Själviskt DNA
Själviskt DNA är en term för DNA-sekvenser som har två olika egenskaper:
- DNA-sekvensen sprids genom att bilda ytterligare kopior av sig själv i genomet, och
- Den bidrar inte specifikt till värdorganismens reproduktiva framgång. (Den kan ha eller inte ha betydande negativa effekter.)
I sin bok The Selfish Gene från 1976 föreslog Richard Dawkins idén om själviskt DNA när det icke-kodande DNA:t i eukaryota genomer upptäcktes. År 1980 utökades och diskuterades begreppet i två artiklar i tidskriften Nature. Enligt en av dessa artiklar:
Teorin om naturligt urval, i sin mer allmänna formulering, handlar om konkurrensen mellan replikerande enheter. Den visar att i en sådan konkurrens ökar de mer effektiva replikatorerna i antal på bekostnad av sina mindre effektiva konkurrenter. Efter en tillräckligt lång tid är det bara de mest effektiva replikatorerna som överlever.
- L.E. Orgel & F.H.C. Crick, Selfish DNA: the ultimate parasite.
Normalt genetiskt funktionellt DNA kan ses som "replikerande enheter" som åstadkommer sin replikering genom att manipulera den cell som de kontrollerar. Enheter av själviskt DNA kan däremot utnyttja befintliga mekanismer i cellen och föröka sig utan att påverka organismens hälsa i andra avseenden.
Det finns ingen skarp gräns mellan begreppen själviskt DNA och genetiskt funktionellt DNA. Ofta är det också svårt att se om en enhet av icke-kodande DNA är funktionellt viktig eller inte, eller om den är viktig, på vilket sätt. Dessutom är det inte alltid lätt att skilja mellan vissa fall av själviskt DNA och vissa typer av virus.
Idéns historia
Tanken att vissa genetiska element kanske inte är användbara för organismen är inte ny. År 1928 rapporterade en rysk genetiker om en X-kromosom i Drosophila obscura. Han hävdade att det resulterande kvinnliga könsförhållandet skulle kunna driva en population till utrotning.
År 1941 föreslogs för första gången att det kunde finnas en konflikt mellan normala kärngener från båda föräldrarna och mitokondriella gener från en förälder (kvinnan). Det skulle kunna leda till cytoplasmatisk manlig sterilitet hos växter.
Ungefär samtidigt rapporterades flera andra exempel på själviska genetiska element. Till exempel beskrev en genetiker på majs hur kromosomala knoppar ledde till kvinnlig meiotisk drivkraft i majs. Meiotic drive är när en kopia av en gen förs vidare till avkomman i mer än 50 % av fallen än vad som förväntas.
Den svenske botanisten och cytogenetikern Gunnar Östergren noterade 1945 hur kromosomer kan spridas i en population på grund av sin egen "parasitära" natur. När han diskuterade B-kromosomer i växter skrev han: "I många fall har dessa kromosomer ingen användbar funktion alls för den art som bär dem, utan de lever ofta en uteslutande parasitär tillvaro ... [B-kromosomer] behöver inte vara användbara för växterna. De behöver bara vara användbara för dem själva." - Gunnar Östergren.
I början av 1950-talet publicerade Barbara McClintock en rad artiklar som beskrev förekomsten av "transposerbara element". Dessa är bland de mest framgångsrika själviska genetiska elementen. Upptäckten av transposerbara element ledde till att hon tilldelades Nobelpriset i medicin eller fysiologi 1983.
Frågor och svar
Fråga: Vad är Selfish DNA?
S: Selfish DNA är en term för DNA-sekvenser som har två egenskaper: förmågan att sprida sig genom att bilda fler kopior av sig själv i genomet och att inte bidra till värdorganismens reproduktiva framgång.
F: Vem föreslog först idén om själviskt DNA?
Svar: Richard Dawkins föreslog först idén om själviskt DNA i sin bok The Selfish Gene från 1976.
F: Hur utvecklade Orgel och Crick detta koncept?
Svar: Orgel och Crick utvecklade detta koncept i en artikel som publicerades i Nature 1980, där de diskuterade hur det naturliga urvalet fungerar med replikerande enheter som konkurrerar mot varandra. De hävdade att effektivare replikatorer kommer att öka på bekostnad av mindre effektiva konkurrenter med tiden.
F: Hur replikeras normalt genetiskt funktionellt DNA?
S: Normalt genetiskt funktionellt DNA replikerar genom att manipulera den cell som det kontrollerar.
Fråga: Vilka likheter finns det mellan själviskt DNA och virus?
S: Det kan vara svårt att skilja mellan vissa fall av själviskt DNA och vissa typer av virus på grund av deras gemensamma egenskaper, t.ex. deras förmåga att utnyttja befintliga mekanismer i en cell för att föröka sig utan att påverka dess fitness.
F: Finns det en tydlig gräns mellan själviskt DNA och genetiskt funktionellt DNA?
S: Nej, det finns ingen skarp gräns mellan dessa två begrepp eftersom det kan vara svårt att avgöra om en enhet av icke-kodande DNA är funktionellt viktig eller inte, eller om den är viktig, på vilket sätt den påverkar en organisms fitness.
F: Vad upptäcktes när icke-kodande DNA studerades?
S: När icke-kodande DNA studerades upptäckte man att de hade två egenskaper - de kunde spridas genom att bilda fler kopior av sig själva i ett genom, men de bidrog inte till en organisms reproduktionsframgång.
