Ученые раскрыли тайну генов-двойников

Ученые раскрыли тайну генов-двойников

Генетики из Стэнфордского университета выяснили, почему некоторые копии генов, которые были удвоены в результате мутаций, сохраняются в геноме, несмотря на то, что большинство из них теряется или утрачивает свои функции. Оказалось, что гены-близнецы начинают поддерживать работу друг друга и потеря одного из них отрицательно сказывается на работоспособность другого. Исследование опубликовано в журнале Science.

Дупликация является основным источником генов с новыми функциями. Однако известно, что большинство копий из-за своей избыточности становятся легкими мишенями для мутаций, которые нарушают их работу и превращают в псевдогены. Время полураспада дупликатов оценивается всего лишь в четыре миллиона лет. Однако некоторые копии остаются функциональными.

Чтобы понять, что способствует сохранению дупликатов, ученые исследовали геномы клеток, выделенных из 46 типов тканей человека и 26 типов тканей мышей. Исследователи обнаружили, что 15 процентов удвоенных генов сохраняются, потому что разделяют между собой изначальную функцию. Этот процесс называется субфункционализацией. Одна копия работает в клетках одного типа ткани, вторая — в клетках другого типа. Потеря одной копии может отрицательно сказаться на жизнедеятельности организма, поэтому не поддерживается отбором.

Однако большая часть дупликатов остается в геноме по другим причинам. Субфункционализация происходит в течение длительного промежутка времени, но гораздо быстрее гены компенсируют свою работу. После появления дупликата, гены снижают свою активность и действуют сообща. Если в одном из них возникнет мутация, то другого гена не хватит, чтобы производить белок в нормальных количествах. Такие мутации также отфильтровываются отбором.

Lenta.ru

Похожие новости:
Биологи научились отключать гены старения
Ученые обнаружили группу генов, удаление которых может привести к резкому увеличению продолжительности жизни. Результаты исследования, занявшего больше 10 лет, являются крупным прогрессом в генетике. Об итогах своей работы авторы рассказали в журнале Cell Metabolism, а кратко ..
2015-10-13 3803 0 Научные открытия
5
Ученые изучили воздействие антибиотиков
Швейцарские ученые из  Лозанне смогли увеличить продолжительность жизни червей нематод на 60%. В корм червей ученые добавляли антибиотики, которые блокировали активность некоторых генов. До этого ученые проводили ряд опытов на мышах-долгожителях. Ученые заметили что у этих мышей ..
2013-05-25 1938 0 Научные открытия
1
Причину появления смертельных опухолей нашли в генетическом мусоре
Ученые нашли способ выяснить, для чего нужны «мусорные» гены. Для этой цели исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско использовали модифицированную технологию редактирования генов CRISPR/Cas9. Статья генетиков опубликована в журнале Science.Система CRISPR/Cas9 состоит из двух компонентов — направляющей ..
2016-12-21 4833 0 Научные открытия
0
Ученые объяснили асимметрию чтения ДНК
Молекулярные биологи из Массачусетского технологического института обнаружили один из механизмов, который позволяет объяснить асимметрию транскрипции ДНК у человека и других ядерных организмов. Статья с описанием работы опубликована в журнале Nature, кратко о ней пишет пресс-служба MIT. В ходе исследования ученые ..
2013-06-25 1670 0 Научные открытия
0
Нейробиологи раскрыли тайну алкоголизма
Нейробиологи из Университета Северной Каролины обнаружили цепи из нейронных клеток, которые могут отвечать за пагубную страсть к спиртному. Эти цепи объединяют две области мозга — расширенную миндалину и вентральную область покрышки, которые отвечают за реакцию на стресс и зависимости соответственно. Исследование ..
2016-04-28 2319 0 Научные открытия
0
Кольцевые РНК оказались молекулами-губками
Ученые установили, что недавно открытые кольцевые молекулы РНК способны активировать работу генов, связывая соответствующие ингибиторные микро-РНК. Две работы независимых групп исследователей появились в журнале Nature, там же можно прочитать редакционную статью, посвященную открытию и новостную заметку. Группа под руководством ..
2013-03-2 1606 0 Научные открытия
0
Астрономы раскрыли тайну появления самых больших звёзд
Астрономы раскрыли загадку огромных звёзд, которые не давали учёным покоя с момента их открытия в 2010 году. Четыре звезды, обнаруженные в звёздном скоплении R136 в соседней с нашей галактике Большое Магелланово Облако, имели настолько большие размеры, что совершенно ..
2012-08-9 1570 0 Научные открытия
0
Биологи раскрыли тайну неуправляемого деления раковых клеток
Группа биологов из Института Гульбенкяна в Португалии сумели понять, как материнская клетка при делении распределяет среди дочерних клеток правильное количество центриолей — органелл, участвующих в формировании клеточного центра и веретена деления, и отклонения в численности которых может спровоцировать рак. ..
2016-04-23 2250 0 Научные открытия
0
Ученые определили роль неандертальских генов в развитии болезней
Американские ученые выяснили, как унаследованные от неандертальцев гены влияют на здоровье современных людей. Результаты работы опубликованы в журнале Science.О том, что древние люди, вышедшие из Африки около 60 тысяч лет назад, скрещивались с встреченными в Европе 10 тысяч лет спустя неандертальцами, стало известно в 2010 году. Генетическое ..
2016-02-14 2135 0 Научные открытия
0
Статистический анализ отодвинул время расхождения неандертальцев и денисовцев
Американские генетики построили модель, описывающую историю неандертальцев и денисовцев, основываясь на статистическом анализе частоты распределения полиморфных сайтов в известных геномах. Согласно анализу, ветви неандертальцев и денисовцев разошлись раньше, чем предполагалось, а их предковая популяция была очень мала. Исследование опубликовано в Proceedings of the National ..
2017-08-14 21772 0 Научные открытия
0
Российские ученые раскрыли механизм получения природного инсектицида
С помощью квантово-химических расчетов ученые из Института органической химии имени Зелинского Российской академии наук расшифровали механизм получения важного природного инсектицида. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале PLOS ONE, а кратко о них сообщили в пресс-релизе, поступившем ..
2015-04-13 4326 0 Научные открытия
0
Ученые раскрыли механизм старения человека
Один из самых больших секретов биологии - механизм старения человека - удалось раскрыть международной группе ученых в университете английского города Ньюкасл с помощью компьютерного моделирования, экспериментов с клетками и генетически модифицированной мышью.Совместно с коллегами из немецкого университета в Ульме англичане, ..
2012-11-15 3710 0 Научные открытия
1
Астрофизики разгадали литиевую тайну
Международный коллектив астрофизиков предложил простое разрешение литиевой загадки — наличия большого количества звезд-гигантов с обильным содержанием этого элемента, что не укладывается в канонические модели эволюции светил малой и средней массы. Посвященный исследованию препринт авторы опубликовали на сайте ..
2016-03-21 2042 0 Научные открытия
-1
Ученые определили, когда живые организмы начали видеть
Ученые из Великобритании и Ирландии заявили, что организмы научились различать свет раньше, чем считалось ранее. К таким выводам ученых привел анализ генов, отвечающих за производство светочувствительных белков опсинов, и компьютерное моделирование их развития у живых существ.Ранее среди ученых не было ..
2012-11-1 2016 0 Научные открытия
0
Ученые: гены улиток помогут продлить жизнь
У улиток есть удивительная способность приостанавливать процесс старения на период спячки. Австралийские ученые хотят найти гены, ответственные за этот процесс, и надеются, что в будущем за счет этого можно будет продлить жизнь человека. Как пишет The Courier Mail, ученые ..
2013-01-29 2367 0 Научные открытия
0