Povežite se s nama

Pretražite Kozmos

Jeste li znali?

Istraživači pronašli “Borgovski DNK” koji ima mogućnost asimilacije gena

Ime je dobio po civilizaciji Borg iz Zvjezdanih staza.

U procesu genetske analize mikrobne zajednice močvare, američki su znanstvenici otkrili novu vrstu ogromnog genetskog elementa, vjerojatno sposobnog za asimilaciju gena arheja. Iz tog su razloga nazvani po civilizaciji Borg iz znanstveno-fantastične serije Zvjezdane staze – Borg DNA. Očito ti prethodno nepoznati elementi pripadaju mikroorganizmima koji oksidiraju metan.

Pored bakterija i eukariota, koji uključuju sisavce, taksonomi razlikuju i treću domenu živih organizama – arheje. Fenotipski se mogu nazvati mikrobima, ali se biokemijski uvelike razlikuju od bakterija, zbog čega su odvojeni u zasebnu skupinu.

Mnogi predstavnici arheja žive u ekstremnim uvjetima – na visokim temperaturama, u uvjetima povećane slanosti, visokog tlaka itd.

Uz to, neke vrste arheja privlače pažnju ekologa jer aktivno sudjeluju u cirkulaciji atmosferskog metana, stakleničkog plina.

Nastavak teksta je ispod oglasa.

Različite vrste arheja mogu i proizvoditi metan, ispuštajući ga u atmosferu i metabolizirati. Te vrste žive u anoksičnim uvjetima, koji su tipični za močvare.

Sve što trebate znati o novom Borgovskom DNK

Genetičari sa Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyu proučavali su jednu od ovih zajednica močvarnih arheja analizirajući njihov metagenom, odnosno “mješavinu” DNA iz svih mikroorganizama iz datog uzorka.

Ova se metoda često koristi za DNK analizu arheja jer ih je teško ili nemoguće uzgajati u laboratoriju. Tijekom analize znanstvenici su otkrili ranije nepoznate elemente, od kojih su četiri uspjeli u potpunosti obnoviti sekvencu DNK.

Samo 7% naše DNK jedinstveno je za moderne ljude

Pokazalo se da su to velike (od 600 do 900 tisuća baznih parova) linearne molekule DNA, ograničene dugim obrnutim ponavljanjima. Genetičari su sugerirali da molekule postoje u stanicama kao zasebni ekstrakromosomski elementi.

Nastavak teksta je ispod oglasa.

Ispostavilo se da su elementi obogaćeni ponavljajućim sekvencama, imali start početka replikacije (kopiranja), kao i sustav zaštite od mobilnih elemenata u CRISPR-Cas formatu.

Uz to, sadržavali su mnoge nove gene s nepoznatim funkcijama. Međutim, istraživači su identificirali 20 posto svih gena kao pripadnike roda arhea Methanoperedens. Analiza različitih uzoraka tla pokazala je da se prisutnost genetskih elemenata poklapa s prisutnošću ovih arheja, pa su Methanoperedens preliminarno nazvani domaćinima nepoznate DNA.

Dijagrami Borgovske sekvence DNA. Izvori: Basem Al-Shayeb i sur. / BioRxiv, 2021

Znanstvenici su odbacili hipotezu da su dio genoma nepoznate vrste budući da na elementima nisu pronašli gene koji kodiraju sintezu proteina. Čini se da su metanoperedens geni ušli u ove molekule vodoravnim prijenosom.

Zbog njihove sposobnosti integriranja gena, istraživači su nove elemente nazvali Borg – prema rasi ili civilizaciji bića iz serije StarTrek koja su asimilirala razne tehnologije i objekte. Četiri potpuno sastavljena Borga nazvana su zasebnim bojama – crnom, cijan, magenta i lila.

Znanstvenici su primijetili da se Borgovi potpuno razlikuju od poznatih ekstrakromosomskih elemenata poput plazmida, jer ne sadrže nikakve karakteristične elemente za njih. Međutim, moguće je da se ti elementi mogu prenositi između stanica kao neki drugi ekstrakromosomski elementi.

Među arhealnim genima pronađenima na Borgovima, genetičari su posebno primijetili gen za ključni enzim oksidacije metana.

Nastavak teksta je ispod oglasa.

Ako pretpostavimo da se Borgovski geni prenose između stanica u procesu vodoravnog prijenosa, tada se geni za metabolizam metana mogu širiti između mikroorganizama, sudjelujući u evoluciji arheja.

Pridružite ses raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr

Izvori:

• Ainsworth, C. (2021, July 15). Weird ‘Borg’ DNA found in microbes takes in genes from other organisms. New Scientist.
• Al-Shayeb, B. (2021, January 1). Borgs are giant extrachromosomal elements with the potential to augment methane oxidation. bioRxiv.
• Dance, A. (2021, July 16). Massive DNA ‘Borg’ structures perplex scientists. Nature News.
• Ferreira, B. (2021, July 15). Newly-discovered ‘Borg’ DNA Is unlike anything scientists have ever seen. Newly-discovered ‘Borg’ DNA Is unlike anything scientists have ever seen | College of Chemistry.
• Pennisi, E., Cohen, J., Wadman, M., Clery, D., Stone, R., Casassus, B., Ibrahim, M., Fritts, R., Oza, A., & Viveros, A. (2021, July 16). Mysterious DNA sequences, known as ‘Borgs,’ recovered from California mud. Science.
• Starr, M. (n.d.). Mysterious New ‘Borg’ DNA Seems to Assimilate Genes From Different Organisms. ScienceAlert.

Nastavak teksta je ispod oglasa.

Pročitaj više

Jeste li znali?

Znanstvenici su pronašli dokaze o višestrukim valovima specifičnih mutacija, sugerirajući da se moderni ljudski fenotip mogao razvijati u fazama. Američki genetičari analizirali su 279...

Jeste li znali?

Trebalo je više od 20 godina, ali znanstvenici su napokon na rubu sekvenciranja cijelog ljudskog genoma. U lipnju 2000., Projekt Human Genome i poduzeće...

Jeste li znali?

Te su bakterije među najstarijim živim bićima koje su znanstvenici ikad proučavali. Koliko bi život na Zemlji uistinu mogao biti trajan? Čuda prirode nikad...

Oglas