Ein Großteil der Literatur für Laien scheint zu berücksichtigen (und die Idee zu verbreiten), dass ein Tier (oder eine Pflanze, denke ich) durch sein Genom charakterisiert wird. Ob das auch für Fachliteratur gilt, weiß ich nicht. Sogar auf dieser Seite wird das Tag- Genom als die Gesamtheit der Erbinformationen eines Organismus definiert , was zu implizieren scheint, dass es eine Beschreibung von allem enthält, was vererbt werden kann.
Es scheint mir, dass der Versuch, ein Tier mit der alleinigen Kenntnis seines Genoms zu definieren (geschweige denn nachzubilden, wie es sich manche Menschen vorstellen) nicht wirklich sinnvoll ist, ohne die ergänzende Kenntnis der Zellstruktur der Eizelle, die dies interpretieren muss Genom.
Diese Frage scheint in der Laienliteratur nie ernsthaft behandelt worden zu sein.
Ist es so, dass sich diese Entschlüsselungsmaschinerie viel weniger weiterentwickelt als das Genom selbst? Dies war zu erwarten, da eine Änderung des Decoders normalerweise wichtigere, globale und drastischere Auswirkungen hat als eine Änderung des Genoms, die zu einer sehr lokalisierten Wirkung führen kann. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass Änderungen an dieser Maschinerie ein lebensfähiges Wesen hervorbringen.
Um diese Frage zu verfeinern (es sei denn, der Moderator möchte, dass dies eine separate Frage ist):
Gibt es eine Studie über die diachrone Evolution dieser Genom-Entschlüsselungsmaschinerie in einer bestimmten Art oder über die synchronen Unterschiede zwischen den Arten, die wahrscheinlich ein Maß für die Geschwindigkeit der diachronen Evolution dieser Maschinerie liefern würde?
Wenn sich zwei ähnliche Arten nicht paaren können, wird (in einigen Fällen) analysiert, ob dies auf Schwierigkeiten bei der Kombination der beiden Genome zurückzuführen ist oder auf die Tatsache, dass die Eizelle der einen das Genom der anderen nicht richtig interpretieren kann?
Gute Frage! Beginnen wir damit, über verschiedene Formen der Erblichkeit zu sprechen.
Hier ist eine Liste von Dingen, die vererbt werden können. Einige von ihnen werden nur ('hauptsächlich' wäre richtiger als 'nur') auf die Nachkommen übertragen, während andere auch auf jedes Individuum in der Population übertragen werden können.
Der Begriff Epigenetik wird mit mehreren Bedeutungen verwendet. Im engsten Sinne bezieht es sich nur auf Modifikationen (typischerweise Methylierung ) auf der DNA-Sequenz oder auf Histone (Histone sind Proteine, um die die DNA gewickelt ist). Im weitesten Sinne bezieht es sich auf jedes Element der Vererbung, das nicht durch die DNA-Sequenz verursacht wird. In der folgenden Liste werde ich den Begriff Epigenetik vermeiden.
Was kann vererbt werden:
In dieser Art von Diskussion gibt es oft jemanden, der aufsteht, um über Plastizität, Entwicklungsrauschen und Mutationsrauschen zu sprechen, um die Dinge durcheinander zu bringen. Ich werde sie nur als phänotypisches Merkmal betrachten und ihnen im Moment nicht viel Aufmerksamkeit schenken (obwohl sich ein Teil meiner Forschung auf diese drei Konzepte konzentriert).
Ich finde es gut, dass Sie bemerkt haben, dass „das Tag- Genom als die Gesamtheit der Erbinformationen eines Organismus definiert ist “. Solche Definitionen sind weit verbreitet und beruhen auf einer alten Auffassung von Erbschaft. Wie oben aufgeführt, gibt es andere Dinge als die DNA-Sequenz, die von den Nachkommen geerbt wird. Obwohl alle Biologen das wissen, ist es wahr, dass nur wenige die Existenz dieser anderen Formen der Vererbung in ihren täglichen Gedanken wirklich anerkennen.
Einige Autoren haben argumentiert, dass diese anderen Arten der Vererbung nicht vernachlässigt werden dürfen. Odling-Smee und Kollegen haben ein ganzes Buch zu diesem Thema geschrieben ( Niche Construction: The Neglected Process in Evolution ). Einige haben sogar argumentiert, dass wir unsere Evolutionstheorie angesichts der Existenz nicht-genetischer Vererbung umbenennen sollten (siehe Laland et al. 2015 ). Mein Gefühl ist, dass die überwiegende Mehrheit der Biologen die Existenz dieser Arten von Vererbung anerkennt, aber nicht der Meinung ist, dass es eine Umbenennung der Evolutionstheorie wert ist (derzeit als moderne Evolutionssynthese bezeichnet). Einige würden diese Umbenennung nicht für notwendig halten, entweder weil sie die Bedeutung dieser anderen Vererbungsformen vernachlässigen oder weil sie es einfach nicht für sinnvoll halten, unsere Theorie umzubenennen, selbst wenn die Bedeutung dieser anderen Prozesse anerkannt wird.
In Ihrer Frage schlagen Sie vor, die Zelle als Entschlüsseler der DNA zu betrachten. IMO, das ist irreführend. In dieser Diskussion verlasse ich die Wissenschaft und betrete den Bereich der Philosophie ( Identität ).
Was allgemein als der Mechanismus der Entschlüsselung von DNA angesehen wird, ist tatsächlich Teil unseres Geoms selbst (beachten Sie typischerweise die Bedeutung von tRNA und rRNA). Wenn Sie sich mit dem Grundkonzept der Genexpression nicht wohl fühlen, sollten Sie sich einen Einführungskurs wie die Khan Academy von Abschnitt Classical and molecular geneticszu Abschnitt ansehen Gene regulation.
Außerdem würde ich argumentieren, dass alle Elemente, die an die Nachkommen weitergegeben werden, als Nachkommen betrachtet werden sollten. Wenn sich herausstellt (was wir ziemlich genau wissen, dass es falsch ist), dass die Histonmodifikation mehr in der phänotypischen Varianz als in der genetischen Varianz erklärt, wäre es intuitiv unfair, die Histonmodifikation nur als einen Decoder des Genoms zu sehen. Wir wären eher versucht, die Histonmodifikation als zentral und die DNA-Sequenz als Nebeneffekt zu sehen.
Sie sagen: "Diese Frage scheint in der Laienliteratur nie ernsthaft behandelt zu werden". Das Buch von Richard Dawkins mit dem Titel Extended Phänotype , während es vielleicht nicht direkt auf Ihre Frage eingeht, ist ein guter Job, um mit Ihrem Konzept der Trennung von Umwelt und Genen zu spielen. Vielleicht möchten Sie einen Blick darauf werfen.
Beachten Sie, dass die laland et al. 2015 oben zitiert ist leicht zu lesen und wäre eine gute Informationsquelle für einen Laien.
Ich denke, der Grund für die Vereinfachung in vielen Kontexten ist, dass die Maschinerie, die den Genotyp in den Phänotyp umwandelt, AUCH im Genom spezifiziert ist; Ja, es ist notwendig, diese Maschinerie vorhanden zu haben, damit Zellen aller Art funktionieren und neue Zellen (egal ob Einzeller oder Mehrzeller) erzeugen können, aber diese Maschinerie selbst wird nicht wirklich vererbt; Die Maschinerie (Proteine und funktionelle RNA), die in einer Gründerzelle vorhanden ist, kann nicht vererbt werden, außer in sehr ungewöhnlichen und extremen Fällen.
Es kann Unterschiede in der Übersetzungsmaschinerie geben, siehe zum Beispiel Wikipedia , aber gerade weil, wie Sie schreiben, "Änderungen an dieser Maschinerie weniger wahrscheinlich zu einem lebensfähigen Wesen führen" - das bedeutet, dass Änderungen an dieser Maschinerie höchstwahrscheinlich tödlich sind und daher nicht in einer Population bestehen.
Fruchtbarkeitsstörungen zwischen Arten sind auf einfachere Faktoren zurückzuführen, und die Transkriptionsmaschinerie ist bei vielen Arten, die nicht kreuzfruchtbar sind, hochgradig konserviert.
Craig Venter stellte seine ersten synthetischen Bakterien her, indem er zunächst ein synthetisches Genom herstellte, das alle Gene enthält, die für den Betrieb eines Bakteriums (Mycoplasma. mycoides) erforderlich sind. Dieses synthetische Genom fügte sein Team dann in verwandte Bakterienarten (Mycoplasma capricolum) ein. Das synthetische Genom übernahm dann die Zelle und verwandelte die Zelle im Laufe der Zeit von einer Art in eine andere. http://www.nature.com/news/2010/100520/full/news.2010.253.html
Also ... nur weil es für Ihren Bauch keinen Sinn ergibt, ist es noch lange nicht falsch. Bauchgefühl ist großartig ... so denken wir, dass die Welt funktionieren sollte. Eine kurze Hand. Aber nur weil wir denken, dass die Welt in eine Richtung funktionieren sollte, ist es noch lange nicht so. Die Welt und die Biologie haben viele Anti-Darm-Konzepte.
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