Луковый тест
Луковый тест — это способ оценить обоснованность аргументов в пользу функциональной роли мусорной ДНК . Это связано с парадоксом, который возник бы, если бы большая часть эукариот некодирующей ДНК считалась функциональной, а также с трудностью согласования этого предположения с разнообразием размеров геномов среди видов. [ 1 ] Первоначально был предложен термин «луковый тест». [ 2 ] неофициально в блоге Т. Райана Грегори, чтобы прояснить дискуссию о мусорной ДНК . Этот термин упоминался в газетах и интернет-СМИ. [ 3 ] [ 4 ] статьи в научных журналах, [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] и учебник. [ 9 ] Тест определяется как:
Луковый тест — это простая проверка реальности для всех, кто думает, что придумал универсальную функцию для мусорной ДНК. Какую бы функцию вы ни предлагали, задайте себе вопрос: могу ли я объяснить, почему луку для этой функции нужно примерно в пять раз больше некодирующей ДНК, чем человеку?
Лук и его родственники сильно различаются по размеру генома. [ 10 ] без изменения их плоидности, и это дает исключительно ценную информацию о «мусорной» ДНК геномной экспансии. Поскольку лук ( Allium cepa ) — диплоидный организм, имеющий размер гаплоидного генома 15,9 Гб, [ 10 ] в нем в 4,9 раза больше ДНК, чем в геноме человека (3,2 Гб). Другие виды рода Allium сильно различаются по содержанию ДНК, не меняя своей плоидности . Например, Allium schoenoprasum ( лук-лук ) имеет размер гаплоидного генома 7,5 Гб, что вдвое меньше, чем у лука, однако Allium ursinum (дикий чеснок) имеет размер гаплоидного генома 30,9 Гб, что почти в два (1,94 раза) больше, чем у лука и более. в четыре раза (4,1x) больше, чем у зеленого лука. Эта крайняя разница в размерах между близкородственными видами рода Allium также является частью обоснования расширенного теста на лук, как оно было первоначально определено: [ 2 ]
Кроме того, если вы думаете, что лук, возможно, какой-то особенный, учтите, что размеры генома представителей рода Allium варьируются от 7 до 31,5 пг. Так почему же A. altyncolicum может обходиться одной пятой большей регуляцией, поддержанием структуры, защитой от мутагенов или [вставить предпочтительную универсальную функцию] чем A. ursinum ?
Парадокс C-значения
[ редактировать ]Некоторые исследователи утверждают, что луковый тест связан с более широкими проблемами, связанными с парадоксом C-значения , и справедлив только в том случае, если можно обосновать предположение о том, что размер генома не влияет на физиологию организма. [ 11 ] По словам Ларри Морана, луковый тест — это не аргумент в пользу «мусорной» ДНК, а подход к оценке возможных функциональных объяснений некодирующей ДНК. По его словам, в нем задается вопрос, почему видам лука требуется гораздо больше этой предполагаемой функции, чем людям, и почему гораздо больше (или меньше), чем другим близкородственным видам лука, и не учитываются различия в размере генома ( значение C). ) среди самих организмов. [ 12 ]
Ответы
[ редактировать ]По мнению христианского креациониста Джонатана Маклатчи, луковый тест действителен только в том случае, если можно обосновать предположение, что размер генома не имеет никакого отношения к физиологии организма. Длинные последовательности повторяющейся ДНК могут иметь большое значение для организма и способствовать задержкам транскрипции и механизмам синхронизации развития организма. Более того, он утверждает, что существует положительная корреляция между размером генома и объемом клеток у одноклеточных эукариот, таких как растения и простейшие , и поэтому большее количество ДНК, таким образом, обеспечивает селективное преимущество, внося вклад в скелет и объем ядра этих клеток. [ 11 ] Ларри Моран, к которому на самом деле обращался в посте МакЛатчи, подробно ответил: [ 13 ]
[луковый тест] разработан как мысленный эксперимент для проверки гипотезы о возможной функции больших количеств некодирующей ДНК. Если вы думаете, что у вас есть объяснение того, почему большая часть человеческого генома имеет определенную функцию, вам следует объяснить, как это объясняет геномы лука. Райан Грегори знал, что большинство так называемых объяснений выглядят очень глупо, когда вы пытаетесь использовать их для объяснения размера генома видов лука.
Юэн Бирни (тогдашний руководитель проекта ENCODE) объяснил разницу результатом полиплоидии . [ 14 ] [ 15 ] [ нужен лучший источник ] и поэтому не имеет отношения к обсуждению людей.
(о луке и т. д.); полиплоидия и позволение вашим повторам «сходить с ума» (плохие пиРНК для всех) означают, что ваш геном может быть очень большим
Подобные заявления были сделаны Джоном Мэттиком в статье, защищающей проект ENCODE от аргументов, оспаривающих основные выводы проекта: [ 16 ]
Другой существенный аргумент, имеющий отношение к этому вопросу, упомянутый в цитатах, предваряющих работу Graur et al. Статья, более подробно обсуждаемая Дулиттлом, представляет собой так называемую «загадку C-значения», которая относится к тому факту, что некоторые организмы (например, некоторые амебы, лук, некоторые членистоногие и амфибии) имеют гораздо больше ДНК на клетку, чем люди. , но не может быть более сложным с точки зрения развития или когнитивного развития, а это означает, что геномы эукариот могут нести и действительно несут различное количество ненужного багажа. Возможно, это и так, но масштабы такого багажа у людей неизвестны. Однако там, где данные доступны, эти исключения, по-видимому, связаны с полиплоидией и/или различной нагрузкой транспозонов (неопределенной биологической значимости), а не с абсолютным увеличением генетической сложности. Более того, наблюдается в целом последовательный рост количества некодирующей белок межгенной и интронной ДНК со сложностью развития, взаимосвязь, которая ничего не доказывает, но предполагает связь, которую можно фальсифицировать только нисходящими исключениями, о которых ничего не известно. .
Фрилинг и др. предложил гипотезу баланса генома, которая, предположительно, объясняет парадокс C-значения и проходит луковый тест. [ 17 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Палаццо, Александр Ф.; Грегори, Т. Райан (8 мая 2014 г.). Эйки, Джошуа М. (ред.). «Дело о мусорной ДНК» . ПЛОС Генетика . 10 (5): e1004351. дои : 10.1371/journal.pgen.1004351 . ISSN 1553-7404 . ПМК 4014423 . ПМИД 24809441 .
Подводя итог, можно сказать, что представление о том, что большая часть некодирующей ДНК эукариот является функциональной, очень трудно согласовать с огромным разнообразием размеров геномов, наблюдаемым среди видов, в том числе среди некоторых близкородственных таксонов. Луковый тест — это просто повторение этой проблемы, которая была хорошо известна биологам-геномистам на протяжении многих десятилетий.
- ^ Перейти обратно: а б «Луковый тест. «Геномикрон» . www.genomicron.evolverzone.com . Проверено 13 февраля 2019 г.
- ^ Моран, Лоуренс А. (12 октября 2011 г.). «Песчаная дорожка: Двойка» . Песчаная дорожка . Проверено 13 февраля 2019 г.
- ^ Циммер, Карл (8 марта 2015 г.). «Большая часть нашей ДНК — это мусор?» . Журнал «Нью-Йорк Таймс» .
- ^ Палаццо, Александр Ф.; Грегори, Т. Райан (8 мая 2014 г.). Эйки, Джошуа М. (ред.). «Дело о мусорной ДНК» . ПЛОС Генетика . 10 (5): e1004351. дои : 10.1371/journal.pgen.1004351 . ISSN 1553-7404 . ПМК 4014423 . ПМИД 24809441 .
- ^ Фрилинг, Майкл; Сюй, Цзе; Вудхаус, Маргарет; Лиш, Дэймон (2015). «Решение парадокса C-значения и функции мусорной ДНК: гипотеза баланса генома» . Молекулярный завод . 8 (6): 899–910. дои : 10.1016/j.molp.2015.02.009 . ПМИД 25743198 .
- ^ Жермен, Питер-Люк; Ратти, Эммануэль; Боэм, Фредерик (2014). «Мусорная или функциональная ДНК? КОДИРОВАНИЕ и спор о функциях» Биология и философия . 29 (6): 807–831. дои : 10.1007/ s10539-014-9441-3 ISSN 0169-3867 . S2CID 84480632 .
- ^ Граур, Д.; Чжэн, Ю.; Прайс, Н.; Азеведо, РБР; Зуфалл, РА; Эльхайк, Э. (26 марта 2013 г.). «О бессмертии телевизоров: «функция» в геноме человека согласно неэволюционному евангелию ENCODE» . Геномная биология и эволюция . 5 (3): 578–590. дои : 10.1093/gbe/evt028 . ISSN 1759-6653 . ПМЦ 3622293 . ПМИД 23431001 .
- ^ Граур, Дэн (2016). Молекулярная и геномная эволюция . Сандерленд, Массачусетс: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9781605354699 . OCLC 951474209 .
- ^ Перейти обратно: а б Рикрох, А; Йоктенг, Р; Браун, Южная Каролина; Надот, С (2005). «Эволюция размера генома некоторых культивируемых видов лука». Геном . 48 (3): 511–520. дои : 10.1139/g05-017 . ISSN 0831-2796 . ПМИД 16121247 .
- ^ Перейти обратно: а б «Почему «луковый тест» не работает как аргумент в пользу «мусорной ДНК» » . Новости эволюции . 2 ноября 2011 года . Проверено 12 февраля 2019 г.
- ^ Моран, Лоуренс А. (12 октября 2011 г.). «Песчаная дорожка: Двойка» . Песчаная дорожка .
- ^ Моран, Ларри (2 ноября 2011 г.). «Песчаная дорожка: Джонатан М. снова проваливает луковый тест» . Песчаная дорожка . Проверено 22 июля 2020 г.
- ^ @ewanbirney (5 сентября 2012 г.). «Регистрация» ( Твит ) . Проверено 20 июля 2020 г. - через Twitter .
- ^ @leonidkruglyak (5 сентября 2012). «Регистрация» ( Твит ) . Проверено 20 июля 2020 г. - через Twitter .
- ^ Мэттик, Джон С.; Дингер, Марсель Э. (15 июля 2013 г.). «Степень функциональности генома человека» . Журнал Хьюго . 7 (1): 2. дои : 10.1186/1877-6566-7-2 . ISSN 1877-6566 . ПМЦ 4685169 .
- ^ Фрилинг, Майкл; Сюй, Цзе; Вудхаус, Маргарет; Лиш, Дэймон (1 июня 2015 г.). «Решение парадокса C-значения и функции мусорной ДНК: гипотеза баланса генома» . Молекулярный завод . 8 (6): 899–910. дои : 10.1016/j.molp.2015.02.009 . ПМИД 25743198 .