Junk-DNA und "zufällige" Mutationen [geschlossen]

Ich bin etwas irritiert darüber, dass "Mutation" allgemein als ein völlig zufälliger Faktor in der Evolution beschrieben wird: Reine Zufälligkeit scheint nicht etwas zu sein, das einen langen Evolutionsprozess überleben kann.

Und eine grundlegende Evolution in einigen langlebigen Organismen scheint in deutlich weniger Generationen stattzufinden, als man für plausibel halten würde, wenn man nur die natürliche Selektion über eine unvoreingenommen mutierte genetische Basis betrachtet.

Ich frage mich also, ob es Versuche gegeben hat, die Mutation selbst als einen Prozess zu betrachten, der von der Evolution beeinflusst wird. Beispielsweise könnte "Junk-DNA" nicht zu einer Anfälligkeit für bestimmte Mutationen führen, die durch Umweltfaktoren wie Menge und Zusammensetzung von Nährstoffen, Umgebungstemperaturen und anderen bestimmt wird.

Die allgemeine Diskussion der Mutagenese, die ich finden kann, konzentriert sich ausschließlich auf "Schäden", wobei wiederum im Grunde allen Mutationen ein negativer oder zumindest ungerichteter Charakter zugewiesen wird (wie mehr Mutationen, die unter Stress auftreten, wobei das "Ziel" eher darin besteht, mehr zufällige Mutationen zu haben wo eins der Nachwuchs könnte zufällig erfolgreicher sein als der gestresste Elternteil).

In ähnlicher Weise sehe ich nicht viel über die Evolution und Konkurrenz von Gameten: wie verschiedene Umweltfaktoren beeinflussen, welche aus einer Fülle von Eiern reifen und welche Mutation der (asexuellen) männlichen Gametenreproduktion in den Hoden begünstigt wird im Laufe der Zeit oder unter Umgebungsbedingungen.

Im Grunde geht es bei der gesamten Evolution und natürlichen Selektion darum, wie man bis zur Fruchtbarkeit überlebt und einen Partner auswählt, und das war's, denn Gene sind konstant, abgesehen von zufälliger kosmischer Strahlung oder toxischen Substanzen.

Ich denke, dass diese Art, die Botschaft in der DNA isoliert von ihrem Medium zu sehen, einfach nicht nach etwas klingt, das Milliarden von Jahren überleben würde, ohne dass etwas weniger Zufälliges die reine Zufälligkeit ersetzt.

Gibt es also größere Studien, die versuchen herauszufinden, ob bestimmte Mutationen, die zu besser angepassten Phänotypen führen, nicht zufällig als Reaktion auf Umweltbedingungen auftreten (nämlich nicht nur die Mutationsrate, sondern auch die Richtung beeinflussen)?

Mir ist etwas unklar, was deine Frage ist. Fragen Sie, wie hoch die allgemeine Mutationsrate der genomischen DNA ist, ob sich jemand damit befasst hat und ob bestimmte Änderungen von Basenpaaren häufiger sind als andere?
Willkommen bei Biology.SE. In Ihrem Beitrag mischen sich verschiedene Konzepte, die meisten scheinen Ihnen etwas unklar zu sein. Ich empfehle Ihnen, sich etwas Zeit zu nehmen, um an einem Einführungskurs in die Evolution teilzunehmen. Das Verständnis der Evolution zum Beispiel würde gut passen.
Ich stimme für das Schließen, da die Frage mehrere Missverständnisse offenbart, die in einem Beitrag nicht vollständig angesprochen werden können (obwohl ich es kurz versucht habe).
Biology SE ist nicht der richtige Ort, um einfach eine Meinung wie diese zu äußern. Wenn Sie eine richtige Biologiefrage haben, konzentrieren Sie sich bitte darauf. Die Wirkung einer Mutation ist zufällig – eine Art kann nicht selbst eine Mutation mit spezifischer Wirkung erzeugen
Ich stimme dem oben genannten zu. Mutationen sind zufällig. Selektiver Druck gibt Richtung vor.
"Reine Zufälligkeit scheint nicht etwas zu sein, das in einem langen Evolutionsprozess überleben kann." Das ist das „Argument der Ungläubigkeit“ . Nur weil es dir nicht so vorkommt, heißt das nicht, dass es nicht so ist.
"Das ist es, denn Gene sind konstant, abgesehen von zufälliger kosmischer Strahlung oder toxischen Substanzen." Das ist total falsch. Gene mutieren ohne äußere Einflüsse wie Strahlung oder Toxine – aufgrund gelegentlicher Replikationsfehler mutieren sie sogar meistens ohne diese. Es ist unglaublich, wie wenig die DNA-Maschinerie vermasselt, aber sie ist auch nicht perfekt.

Antworten (2)

reine Zufälligkeit scheint nicht etwas zu sein, das in einem langen evolutionären Prozess überleben kann.

Ich denke, das liegt daran, dass Sie das Zusammenspiel zwischen Mutationen und natürlicher Selektion nicht ganz verstehen (nichts für ungut). Sie sollten einen Blick auf Evolution verstehen werfen .

Die allgemeine Diskussion der Mutagenese, die ich finden kann, konzentriert sich ausschließlich auf "Schäden".

Denn die allermeisten Mutationen sind schädlich (= schädigend). Aber offensichtlich sind nicht alle Mutationen schädlich, da sonst keine Anpassung möglich wäre (es würde nur eine reinigende Selektion stattfinden).

In ähnlicher Weise sehe ich nicht viel über Evolution und [..]

Ich verstehe diesen Absatz nicht.

Im Grunde geht es bei der gesamten Evolution und natürlichen Selektion darum, wie man bis zur Fruchtbarkeit überlebt und einen Partner auswählt [..]

NEIN! Evolution ist viel mehr als das. Beachten Sie, dass die Semantik von Evolution und natürlicher Selektion falsch ist, da sie in Ihrem Satz verwendet werden. Schauen Sie sich wieder einen Einführungskurs an.

Ich denke, diese Art, die Botschaft in der DNA als von ihrem Medium isoliert zu betrachten

NEIN! Die Umwelt ist ein grundlegender Grundsatz in der Evolutionsbiologie. Die Assoziation zwischen Genotypen und Fitness ist auch eine Funktion der Umwelt.

Sind Mutationen zufällig?

Die Mutationsrate variiert dramatisch zwischen den Arten und entlang der Genome (grob gesagt von 10 − 2 Zu 10 − 10 ). Beispielsweise sind Mikrosatelliten (wiederholte Sequenzen) hochgradig veränderlich. Beachten Sie auch, dass die Mutationswahrscheinlichkeit eines bestimmten Nukleotids auch von den genauen Nukleotiden abhängt, die es umgeben (Rob Ness; Persönliche Mitteilung). Die Mutationsrate ist bei einigen Arten (typischerweise bei Pflanzen) auch ein plastisches Merkmal (und wird daher selektiert). Die Umwelt beeinflusst die Mutationsrate und die Umwelt kann von manchen Arten gewählt (Vermeidung) oder sogar in manchen Arten konstruiert werden (Nischenbau). Bei Vielzellern korreliert das Alter des Vaters auch mit der Anzahl neu übertragener Mutationen. Ich habe jedoch noch nie von Studien gehört, die solche Verhaltensweisen zeigen, um die Mutationsrate zu beeinflussen. Epigenetische Veränderungen (betrifft nicht alle Arten) können auch die Mutationsrate und sogar in welches neue Nukleotid das alte Nukleotid (mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit) mutiert werden. Mutationen sind eher Übergänge als Transversionen. Wenn eine bestimmte Region unter umweltabhängiger Selektion steht, dann könnte eine Mutation, die es ermöglichen würde, die Mutationsrate an diesem Nukleotid drastisch zu erhöhen, immer dann, wenn der Organismus eine geringe Fitness hat (oder sogar wenn die Eigenschaft des Organismus für die spezifische Umgebung ungeeignet ist). Fixierung erreichen. Dieser Prozess (und vielleicht andere, die mir nicht bekannt sind) sind meiner Meinung nach in einer Hypothese namens (und es ist ein schrecklicher Name, da er zu Verwirrung führen kann) eingeschlossen. Wenn eine bestimmte Region unter umweltabhängiger Selektion steht, dann könnte eine Mutation, die es ermöglichen würde, die Mutationsrate an diesem Nukleotid drastisch zu erhöhen, immer dann, wenn der Organismus eine geringe Fitness hat (oder sogar wenn die Eigenschaft des Organismus für die spezifische Umgebung ungeeignet ist). Fixierung erreichen. Dieser Prozess (und vielleicht andere, die mir nicht bekannt sind) sind meiner Meinung nach in einer Hypothese namens (und es ist ein schrecklicher Name, da er zu Verwirrung führen kann) eingeschlossen. Wenn eine bestimmte Region unter umweltabhängiger Selektion steht, dann könnte eine Mutation, die es ermöglichen würde, die Mutationsrate an diesem Nukleotid drastisch zu erhöhen, immer dann, wenn der Organismus eine geringe Fitness hat (oder sogar wenn die Eigenschaft des Organismus für die spezifische Umgebung ungeeignet ist). Fixierung erreichen. Dieser Prozess (und vielleicht andere, die mir nicht bekannt sind) sind meiner Meinung nach in einer Hypothese namens (und es ist ein schrecklicher Name, da er zu Verwirrung führen kann) eingeschlossen.Adaptive Mutationshypothese . Aber fangen Sie wirklich nicht an, ein Wissenschaftsgebiet zu studieren, indem Sie sich auf ein fortgeschrittenes Thema (oder noch schlimmer, ein kontroverses Thema) stürzen. Sie sollten mit einer Einführung beginnen.

Die Auswirkungen einer neuen Mutation auf die Fitness (und den Phänotyp) sind jedoch im Wesentlichen zufällig . Ein Organismus hat absolut keine Möglichkeit zu wissen, welches Protein durch eine bestimmte neue Mutation verursacht wird. Die Selektion selektiert dann nach der durch die Mutationen erzeugten Varianz, die Varianz nimmt ab und es findet eine Anpassung statt. Die Auswirkungen neuer Mutationen scheinen mehr oder weniger zwei gewichteten Gammaverteilungen zu folgen (zu denen eine Erhöhung der Wahrscheinlichkeitsdichte für tödliche Mutationen hinzugefügt wird).

Die von Ihnen zitierten Studien scheinen sich auf kurzlebige Organismen mit einer hohen Reproduktionsrate zu konzentrieren. Ich habe ausdrücklich langlebigere Exemplare erwähnt. Einige Korrelationen wie eine höhere männliche Geburtenrate bei älteren Ersteltern sind bekannt und werden nicht auf destruktive Mutationen zurückgeführt. Es wurde auch festgestellt, dass die Anzahl der Geburtsfehler bei alten Vätern nicht durch bloße zufällige Mutationen erklärt werden kann, sondern vielmehr durch eine höhere Konkurrenzfähigkeit bei der Replikation von Gameten mit einem bestimmten Defekt im Inneren des Hodens. Aber all das ist immer auf Fehler ausgerichtet und nicht auf die Korrelation mit wünschenswerten Merkmalen.
Ich zitiere eigentlich keine Studien. Nicht alles, worüber ich spreche, ist spezifisch für kurzlebige vs. langlebige Organismen. Ich verstehe nicht ganz, warum die Unterscheidung zwischen kurzlebig und langlebig für Ihre Frage gilt, aber ich glaube, ich verstehe die Frage nicht wirklich.
Ich glaube, ich bin auch verwirrt über das geringe Verständnis von Evolutionsprozessen, das Ihr Beitrag zeigt, und noch verwirrter bin ich jetzt, da ich sehe, dass Sie tatsächlich etwas wissen ... aber gleichzeitig scheinen Dinge wie wirklich nicht zu 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 issuesein mit der Frage zusammenhängen. Außerdem verstehe ich die Verwendung des Begriffs "Junk-DNA" in Ihrem Titel nicht. Ich glaube, ich verstehe die Frage einfach nicht.
Junk-DNA ist ein offensichtlicher Anwärter darauf, zu tertiären Molekülstrukturen und/oder Wasserstoffbrückenbindungen beizutragen, die die benachbarte Nicht-Junk-DNA mehr oder weniger anfällig für bestimmte Umwelteinflüsse machen. Dies können entweder direkte Einflüsse von Faktoren wie Säuregehalt oder andere Ionenkonzentrationen, Temperatur, Viskosität, osmotischer Druck oder spezifischere organische Substanzen sein, die möglicherweise vom Körper selbst als Reaktion auf äußere Reize erzeugt werden. Wenn Menschen "über Nacht vor Trauer grau werden" (nein, kaum über Nacht), wirkt sich die verantwortliche Veränderung der Körperchemie auch auf die Genmutation aus?

Haben Sie von dem historischen Luria-Delbrück-Experiment gehört , bei dem gezeigt wurde, dass Mutationen, die Resistenz gegen Antibiotika verleihen, in Escherichia coli im Wesentlichen zufällig sind?

Außerdem werden im Wikipedia-Artikel Diskussionen und einige Referenzen zum Phänomen der (gerichteten) adaptiven Mutagenese erwähnt, nach denen Sie meiner Meinung nach fragen. Aber ich weiß nicht viel über die Debatte.

Die meisten Antibiotika sind im Wesentlichen "zufällige" Umweltfaktoren, da die betreffenden Substanzen in der Regel nicht in großen Mengen in der Natur vorkommen (Penicillin ist eine bemerkenswerte Ausnahme). Auch Escherichia coli ist nicht gerade ein höherer Organismus mit langsamer Vermehrung und langer Lebensdauer.
Als Rémi.b verstehe ich nicht, warum langsame Reproduktion und lange Lebensdauer für Ihre Frage relevant sind. Sie scheinen überrascht zu sein, dass Mutationen schnell auftreten, aber eine Mutation kann und wird tatsächlich in einer Generation auftreten, weil sie in einem Nachkommen auftritt. Was dann Zeit braucht, ist nur die „Verbreitung“ der Mutation an die Population durch sukzessive neue Nachkommen, aber das hat nichts mit der Komplexität oder Lebenserwartung des Organismus zu tun.
Ob ein Umweltfaktor "zufällig" oder vorhersehbar ist, ist auch unabhängig davon, ob die Mutationen, die in einem Organismus auftreten, der diese Faktoren erfährt, zufällig oder zielgerichtet sind, daher sehe ich auch hier keine Relevanz.
Langsame Reproduktion und langes Leben sind für die Fragestellung relevant, da keine große Notwendigkeit für adaptive genetische Veränderungen besteht, die den Auswahlprozess von Phänotypen umgehen, wenn die Phänotypauswahl bereits schnell genug erfolgt, um typischen Umweltveränderungen zu folgen.
Junk-DNA und "zufällige" Mutationen [geschlossen]
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