¿A eso le llamaban basura? ¿Por qué una simple célula tiene el código de ADN para todo lo demás cuando solo necesita unos pocos códigos para funcionar? ¿No sería un desperdicio?
¿Por qué una célula contiene todo el ADN cuando solo necesita unos pocos genes?
Interpreto esta pregunta en el sentido de "¿por qué cada célula contiene el genoma humano completo aunque no lo use todo, es decir, por qué una célula hepática contiene los genes para el color de los ojos?"
Si eso es lo que quiso decir, entonces podemos responder fácilmente la primera pregunta en su texto real:
¿A eso le llamaban basura?
No , eso no es lo que se llama "ADN basura". El "ADN basura" puede referirse a muchos conceptos, pero generalmente se refiere a partes del ADN que no cumplen ninguna función en el cuerpo: no se transcriben en proteínas, no sirven para regular otros genes, y si los elimina o cambia su secuencia no tendrá ningún efecto en el organismo en general. Esto significa que se refiere a partes del ADN que no se usan en ninguna parte del cuerpo , no partes que se usan en un lugar pero no en otros.
Cuánto ADN es "basura", qué tan inútil es en realidad y por qué lo tenemos son preguntas complejas que no tienen respuestas conocidas, pero es completamente diferente de la pregunta principal.
No tengo tiempo para buscar una respuesta detallada a su primera pregunta, así que se lo dejaré a otros, pero aquí hay algunos elementos que podrían ayudar:
1) Creo que las células usan más genes de los que crees. No sé la proporción de genes que se usan para que la célula viva como célula frente a los que se usan para las tareas específicas que esta célula necesita hacer más allá de mantenerse y reproducirse, pero estoy bastante seguro de que no hay una célula en el cuerpo que "solo necesita unos pocos genes". Incluso diría que todas las células del cuerpo usan la mayoría de los genes que contienen.
2) no todas las células contienen una copia no modificada del genoma completo. Algunas células pierden su núcleo, es decir, su ADN por completo (glóbulos rojos); otros multiplican algunos genes que usan mucho.
3) Habiendo dicho todo eso, supongo que las células del hígado no necesitan los genes para el color de los ojos, pero podrían tenerlos. Considere que las células se reproducen copiándose a sí mismas y copiando todo su genoma. ¿Es más un desperdicio mantener la copia como está, o dar vueltas antes o después de la copia cortando todos los bits que esta celda específica no usará? ¿Voy editando el código de mi editor de texto y recompilándolo para deshacerme de todas las funcionalidades que no uso? Podría ahorrar algo de espacio en mi disco duro, pero obviamente tampoco vale la pena dedicarme a eso. Si el ADN adicional no hace suficiente daño, no hay razón para que se extraiga; de hecho, sería un despilfarro hacerlo.
El punto de vista común de un gen es una secuencia de ADN que, tras la transcripción, que asumo según su comprensión, es un proceso mediante el cual una ARN polimerasa lee el ADN para producir ARNm y, tras la traducción, produce una proteína funcional para regular el metabolismo celular. (suma de todas las reacciones químicas en una celda). No es hasta que surgió la disciplina de la epigenética que descubrimos que la mayoría de las otras secuencias no codificantes de proteínas tienen funciones reguladoras importantes en las secuencias codificantes de proteínas. Sin ellos, la célula simplemente no tiene idea de cuándo debe producir más proteína y cuándo debe producir menos, o si la proteína debe producirse en absoluto. Y, por supuesto, el ADN también codifica información sobre el ARNr, que es un componente integral del ribosoma, que es imprescindible para la síntesis de proteínas. De este modo,
Entonces, que se argumente que esas pequeñas partes del ADN que realmente no sirven para ninguna función son el ADN basura. De hecho, incluso este punto de vista es insostenible porque el ADN 'sin función' puede estar situado entre las secuencias importantes que pueden afectar sutilmente las propiedades químicas de las interacciones de proteínas durante un proceso bioquímico importante. Específicamente, considere NtrC, un regulador de transcripción bacteriano que activa la transcripción al contactar directamente con la ARN polimerasa. Tenga en cuenta que la secuencia reguladora (la parte del ADN a la que se une la proteína) está muy distante del promotor del gen (la parte del gen a la que se une la ARN polimerasa). Para contactarlo directamente, debe ocurrir un bucle de ADN. Es un fenómeno en el que una macromolécula de ADN que de otro modo sería lineal se enrolla (imagínese doblar un cable para que los dos extremos del cable se toquen entre sí) para permitir los contactos entre las moléculas. Dado que la proteína tiene tales propiedades bioquímicas que le permiten ponerse en contacto con otra proteína a distancia, no sabemos qué sucederá si se elimina el 'ADN basura', el ADN que espacia el promotor y la secuencia reguladora. Es muy posible que las dos proteínas ya no hagan contacto. Y el bucle de ADN también se encuentra de forma ubicua en la regulación de la transcripción de los eucariotas. Es muy posible que las dos proteínas ya no hagan contacto. Y el bucle de ADN también se encuentra de forma ubicua en la regulación de la transcripción de los eucariotas. Es muy posible que las dos proteínas ya no hagan contacto. Y el bucle de ADN también se encuentra de forma ubicua en la regulación de la transcripción de los eucariotas.
Una vez que se descubre que la noción de ADN basura es esquiva. Las premisas de esta pregunta ya no se sostienen. Pero supongamos que realmente hay genes que cuando se eliminan no tienen efectos observables sobre los fenotipos de las células o su salud, ¿por qué la naturaleza no los elimina durante la diferenciación de las células madre? Para explicarlo en términos evolutivos, hay dos mecanismos principales que la naturaleza puede diseñar para mantener a raya a los genes "sin función" durante la diferenciación de las células madre. Una es silenciarlos envolviéndolos en una estructura nucleosomal compactada, o eliminarlos de una vez por todas. No sabemos si la naturaleza ha experimentado alguna vez con la eliminación, si lo ha hecho, entonces este diseño debe haber dotado de menos aptitud que el modelo envolvente. Entonces, ¿qué razones podemos especular sobre el fracaso del modelo de eliminación? Para borrar las secuencias inútiles, hay un efecto generalizado sobre la longitud del ADN, la estructura secundaria resultante (topología de la cromatina). Y una proteína debe diseñarse para reconocer específicamente qué genes eliminar, junto con la cooperación de las nucleasas. Esto es similar a escribir un código de computadora que contiene información que especifica algunos de los códigos que se eliminarán sin influir en las instrucciones del código que sigue, todo mientras se mantiene la coherencia en el proceso. Esto es lógicamente posible, y nunca podemos decir que este diseño está completamente prohibido. Pero computacionalmente, esta no es una solución tan elegante como simplemente los genes en el ADN que codifican una proteína represora para el código 'inútil' cuando llega el momento adecuado, o simplemente usar proteínas para envolver las secuencias para hacerlas ilegibles. la estructura secundaria resultante (topología de la cromatina). Y una proteína debe diseñarse para reconocer específicamente qué genes eliminar, junto con la cooperación de las nucleasas. Esto es similar a escribir un código de computadora que contiene información que especifica algunos de los códigos que se eliminarán sin influir en las instrucciones del código que sigue, todo mientras se mantiene la coherencia en el proceso. Esto es lógicamente posible, y nunca podemos decir que este diseño está completamente prohibido. Pero computacionalmente, esta no es una solución tan elegante como simplemente los genes en el ADN que codifican una proteína represora para el código 'inútil' cuando llega el momento adecuado, o simplemente usar proteínas para envolver las secuencias para hacerlas ilegibles. la estructura secundaria resultante (topología de la cromatina). Y una proteína debe diseñarse para reconocer específicamente qué genes eliminar, junto con la cooperación de las nucleasas. Esto es similar a escribir un código de computadora que contiene información que especifica algunos de los códigos que se eliminarán sin influir en las instrucciones del código que sigue, todo mientras se mantiene la coherencia en el proceso. Esto es lógicamente posible, y nunca podemos decir que este diseño está completamente prohibido. Pero computacionalmente, esta no es una solución tan elegante como simplemente los genes en el ADN que codifican una proteína represora para el código 'inútil' cuando llega el momento adecuado, o simplemente usar proteínas para envolver las secuencias para hacerlas ilegibles. junto con la cooperación de las nucleasas. Esto es similar a escribir un código de computadora que contiene información que especifica algunos de los códigos que se eliminarán sin influir en las instrucciones del código que sigue, todo mientras se mantiene la coherencia en el proceso. Esto es lógicamente posible, y nunca podemos decir que este diseño está completamente prohibido. Pero computacionalmente, esta no es una solución tan elegante como simplemente los genes en el ADN que codifican una proteína represora para el código 'inútil' cuando llega el momento adecuado, o simplemente usar proteínas para envolver las secuencias para hacerlas ilegibles. junto con la cooperación de las nucleasas. Esto es similar a escribir un código de computadora que contiene información que especifica algunos de los códigos que se eliminarán sin influir en las instrucciones del código que sigue, todo mientras se mantiene la coherencia en el proceso. Esto es lógicamente posible, y nunca podemos decir que este diseño está completamente prohibido. Pero computacionalmente, esta no es una solución tan elegante como simplemente los genes en el ADN que codifican una proteína represora para el código 'inútil' cuando llega el momento adecuado, o simplemente usar proteínas para envolver las secuencias para hacerlas ilegibles. todo mientras se es consistente en el proceso. Esto es lógicamente posible, y nunca podemos decir que este diseño está completamente prohibido. Pero computacionalmente, esta no es una solución tan elegante como simplemente los genes en el ADN que codifican una proteína represora para el código 'inútil' cuando llega el momento adecuado, o simplemente usar proteínas para envolver las secuencias para hacerlas ilegibles. todo mientras se es consistente en el proceso. Esto es lógicamente posible, y nunca podemos decir que este diseño está completamente prohibido. Pero computacionalmente, esta no es una solución tan elegante como simplemente los genes en el ADN que codifican una proteína represora para el código 'inútil' cuando llega el momento adecuado, o simplemente usar proteínas para envolver las secuencias para hacerlas ilegibles.
De nada.
oosaka