In un giro molecolare de force, ricercatori all'Università di Wisconsin-Madison hanno fornito una maschera squisito dettagliata della selezione naturale mentre si presenta al livello genetico.
Scrivendo oggi (11 ottobre 2007) nel ricercatore Sean B. Carroll della Natura, di Howard Hughes Medical Institute del giornale e nell'ex dottorando Chris Todd Hittinger diUW-Madison documenti come, sopra molte generazioni, un singolo gene del lievito si divide in due ed analizza le sue responsabilità di essere un abitante più efficiente del suo ambiente. Il lavoro illustra, al massimo livello di base, la forza motrice di evoluzione.
“Questo è come le nuove capacità sorgono e le nuove funzioni si evolvono,„ dice Carroll, uno dei biologi evolutivi di piombo del mondo. “Questo è che cosa continua in farfalle ed elefanti ed esseri umani. È evoluzione nell'atto.„
Il lavoro è importante perché fornisce la visualizzazione più fondamentale di come gli organismi cambiano per adattarsi meglio ai loro ambienti. Documenta i funzionamenti della selezione naturale, l'idea critica in primo luogo presupposta da Charles Darwin in cui gli organismi accumulano le variazioni casuali ed i cambiamenti che migliorano la sopravvivenza “sono selezionati„ geneticamente dalla trasmissione alle generazioni future.
Il nuovo studio ha ripetuto un insieme dei cambiamenti genetici che si sono presentati in un lievito 100 milione circa anni fa quando un gene critico è stato duplicato e poi hanno diviso le sue responsabilità nutrienti di trattamento di utilizzare meglio gli zuccheri che dipende sopra per alimento.
“Una sorgente di novità è duplicazione di gene,„ dice Carroll. “Quando avete due copie di un gene, le mutazioni utili possono sorgere che permettono che un o entrambe il gene esplori le nuove funzioni mentre conservano la vecchia funzione. Questo fenomeno sta accendendo continuamente in ogni cosa vivente. Molti di noi stanno camminando intorno con i geni che duplicati non siamo informati di. Vengono e vanno.„
In Breve, dice Carroll, due geni può essere migliore di uno perché la ridondanza promuove una divisione del lavoro. I Geni possono fare più di una cosa e la duplicazione aggiunge un nuovo patrimonio genetico che può dividere il carico di lavoro o aggiungere le nuove funzioni. Per esempio, in esseri umani la capacità di vedere il colore richiede i ricevitori molecolari differenti di discriminare fra rosso e verde, ma entrambe sono risultato dallo stesso gene della visione.
La difficoltà, dice, nel vedere i punti di evoluzione è quella in natura che il cambiamento genetico accade tipicamente a passo di lumaca, con gli incrementi molto piccoli di cambiamento fra le coppie di basi chimiche che compongono i geni che si accumulano sopra migliaia a milioni di anni.
Per misurare tale piccolo cambio richiede un organismo di modello come lievito da birra semplice che produce relativamente molta prole in un corto periodo di tempo. Il Lievito, Carroll discute, è perfetto perché le loro qualità riproduttive permettono allo studio su cambiamento genetico al livello più profondo ed alla più grande risoluzione perché i ricercatori possono produrre e contare rapidamente tantissimi organismi. Lo stesso lavoro nelle mosche di frutta, uno dei modelli più potenti della biologia, richiederebbe “uno stadio di football americano in pieno delle mosche„ e gli anni di lavoro supplementare, Carroll spiega.
“Il trattamento di diventare si presenta meglio ai punti molto piccoli. Una Volta composti col passare del tempo, questi piccoli cambi stessi rendono un gruppo degli organismi riuscito e fuori fanno concorrenza altri,„ secondo Carroll.
Il nuovo studio ha compreso cambiare fuori le regioni differenti del genoma di lievito per valutare i loro effetti sulla prestazione dei geni gemellati come pure costruire nel gene dalle altre specie di lievito che avevano conservato soltanto una singola copia.
“Abbiamo ritracciato i punti di evoluzione,„ il biologo di Wisconsin spieghiamo.
Il lavoro mostra nei minimi particolari come il gene ancestrale ha guadagnato il risparmio di temi attraverso duplicazione e divisione del lavoro.
“Sono stato connesse ottimamente in quel processo. Stanno lavorando nella combutta, ma sono insieme migliori al processo il gene ancestrale tenuto,„ Carroll dice. “La Selezione naturale ha catturato un gene con due funzioni ed ha scolpito una catena di montaggio con due geni specializzati.„
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