Skąd pochodzą geny? - Carl Zimmer

Obejrzyj całą lekcję: http://ed.ted.com/lessons/where-do-genes-come-from-carl-zimmer

Kiedy około 4 miliardów lat temu na Ziemi pojawiło się życie, wówczas pierwotne mikroby posiadały podstawowy zestaw genów, który pozwolił im przetrwać.
W epoce ludzi i innych dużych organizmów krąży o wiele więcej genów. Skąd się one wzięły? Carl Zimmer bada mutacje i zwiększanie się liczby genów.

Lekcja: Carl Zimmer, animacja: TOGETHER.

Twoje DNA tworzy około 20 tysięcy genów.

Geny kodują cząsteczki,
z których składa się twoje ciało,

na przykład keratynę w paznokciach,
kolagen na koniuszku nosa

oraz dopaminę, która kłębi się w mózgu.

Inne gatunki mają własne geny.

Pająk ma geny do produkcji nici pajęczej.

Dąb ma geny do wytwarzania chlorofilu,
który zmienia światło słoneczne w drewno.

Skąd wzięły się wszystkie geny?

To zależy od genu.

Naukowcy uważają, że życie na Ziemi
pojawiło się około 4 miliardów lat temu.

Wczesne formy życia
były prymitywnymi mikrobami

z podstawowym zestawem genów,
aby utrzymać się przy życiu.

Mikroby przekazywały geny potomstwu

przez miliardy pokoleń.

Niektóre nadal wykonują te same zadania
w naszych komórkach,

jak na przykład kopiowanie DNA.

Jednak żaden z mikrobów nie miał genów
do produkcji nici pajęczej ani dopaminy.

Na Ziemi jest obecnie dużo więcej genów.

Wiele z dodatkowych genów
jest wynikiem błędów.

Za każdym razem, gdy komórka się dzieli,
tworzy nowe kopie swojego DNA.

Czasem przypadkowo kopiuje
ten sam odcinek DNA dwukrotnie.

To może spowodować powstanie
dodatkowej kopii jednego z genów.

Najpierw dodatkowy gen
działa tak samo jak oryginalny.

Jednak przez wiele pokoleń
może ulec mutacjom.

Mutacje mogą zmienić
sposób działania nowego genu,

który może się znowu powielić.

Zaskakująco duża liczba mutacji
pojawiła się całkiem niedawno,

a wiele z nich dopiero
kilka milionów lat temu.

Najmłodsze z genów wyewoluowały,

gdy oddzieliliśmy się od naszych kuzynów,
małp człekokształtnych.

Choć potrzeba ponad miliona lat,
aby pojedynczy gen

dał początek całej rodzinie genów,

naukowcy odkrywają,
że gdy tylko pojawiają się nowe geny,

to bardzo szybko przejmują
podstawowe funkcje.

Na przykład mamy setki genów

kodujących białka w naszych nosach,

które wyłapują cząsteczki zapachów.

Mutacje pozwalają wyłapywać
różne cząsteczki.

Dzięki temu rozpoznajemy
biliony różnych zapachów.

Czasami mutacje wpływają
bardziej na nowe kopie genów.

Mogą sprawić, że gen koduje białko
w innym narządzie

lub na innym etapie życia,

lub to białko przejmie
zupełnie nową funkcję.

Na przykład węże mają gen kodujący białko,

które służy do zabijania bakterii.

Dawno temu ten gen został skopiowany
i nowa kopia uległa mutacji.

Mutacja zmieniła w genie sygnał,

gdzie ma kodować swoje białko.

Zamiast aktywować się w trzustce węża,

gen zaczął produkować
bakteriobójcze białko

w jamie gębowej.

Gdy wąż ukąsił ofiarę,
enzym dostał się do rany zwierzęcia.

Kiedy białko okazało się
mieć szkodliwy skutek

i pomogło wężom w złapaniu
większej ilości zdobyczy,

wtedy stało się korzystne.

Teraz gen, kiedyś działający w trzustce,
produkuje w pysku węża jad,

który zabija zdobycz.

Są jeszcze bardziej niebywałe sposoby
tworzenia nowych genów.

DNA zwierząt, roślin i innych gatunków

zawiera bardzo długie odcinki,
w których nie ma genów kodujących białka.

Do tej pory naukowcy uważali,
że to w większości losowe sekwencje

genetycznego bełkotu,
który nie pełni żadnej funkcji.

Te odcinki DNA czasem
ulegają mutacji, zupełnie tak jak geny.

Czasami mutacje
przekształcają ten kod w obszar,

od którego komórka
może zacząć odczytywać DNA.

Wtedy komórka znienacka
produkuje nowe białko.

Białko może być początkowo
bezużyteczne lub nawet szkodliwe,

ale kolejne mutacje
mogą zmienić kształt białka.

To białko może zacząć
robić coś użytecznego,

coś, co sprawi, że organizm
będzie zdrowszy, silniejszy,

lepiej przystosowany do reprodukcji.

Naukowcy odkryli nowe geny
w wielu częściach ciała u zwierząt.

Zatem nasze 20 tysięcy genów
pochodzi z różnych źródeł,

zaczynając od początków życia,
aż do genów powstających od zera.

Dopóki życie będzie tutaj na Ziemi,
dopóty będzie tworzyć nowe geny.