Zašto ova stvorenja imaju tako kompleksan mozak? 3D struktura DNK mogla bi to da objasni

Istraživanje naučnika sa Univerziteta u Beču (Universität Wien), objavljeno u naučnom časopisu „Nejčer komjunikejšns“ (Nature Communications), otkrilo je da je drevna reorganizacija genoma mogla odigrati ključnu ulogu u razvoju složenog nervnog sistema ovih morskih životinja.

Naučnici su ustanovili da su promjene u organizaciji genoma, koje su se dogodile prije stotina miliona godina, dovele do toga da se dijelovi DNK koji su ranije bili udaljeni nađu u neposrednoj blizini. Na taj način promijenjen je način na koji geni međusobno djeluju i regulišu svoju aktivnost.

pexels/ Ashley Christiano

Nije važan samo genetski kod

Istraživački tim analizirao je trodimenzionalnu strukturu genoma hobotnica, lignji i sipa, upoređujući organizaciju DNK sa aktivnošću gena.

„Genom nije samo niz gena. On je savijen u složenu trodimenzionalnu strukturu. Razumijevanje načina na koji ta struktura evoluira postaje sve važnije za shvatanje nastanka novih oblika biološke složenosti“, objasnila je dr Tea Rodžers, vodeći autor studije i profesorka na Odjeljenju za neuronauke i razvojnu biologiju Univerziteta u Beču.

Istraživači su otkrili da fizičko približavanje različitih dijelova DNK omogućava njihovu međusobnu interakciju, što može uticati na aktivnost gena.

Zdravlje

Prepoznat peti oblik dijabetesa: Mnogi ljudi ga imaju, ali se teško otkriva

Vremenom ove veze mogu postati trajnije i stvoriti složene regulatorne mreže. Naučnici ovaj proces nazivaju „regulatorna isprepletenost“.

Takav mehanizam omogućava genomu da razvija nove obrasce aktivnosti gena, a da istovremeno zadrži svoje osnovne funkcije.

Promjene koje su oblikovale evoluciju

Studija je pokazala i da različiti dijelovi genoma nisu jednako podložni promjenama.

Velike strukturne jedinice, poznate kao hromatinski domeni, ostale su uglavnom stabilne tokom evolucije.

Nauka i tehnologija

Naučnici otkrili mjesto u kojem žene imaju veće šanse da dožive 100 godina

S druge strane, manje strukture, takozvane hromatinske petlje, pokazale su znatno veću promjenljivost. Njihova uloga je da omoguće kontakt između udaljenih dijelova DNK.

Naučnici su utvrdili da se ove petlje značajno razlikuju među vrstama, tkivima i fazama razvoja, a posebno je zanimljivo što se često nalaze u blizini gena povezanih sa karakterističnim osobinama glavonožaca, uključujući razvoj nervnog sistema.

To ukazuje na mogućnost da su upravo ove fleksibilne strukture odigrale važnu ulogu u evoluciji njihovih složenih sposobnosti.

Novi pogled na razvoj inteligencije

Dobijeni rezultati dovode u pitanje dosadašnje shvatanje prema kojem je prostorna organizacija genoma samo pasivna posljedica evolutivnih promjena.

Umjesto toga, istraživanje sugeriše da trodimenzionalni raspored DNK može aktivno uticati na evoluciju, omogućavajući razvoj novih bioloških osobina.

U slučaju hobotnica, lignji i sipa, ovaj mehanizam mogao je biti jedan od ključnih faktora u nastanku njihovih neobično velikih i složenih nervnih sistema.

Naučnici smatraju da bi bolje razumijevanje ovog procesa moglo promijeniti način na koji se objašnjava nastanak novih osobina i složenih bioloških sistema tokom evolucije.

(Telegraf)