Според дарвинизма мутациите не могат да имат конкретна цел или план. С други думи, те трябва да стават съвсем случайно и тогава влиза в действие естественият подбор. Организмите, адаптирани към околната среда, остават живи и се развиват, а тези, които не са адаптирани, съответно умират. По този начин случайните мутации са в самата основа на теорията на еволюцията, която познаваме още от училище. Въпреки това, едно скорошно проучване и публикуваната миналия месец научна работа отчасти поставиха тази теория под въпрос, защото по научен път се доказва, че мутациите не могат да бъдат напълно случайни. Учените стигнаха до това заключение след като изследваха вид крайпътен плевел, познат като кресон (Arabidopsis thaliana). Оказа се, че това растение предотвратява промените на важните за него гени, но в същото време оставя другите части на своя геном отворени за промени.
Това съвсем не означава, че изследването, публикувано в Nature, опровергава теорията за еволюцията. Случайността, според учените, също играе значителна роля. Въпреки това процесът на мутация всъщност може да се окаже много по-сложен, отколкото се считаше досега.
Вероятността от възникването на случайни грешки е голяма. Освен това, според днешната наука, взето средно, тази крехка молекула в една клетка ежедневно се уврежда от хиляда до един милион пъти. И още, грешки в ДНК молекулата могат да възникнат и по време на процеса на копиране на генетичната информация, когато клетката се дели. Но защо тогава не мутираме непрекъснато?
За щастие, в организмите има механизми, които противодействат на увреждането на тази изключително важна молекула. Клетките притежават сложни структури, които откриват тези грешки и ги коригират. По този начин в клетките непрекъснато кипи работа за поддържането на ДНК в най-правилна форма.
От друга страна, ако тези механизми работеха перфектно, то мутациите изобщо нямаше да възникват. Това означава, че еволюцията би била невъзможна. Но протеините, отговорни за намирането и коригирането на грешките в ДНК, не са идеални в този процес. Поради това, понякога поврежданията и грешките при копирането на генетичната информация остават и това води до възникването на мутации.
Видовете мутации
Според съвременната наука всички мутации са разделени на два основни типа – соматични, които не се предават на потомството, и така наречената зародишна линия. Както лесно можем да се досетим, вторият тип мутация се наследява. Така например, раковият тумор, който всъщност е множество от мутирали клетки, не се наследява. Но промяната в гените много добре се вижда в потомството и поколенията.
Това означава, че мутациите на зародишната линия са движещата сила на еволюцията, която дава възможност на естественият подбор да работи. Ако мутацията е успешна и помага на организма да оцелее, то тя остава и се предава от поколение на поколение.
Закономерностите в мутациите на ДНК молекулата
За да разберат дали мутациите възникват наистина случайно, авторите на тази научна работа са решили да проучат доколко равномерно мутациите се срещат в кодиращите и некодиращите части на генетичния код в генома на кресона. Според учените това растение е идеално за изучаване, тъй неговият геном съдържа около 120 милиона базови двойки, а не милиарди, както е например при хората. Това опростява секвенирането на растителната ДНК.
Учените са наблюдавали промените в генома на растението в продължение на няколко години. През това време са отгледани стотици единици кресон от няколко поколения. В същото време те са секвенирали повече от хиляда и петстотин генома. В резултат от това са успели да идентифицират повече от един милион мутации. Но направеният подробен анализ показа, че в частта на генома, която е отговорна за най-важните гени, има много по-малко мутации, отколкото в другите некодиращи части на генома.
„Това означава, че и при другите организми генетичните мутации не са напълно случайни“ – заяви водещият специалист в това научно изследване Грей Монро (Grey Monroe) от Калифорнийския университет.
Резултатите от тези научни изследвания показват, че в организмите работи някакъв защитен механизъм, който предотвратява потенциално опасните промени в генома. Учените доказаха, че най-важните гени са най-малко подложени на промени. И наистина, промените в гените, които са отговорни за жизнено важните процеси в организма, биха довели до тежки заболявания и дори смърт. Това изглежда съвсем логично, но досега тази идея не бе представяна пред научното общество и може значително да промени теорията за еволюцията.
Системата за защита на най-важните гени от мутации
В хода на своите по-нататъшни изследвания авторите на тази научна работа успяха да разберат по какъв начин работи механизмът за защита на ДНК от фатални промени. Оказа се, че най-важните гени изпращат специфични сигнали към протеините за възстановяване на ДНК молекулата. Това се осъществява с помощта на хистони – тоест, протеините, от които ДНК образува хромозомите.
Най-важните зони на гените са разположени около типа хистони, които имат точно определени химични маркери. Учените добавят, че именно тези маркери са въпросните сигнали, които осигуряват стабилността на ДНК в тези участъци.
Предстои използването на тези идеи в медицината. Ако се научим да защитаваме определени области на ДНК молекулата от мутации, то ще стане възможно да предотвратим възникването на ракови тумори. Предстоят изследвания върху животни
