Adaptive Mutation

Adaptive Mutation ist eine umstrittene Evolutionstheorie. Es postuliert, dass Mutationen oder genetische Veränderungen, sind viel weniger zufällig und zielgerichteter als traditionelle Evolution. Es gab eine Vielzahl von Experimenten versucht, die Idee der adaptive Mutation zumindest in Mikroorganismen nachzuweisen.

Definition

Die am weitesten akzeptierte Evolutionstheorie besagt, dass Organismen auf natürliche Selektion, wo Veränderungen durch Mutationen verursacht Verbesserung des Organismus Chance des Überlebens auf der Basis zu diversifizieren. Adaptive Mutation Staaten, die als Reaktion auf spezifische Belastungen anstatt Mutationen und Evolution zufällig sind sie. Mit anderen Worten, die Mutationen, die auftreten, sind vorteilhaft und spezifisch für den gegebenen Druck, anstatt zufällig und nicht eine Antwort auf etwas Bestimmtes. Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff Stress bezieht sich auf jede Veränderung in der Umgebung, wie Temperatur, Nährstoffe, Populationsgröße usw. Tests mit Mikroorganismen wurde gefunden, daß für eine adaptive Mutation mehrere der nach einer gegebenen Belastung beobachteten Mutationen waren im Umgang mit effektiven werden der Stress als Zufall allein würde vorschlagen, ist möglich. Diese Theorie der adaptiven Mutation wurde als erster akademischer Aufmerksamkeit in den 1980er Jahren von John Cairns gebracht.

Wichtige Experimente

Adaptive Mutation ist ein sehr kontroverses Thema so gab es viele Versuche, um zu beweisen oder zu diskreditieren die Theorie. Drei große Experimente sind die SOS-Reaktion und Reaktionen auf Hunger in Escherichia coli, und Prüfung für Revertanten eines Tryptophan Auxotroph von Saccharomyces cerevisiae, oder Hefe.

SOS-Reaktion

Dieses Experiment unterscheidet sich von den anderen in einem kleinen Weg: dieses Experiment konzentriert sich auf die Übertragungswege bei der adaptiven Mutation, während die anderen testeten die sich verändernden Umwelt Mikroorganismen wurden ausgesetzt. Einfach ausgedrückt, die SOS-Antwort in E. coli ist die Antwort auf DNA-Schädigung, die repariert werden müssen. Die normalen Zellzyklus wird gehalten und Mutagenese setzen kann beginnen. Dies bedeutet, dass Mutationen auftreten wird, um zu versuchen, den Schaden zu beheben. Diese Hypermutation oder erhöhten Änderungsrate hat als Reaktion auf einige Regulierungsprozess zu haben, und einige der wichtigsten Moleküle in diesem Prozess sind RecA und LexA. Dies sind Proteine ​​und wirken als Bremslichter für diese und andere Verfahren. Sie scheinen auch den größten Anteil an adaptive Mutation in E. coli sein. Veränderungen in Gegenwart von einem oder dem anderen wurde gezeigt, dass die SOS-Reaktion, die wiederum beeinflußt, wie die Zellen konnten Lactose, die nicht mit der Lactose Verhungern Experiment verwechseln Prozess beeinflussen. Der entscheidende Punkt, hier zu verstehen ist, dass LexA und RecA beide waren erforderlich für adaptive Mutation auftreten, und ohne die SOS-Reaktion adaptive Mutation nicht möglich wäre.

Lactose Starvation

Der E. coli Stamm FC40 besitzt eine hohe Mutationsrate, und so ist nützlich für Studien, wie zum Beispiel für eine adaptive Mutation. Aufgrund einer Frameshift-Mutation, eine Änderung in der Sequenz, die die DNA bewirkt, die etwas anderes Code ist FC40 nicht Lactose verarbeiten. Wenn sie in einem Lactose-reichen Medium gelegt, wurde gefunden, dass 20% der Zellen mutiert von Lac- zum Lac +, dh sie könnten nun nutzen die Lactose in ihrer Umgebung. Die Reaktionen auf Stress sind nicht im aktuellen DNA, aber die Änderung wird während der DNA-Replikation durch Rekombination und den Replikationsprozess selbst vorgenommen, was bedeutet, dass der adaptive Mutation tritt in den aktuellen Bakterien und wird von den nachfolgenden Generationen vererbt werden, da die Mutation wird Teil der genetische Code in den Bakterien. Dies wird in einer Studie von Cairns, die zeigten, dass selbst nach dem Bewegen E. coli zurück zu einem Medium mit minimalen Mengen an Lactose, Lac + Mutanten weiterhin als Reaktion auf den vorherigen Umgebung erzeugt werden besonders offensichtlich. Dies wäre nicht möglich, wenn adaptive Mutation war nicht bei der Arbeit, weil natürliche Selektion diese Mutationen in der neuen Umgebung nicht begünstigen. Obwohl es viele Gene in adaptive Mutation beteiligt recG, ein Protein ist, wurde gefunden, dass eine Wirkung auf adaptive Mutation. Von selbst, recG wurde festgestellt, nicht notwendigerweise auf eine Mutations Phänotyp führen. Es wurde jedoch festgestellt, daß das Auftreten von Revertanten in Wildtyp-Zellen zu hemmen. Andererseits waren recG Mutanten Schlüssel für die Expression von RecA-abhängigen Mutationen, die ein Hauptteil der Studie in den SOS-Antwort-Experimente, wie etwa die Fähigkeit, Lactose zu verwenden waren.

Hefe

Dr. von Borstel, in den 1970er Jahren durchgeführt, ähnlich wie die Laktose Starvation Experiment mit Hefe-Experimenten, speziell Saccharomyces cerevisiae. Er speziell für Tryptophan Auxotroph Revertanten getestet. Ein Tryptophan Auxotroph nicht Tryptophan zu machen für sich selbst, aber Wildtyp-Zellen können und so eine Revertanten wird in den normalen Zustand des Seins in der Lage, Tryptophan zurück. Er fand, daß, wenn die Hefekolonien wurden aus einem Tryptophan-reichen Medium zu einem Minimalbehandlung bewegt Revertanten weiter für mehrere Tage angezeigt. Es muss jedoch angemerkt werden, dass der Grad, in dem Revertanten in Hefe beobachtet wurde, war nicht so hoch wie mit Bakterien. Andere Wissenschaftler haben ähnliche Experimente wie die Hall-Histidin Revertanten getestet oder Steele & amp durchgeführt wird; Jinks-Robertson, die Lysin getestet. Diese Experimente zeigen, wie Rekombination und DNA-Replikation für die adaptive Mutation notwendig sind. Es muß jedoch anerkannt werden, dass für Lysin getesteten Zellen Rekombination weiterhin auch ohne Selektion für es vorkommen. Steele & amp; Jinks-Robertson abgeschlossen, dann kam es, daß die Rekombination unter allen Umständen, adaptive oder anderweitig, während Mutationen nur verfügbar, wenn sie von Vorteil und adaptive waren waren.

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