ADN basura y mutaciones "aleatorias" [cerrado]

Estoy un poco irritado porque la "mutación" generalmente se describe como un factor completamente aleatorio en la evolución: la aleatoriedad pura no parece algo que pueda sobrevivir en un largo proceso evolutivo.

Y cierta evolución básica en algunos organismos longevos parece ocurrir en bastante menos generaciones de las que uno consideraría plausible considerando solo la selección natural sobre una base genética mutada imparcialmente.

Entonces me pregunto si ha habido intentos de ver la mutación en sí como un proceso influenciado por la evolución. Por ejemplo, el "ADN basura" no podría resultar en una susceptibilidad a ciertas mutaciones que está determinada por factores ambientales, como la cantidad y constitución de nutrientes, la temperatura ambiente y otros.

La discusión general de la mutagénesis que puedo encontrar se centra completamente en el "daño", nuevamente básicamente asignando a todas las mutaciones un carácter negativo o al menos no dirigido (como más mutaciones que ocurren bajo estrés, con el "objetivo" que es más probable que tenga más mutaciones aleatorias donde uno la descendencia podría tener más éxito que el padre estresado por casualidad).

De manera similar, no veo mucho sobre la evolución y la competencia de los gametos: cómo los diferentes factores ambientales influyen en cuál de los óvulos maduros madura y cuál de las mutaciones de reproducción de gametos masculinos (asexuales) en los testículos se verá favorecida. con el tiempo o bajo condiciones ambientales.

Básicamente, toda la evolución y la selección natural parecen sobre cómo sobrevivir a la fertilidad y seleccionar una pareja, y eso es todo, ya que los genes son constantes aparte de la radiación cósmica aleatoria o las sustancias tóxicas.

Creo que este tipo de visualización del mensaje en el ADN aislado de su medio simplemente no suena como algo que sobreviviría miles de millones de años sin que algo menos aleatorio reemplace la pura aleatoriedad.

Entonces, ¿hay algún estudio importante que intente determinar si ciertas mutaciones que conducen a fenotipos mejor adaptados ocurren de manera no aleatoria (es decir, no solo afectan la tasa de mutación sino también la dirección) en respuesta a las circunstancias ambientales?

No tengo claro cuál es tu pregunta. ¿Está preguntando cuál es la tasa de mutación general del ADN genómico, si alguien ha observado esto y si ciertos cambios de pares de bases son más comunes que otros?
Bienvenido a Biología.SE. Hay una mezcla de diferentes conceptos en su publicación, la mayoría de ellos parecen ser un poco confusos para usted. Te recomiendo que te tomes un tiempo para seguir algún curso de introducción a la evolución. Comprender la evolución, por ejemplo, sería una buena opción.
Voy a votar para cerrar ya que la pregunta revela varios conceptos erróneos que no se pueden abordar completamente en una publicación (aunque lo intenté brevemente).
Biology SE no es el lugar para venir y simplemente lanzar una opinión como esta, si tiene una pregunta de biología adecuada, concéntrese en eso. El efecto de una mutación es aleatorio: una especie no puede querer producir una mutación con un efecto específico.
Estoy de acuerdo con lo anterior. Las mutaciones son aleatorias. La presión selectiva proporciona dirección.
"la aleatoriedad pura no parece algo que pueda sobrevivir en un largo proceso evolutivo". Este es el "argumento de la incredulidad" . Que no te parezca así no significa que no sea así.
"Eso es todo, ya que los genes son constantes aparte de la radiación cósmica aleatoria o las sustancias tóxicas". Eso está totalmente mal. Los genes mutan sin influencias externas como radiación o toxinas; de hecho, en su mayoría mutan sin estas, debido a errores de replicación ocasionales. Es increíble lo poco que se estropea la maquinaria del ADN, pero tampoco es perfecta.

Respuestas (2)

la pura aleatoriedad no parece algo que pueda sobrevivir en un largo proceso evolutivo.

Creo que esto se debe a que no comprendes del todo (sin ofender) la interacción entre las mutaciones y la selección natural. Debería echar un vistazo a Comprender la evolución .

La discusión general sobre la mutagénesis que puedo encontrar se centra completamente en el "daño"

Esto se debe a que la gran mayoría de las mutaciones son perjudiciales (=dañinas). Pero, obviamente, no todas las mutaciones son deletéreas, de lo contrario no sería posible la adaptación (sólo se produciría una selección purificadora).

De manera similar, no veo mucho de nada sobre la evolución y [...]

No entiendo este párrafo.

Básicamente, toda la evolución y la selección natural parecen sobre cómo sobrevivir hasta la fertilidad y seleccionar una pareja [...]

¡No! Hay mucho más en la evolución que eso. Tenga en cuenta que la semántica de evolución y selección natural es incorrecta, ya que se usan en su oración. Una vez más, echa un vistazo a un curso introductorio.

Creo que este tipo de visualización del mensaje en el ADN aislado de su medio

¡No! El medio ambiente es un principio fundamental en la biología evolutiva. La asociación entre los genotipos y la aptitud es también una función del entorno.

¿Las mutaciones son aleatorias?

La tasa de mutación varía dramáticamente entre especies y a lo largo de los genomas (en términos generales, de 10 − 2 a 10 − 10 ). Por ejemplo, los microsatélites (secuencias repetidas) son altamente mutables. Tenga en cuenta también que la probabilidad de que un nucleótido dado mute depende también de los nucleótidos exactos que lo rodean (Rob Ness; Comunicación personal). La tasa de mutación también es un rasgo plástico (y, por lo tanto, está bajo selección) en algunas especies (típicamente de plantas). El entorno afecta la tasa de mutación y el entorno puede ser elegido por algunas especies (evitación) o incluso construido en algunas especies (construcción de nicho). En los organismos multicelulares, la edad del padre también se correlaciona con el número de nuevas mutaciones transmitidas. Sin embargo, nunca he oído hablar de ningún estudio que muestre tales comportamientos para afectar la tasa de mutación. Los cambios epigenéticos (no conciernen a todas las especies) también pueden afectar la tasa de mutación e incluso en qué nuevo nucleótido se mutará el antiguo nucleótido (con una probabilidad determinada). Es más probable que las mutaciones sean transiciones que transversiones. Si una región específica está bajo selección dependiente del medio ambiente, entonces una mutación que permitiría aumentar drásticamente la tasa de mutación en este nucleótido siempre que el organismo tenga una aptitud baja (o incluso cuando el rasgo del organismo no sea apto para el medio ambiente específico) podría llegar a la fijación. Este proceso (y tal vez otros de los que no estoy al tanto) creo que están encapsulados dentro de una hipótesis llamada (y es un nombre horrible ya que puede generar confusión) Si una región específica está bajo selección dependiente del medio ambiente, entonces una mutación que permitiría aumentar drásticamente la tasa de mutación en este nucleótido siempre que el organismo tenga una aptitud baja (o incluso cuando el rasgo del organismo no sea apto para el medio ambiente específico) podría llegar a la fijación. Este proceso (y tal vez otros de los que no estoy al tanto) creo que están encapsulados dentro de una hipótesis llamada (y es un nombre horrible ya que puede generar confusión) Si una región específica está bajo selección dependiente del medio ambiente, entonces una mutación que permitiría aumentar drásticamente la tasa de mutación en este nucleótido siempre que el organismo tenga una aptitud baja (o incluso cuando el rasgo del organismo no sea apto para el medio ambiente específico) podría llegar a la fijación. Este proceso (y tal vez otros de los que no estoy al tanto) creo que están encapsulados dentro de una hipótesis llamada (y es un nombre horrible ya que puede generar confusión)hipótesis de la mutación adaptativa . Pero realmente no comiences a estudiar ningún campo de la ciencia saltando a un tema avanzado (o, lo que es peor, a un tema controvertido). Debes comenzar con una introducción.

Sin embargo, el impacto en la aptitud (y en el fenotipo) de una nueva mutación es esencialmente aleatorio . Un organismo no tiene absolutamente ninguna manera de saber qué proteína será causada por una nueva mutación dada. La selección luego selecciona sobre la varianza creada por las mutaciones, la varianza disminuye y se produce la adaptación. El impacto de las nuevas mutaciones parece seguir más o menos dos distribuciones gamma ponderadas (a las que se suma un aumento de la densidad de probabilidad de las mutaciones letales).

Los estudios que cita parecen centrados en organismos de vida corta con una alta tasa de reproducción. Mencioné explícitamente especímenes de vida más larga. Algunas correlaciones, como una mayor tasa de natalidad masculina para los primeros padres mayores, son bien conocidas y no se atribuyen a mutaciones destructivas. También se establece que el número de defectos congénitos de los padres mayores no se explica por una mera mutación aleatoria sino por una mayor competitividad en la replicación de gametos con un determinado defecto dentro del testículo. Pero todo eso está siempre centrado en los defectos y no en la correlación con las características deseables.
En realidad, no cito ningún estudio. No todo lo que estoy hablando es específico de organismos de corta duración frente a organismos de larga duración. No entiendo completamente por qué la distinción de corta duración frente a larga duración es importante para su pregunta, pero supongo que realmente no entiendo la pregunta.
Creo que también estoy confundido sobre el bajo nivel de comprensión de los procesos evolutivos que muestra su publicación y estoy aún más confundido ahora que veo que realmente tiene algo de conocimiento... pero al mismo tiempo cosas como realmente no number of birth defects for old fathers is not explainable by mere random mutation but rather by higher competitiveness in replication of gametes with a certain defect inside of the testicle issueparecen estar relacionado con la pregunta. Además, no entiendo el uso del concepto de "ADN basura" en su título. Supongo que no entiendo la pregunta.
El ADN basura es un competidor obvio para contribuir a estructuras de moléculas terciarias y/o enlaces de hidrógeno que hacen que el ADN no basura vecino sea más o menos susceptible a ciertas influencias ambientales. Pueden ser influencias directas de factores como la acidez u otras concentraciones de iones, temperatura, viscosidad, presión osmótica o sustancias orgánicas más específicas potencialmente generadas por el propio cuerpo en respuesta a estímulos externos. Cuando las personas "se vuelven grises por el dolor de la noche a la mañana" (no, difícilmente de la noche a la mañana), ¿el cambio responsable en la química del cuerpo también afecta la mutación genética?

¿Escuchó sobre el experimento histórico de Luria-Delbrück donde demostraron que en Escherichia coli las mutaciones que confieren resistencia a los antibióticos son esencialmente aleatorias?

Además, las discusiones y algunas referencias sobre el fenómeno de la mutagénesis adaptativa (dirigida), que creo que está preguntando, se mencionan en el artículo de Wikipedia. Pero no sé mucho sobre el debate.

La mayoría de los antibióticos son esencialmente factores ambientales "aleatorios" ya que las sustancias en cuestión, por regla general, no se encuentran en cantidades masivas en la naturaleza (la penicilina es una notable excepción). Escherichia coli tampoco es exactamente un organismo superior con reproducción lenta y larga vida.
Como Rémi.b, no veo por qué la reproducción lenta y la larga vida son relevantes para su pregunta. Parece que te sorprende que las mutaciones aparezcan rápidamente, pero una mutación puede aparecer y aparece en una generación porque aparece en una descendencia. Lo que toma tiempo entonces es solo la "propagación" de la mutación a la población a través de nuevos descendientes sucesivos, pero esto no tiene nada que ver con la complejidad o la esperanza de vida del organismo.
Además, si un factor ambiental es "aleatorio" o predecible es independiente de si las mutaciones que ocurren en un organismo que experimenta esos factores serían aleatorias o específicas, por lo que tampoco veo la relevancia aquí.
La reproducción lenta y la larga vida son relevantes para la pregunta, ya que no hay mucha necesidad de cambios genéticos adaptativos que eviten el proceso de selección de fenotipos cuando la selección de fenotipos ya ocurre lo suficientemente rápido como para seguir los cambios ambientales típicos.
ADN basura y mutaciones "aleatorias" [cerrado]
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