Jos et ole lukenut, niin lue ensin tässä linkissä oleva sivu niin tiedät mistä tässä puhutaan!!!
Kuten tunnettua, koodi nukleotideista aminohapoiksi on niin sanotusti degeneroitunut eli eri nukletidikolmikot, codonit, tuottavat samoja aminohappoja (koodausjärjestelmä pikkasen vaihtelee eliöittäin ja riippuen siitä ollanko genomissa vai organellin DNA:ssa). Kun tarkemmin katsotaan koodaustaulua niin havaitaan että monessa tapauksessa kolmas nukleotidi on täysin vapaasti valittavissa aminohapon kannalta ja lopuissakin tapauksissa käytännössä vapaasti valittavissa puriini, pyrimidiini tasoilla. Tässä meillä siis on täydellistä tai osittaista Junk DNA:ta merkittävä määrä suhteutettuna koodaavan DNA:n määrään (informaatiobittien puolittajat voivat laskea tarkkoja informaatioarvoja). Välittömästi herää kysymys mitä funktioita kolmannella nukleotidilla voisi olla. Siihen voisi esimerkiksi helposti kuvitella jotakin säätelyä, sillä kolme on biokemiallisesti melko lyhyt matka DNA:ssa. Kuinka esimerksi DNA asettuu tältä kannalta nukleosomeissa. Fiksuilla ohjelmillakin tätä informaatiota voisi kalastella.
Etenkin monimutkaisilla eukaryooteilla esiintyy pitkiä introneita. On hyvin lähellä ajatus että splicing:ien yhteydessä, varsinkin silloin kun intronit ovat pitkiä, tulevan mature RNA:n sekvenssi näkyisi jo DNA:n kolmiulotteisessa rakenteessa siinä vaiheessa kun preRNA luetaan DNA:sta eli että DNA:n esille vetäminen voisi tapahtuajo eksonipohjaisesti. Tällöin ääritapauksessa voi ajatella että transkriptiounittien lukemisessa pystyttäisiin kenties hyppäämään intronin yli, joloin transkriptiounit olisi muuta kuin perinteinen Geeni. Tämä on nykybiologian vastaista, mutta kuinka hyvin lie lopulta tutkittu että intronit aina luetaan? Onko muistettu että koeputkessa monimutkaisen eukaryootin, kuten ihmisen soluissa saattaa DNA vähän romahdella, kun solu ei enää tunnista ympäristöään, jolloin voidaan saada hassuja tuloksia?
Jos oletamme että DNA:lla tosiaan kolmiulotteinen rakenne joka määräytyy mainitulla tavalla solutyypin ja samalla ympäristön, kudoksen perusteella, jossa solu on, niin ei ole vaikea kuvitella miten syöpäsolu voi syntyä ja miksi ne voivat olla niin moninaisia luonteeltaan. Ei tarvita muuta kuin joltain nurkalta DNA:n normaalin rakenteen romahtaminen kun solu ei esim kudoksen vanhenemisen seurauksena enää tunnista olemustaan. Tällöin solu rupeaa ekspressoimaan vääriä RNA:aita ja syntyy vääriä proteiinejakin. Osa voi olla vaikka väärin splaissatuja. Tällöin on helppo uskoa esim replikointimasiinan viottumiseen jolloin seuraavassa polvessa on mutatoitunut genomi. Hommahan voisi mennä esim niin että kantasolutyyppisen solun jakautuessa uudeksi kantasolutyyppiseksi soluksi ja toiseksi erikoistuneeksi soluksi, erikoistunut solu ei enää epäkelvossa kudoksessa pystyisi buildaamaan DNA:tansa oikeaan rakenteeseen. Ja täytyy muistaa että lisääntyminen on solujen alkuperäinen tehtävä, jolloin monimutkaisilla eukaryooteilla kuten ihmisillä oltava monimutkainen täppimismenetelmä solujen liiallisen lisääntymisen (syöpä) estämiseksi kudoksissa. Eli kun DNA:n kolmiulotteinen rakenne pettää niin solun rajaton lisääntyminen voi olla syntyvien kaoottisten tilojen todennäköinen perusominaisuus.
Ajatelkaamme terminaalisesti differentiotunutta soluamme joka ei enää jakaannu. Voidaan olettaa että solu tietää tämän biologisessa mielessä, no tämä on sukua apoptoosille. Solu siis tietää ettei sen DNA:ta tulla enää koskaan kopioimaan. Tämä merkitsee suurta vapautta tarvittavan DNA:n kolmiulotteisen rakenteen muodostamisessa, koska solun ei tarvitse enää pystyä palauttamaan DNA:tansa kondensoituneeseen tilaan replikointia varten. Pelikenttä on siis avoin.. Tällöin voidaan ajatella, koska luonto osaa evoluution varrella tehdä alkeellisi kokeita, että solu saattaisi katkoa DNA:tansa joistain kohdista muodostaessaan tarvittavan DNA:n kolmiulotteisen rakenteen. Tämä voisi vähentää radikaalisti tarvittavan tyhjän DNA:n määrää. No äärimmäisen radikaalisti voi ajatella että solu voisi jopa manipuloida DNA:n nukleotidjärjestystä. Tieysti voi ajatella, että tulevaisuudessa jakautuva solukin voisi periaatteesa katkoa DNA:tansa, koska ei mahdoton ajatus, että pystyisi palauttamaan suunnilleen alkuperäisen sekvenssinsä. En tiedä onko tätä asiaa edes kysytty sekvennointiprosesseissa, joissa asia voisi ilmetä. Riippuu tietysti paljon myös siitä minkä tyypin soluja sekvennoidaan.
Toisin kuin esimerkiksi ihmisellä, kasveilla solujen lämpötila seuraa ympäristön lämpötilaa. Lisäksi ilmeisesti kasvien soluissa on usein kova paine (vakuolien johdosta?). Näiden ankarien olosuhteiden johdosta saattaisi kuvitella, että kasveissa DNA ei kykenisi muodostamaan kovin hienostuneita kolmiulotteisia rakenteita, tosin en tunne ilmiöiden mittakaavoja suhteessa asiaan.Voidaan ajatella että kasvien DNA:ssa transkriptiounitit olisivat enemmämmän tilastollisuuden perusteella esillä. DNA voisi esimerkiksi olla enemmän epämääräisenä möykkynä. Tämä aiheuttaisi suuremman Junk DNA:n tarpeen. Toisaalta ilmeisesti vierekkäisillä kasvisoluilla on usein melko vilkas materiaalien vaihto keskenään verrattuna esimerkiksi ihmisen soluihin jolloin vaadittava ekspressiota ei tarvitsisikaan saavuttaa per solu vaan per isompi soluryhmä, jolloin tilastollisempi menetelmä saattaisi toimia entistä paremmin.Toisaalta tiedetään että kasveilla monisoluituminen on tapahtunut erikseen eläimiin nähden joten kasvin DNA:n rakenteessa voi olla hyvinkin erilaisia konvergensseja kuin eläimillä. Tähän tilastolliseen malliin sopii mielestäni myös polyploidian runsas esintyminen esiintyminen kasveilla, jolloin saavutetaan enemmän esillä oloa. Polyploidiasta siis kasveille hyötyä.Kasvit lienevät alkeellisempia kuin ihminen solutyyppien määrässä.
Vaihtolämpöisillä pitäisi ilmeisesti olla tavallista suuremmat genomit kuin kudosten kannalta suunnilleen yhtä monimutkaisilla eliöillä koska sama spesialisoitunut solu joutuu olemaan radikaalisti eri tiloissa, yksi solu ikäänkuin edustaa monta solutypiä jos ajattelee epäjatkuvasti asiaa. Mitä enemmän solutyyppejä,todellisia tai virtuaalisia, sitä enemmän niin sanottua Junkkia!
Genomien duplikoituminen epäilemättä aiheuttaa hetkellisiä (joissa hetki voi olla pitkä), suuria määriä Junk DNA:ta.
Ameeballa on pari sataa kertaa suurempi genomi kuin ihmisellä. Kuinka tämä on mahdollista. Yksinkertaisesti voisi vastata että varmaan siellä on joku hieman eri konvergenssi DNA:n rakenteessa. Seuraavia epävarmoja ajatuksia on: Ameeballa kenties muuttuvan muodon vuoksi huonommin kehittyneet sellaiset sisäiset rakenteet (kalvostot, filamentit?) joihin voi bufferoida proteiineja RNA:ta. Tämän vuoksi voidaan vaatia hyvin monilta geeneiltä (vertaa esim ribosomi RNA geenit ihmisellä) nopeaa ja runsasta ekspressiota.Toisaalta Ameeban lämpötilaolosuhteet muuttuvat jatkuvasti kun eliön muoto muuttuu.
Kommentteja ja Kysymyksiä voi lähettää osoitteeseen:
Heikki Virkkunen