze aminozuren zeer zeldzaam waren of aan de genetische code later.