Leslie Orgelin kalifornialainen tutkijaryhmä teki kokeita viruksen RNA:n muunnoksella V2. Tämä V2 on sitäpaitsi hyödyllinen mutaatio, joka syntyi koeputkessa viruksen RNA-molekyylistä. V2 on sillä tavalla parempi, että se kopioi itseään nopeammin kuin alkuperäinen RNA-molekyyli.
Kopioihin satunnaisesti tulevien virheiden takia RNA-molekyylistä syntyy välillä mutantteja, jotka hieman poikkeavat edeltäjästään. Jos uusi muunnos on joiltain ominaisuuksiltaan edeltäjiään menestyksellisempi, kuten nopeampi kopioitumaan, siitä tulee vallitseva muoto koeputkessa.
Sanaan ?virhe? liittyviä negatiivisia arvovarauksia ei pidä ajatella tässä yhteydessä, vaan kopiointivirhe tarkoittaa vain sitä, että uuden kopion jokin ominaisuus on toisenlainen. Se ei ole enää täsmälleen alkuperäisen yksilön kaltainen. Virhe voi merkitä parannusta alkuperäiseen, so. parempaa itsensä kopioimisen tehokkuutta.
Orgelin ryhmä lisäsi koeputkiin RNA-synteesin estävää myrkkyä, etyleenibromidia. Koe aloitettiin laimealla myrkkyliuoksella, joka hidasti synteesiä, muttei lopettanut sitä kokonaan. Noin yhdeksän ?koeputkisukupolven? kuluttua evoluutio oli johtanut etyleenibromidia sietävään muunnokseen RNA-molekyylistä.
Sen muodostumisnopeus oli sama kuin normaalilla V2-RNA:lla myrkyttömässä ympäristössä. Sitten tutkijat lisäsivät myrkkyä koeputkeen aina kaksinkertaisen määrän ja aina koeputkeen kehittyi tälle uudelle myrkkymäärälle vastustuskykyinen V2-RNA, joka pystyi kopioimaan itseään.
Uusi myrkylle vastustuskykyinen RNA sai nimen V40. Evoluutio V2:sta muunnokseen V40 vei noin sata koeputkisukupolvea (todellisuudessa sukupolvia oli enemmän, koska koeputkessa ehti syntyä monia virussukupolvia ennen virusten siirtämistä seuraavaan koeputkeen).
Orgel teki kokeita RNA-molekyylien kopioitumisesta myös ilman katalysaattorina toimivia entsyymejä. Hän sai selville tärkeän havainnon: RNA-molekyyli pystyy kopioitumaan myös ilman entsyymejä, joskin hitaasti. RNA-molekyylille katalyytiksi riittää esimerkiksi sinkki.
Elämän syntyä tutkiva länsisaksalainen Nobel-palkittu professori Manfred Eigen, molekylaarisen evoluution teorian kehittäjä, teki 1970-luvun puolivälissä Orgelin havaintoja täydentävän kokeen. Eigenin tutkijaryhmä laittoi kopioijaentsyymiä ja RNA:n raaka-aineeksi sopivia molekyylejä koeputkeen, mutta ei laittanut koeputkeen varsinaista RNA:ta.
Tästä huolimatta koeputkessa syntyi itsestään poikkeuksellisen suuri RNA-molekyyli. Koe toistettiin monesti ja tulos oli aina sama ja huolellisten varmistuksien avulla huolehdittiin, että koeputkeen ei päässyt RNA:ta ulkopuolelta. Tämä tulos on hyvin tärkeä, kun ajatellaan miten epätodennäköistä on saman suuren molekyylin syntyminen kahdesti sattumalta.
Silti Eigenin tutkijaryhmä sai RNA-molekyylejä syntymään lähes tyhjästä toistuvasti. Eigenin kokeessa RNA-molekyyli syntyi kasautuvan evoluution tietä askel askelelta.
Tällaisten kokeiden avulla ymmärrämme paremmin, että luonnonvalinta on täysin automaattista eikä sillä ole päämääriä. Kasautuva eli kumulatiivinen valinta (so. valinta, jossa järjestys periytyy peräkkäin seuraavissa valinnoissa.
Tietyssä sukupolvessa tapahtunut valinta on seuraavan sukupolven lähtökohta jne.) pitää automaattisesti huolta siitä, että jälkipolvet ovat ?parempia?. Perusmekanismi on niin yksinkertainen, että tällainen kehityskulku on lähes väistämätön.
Lisätietoa:
Director emeritus: Manfred Eigen
Kopioihin satunnaisesti tulevien virheiden takia RNA-molekyylistä syntyy välillä mutantteja, jotka hieman poikkeavat edeltäjästään. Jos uusi muunnos on joiltain ominaisuuksiltaan edeltäjiään menestyksellisempi, kuten nopeampi kopioitumaan, siitä tulee vallitseva muoto koeputkessa.
Sanaan ?virhe? liittyviä negatiivisia arvovarauksia ei pidä ajatella tässä yhteydessä, vaan kopiointivirhe tarkoittaa vain sitä, että uuden kopion jokin ominaisuus on toisenlainen. Se ei ole enää täsmälleen alkuperäisen yksilön kaltainen. Virhe voi merkitä parannusta alkuperäiseen, so. parempaa itsensä kopioimisen tehokkuutta.
Orgelin ryhmä lisäsi koeputkiin RNA-synteesin estävää myrkkyä, etyleenibromidia. Koe aloitettiin laimealla myrkkyliuoksella, joka hidasti synteesiä, muttei lopettanut sitä kokonaan. Noin yhdeksän ?koeputkisukupolven? kuluttua evoluutio oli johtanut etyleenibromidia sietävään muunnokseen RNA-molekyylistä.
Sen muodostumisnopeus oli sama kuin normaalilla V2-RNA:lla myrkyttömässä ympäristössä. Sitten tutkijat lisäsivät myrkkyä koeputkeen aina kaksinkertaisen määrän ja aina koeputkeen kehittyi tälle uudelle myrkkymäärälle vastustuskykyinen V2-RNA, joka pystyi kopioimaan itseään.
Uusi myrkylle vastustuskykyinen RNA sai nimen V40. Evoluutio V2:sta muunnokseen V40 vei noin sata koeputkisukupolvea (todellisuudessa sukupolvia oli enemmän, koska koeputkessa ehti syntyä monia virussukupolvia ennen virusten siirtämistä seuraavaan koeputkeen).
Orgel teki kokeita RNA-molekyylien kopioitumisesta myös ilman katalysaattorina toimivia entsyymejä. Hän sai selville tärkeän havainnon: RNA-molekyyli pystyy kopioitumaan myös ilman entsyymejä, joskin hitaasti. RNA-molekyylille katalyytiksi riittää esimerkiksi sinkki.
Elämän syntyä tutkiva länsisaksalainen Nobel-palkittu professori Manfred Eigen, molekylaarisen evoluution teorian kehittäjä, teki 1970-luvun puolivälissä Orgelin havaintoja täydentävän kokeen. Eigenin tutkijaryhmä laittoi kopioijaentsyymiä ja RNA:n raaka-aineeksi sopivia molekyylejä koeputkeen, mutta ei laittanut koeputkeen varsinaista RNA:ta.
Tästä huolimatta koeputkessa syntyi itsestään poikkeuksellisen suuri RNA-molekyyli. Koe toistettiin monesti ja tulos oli aina sama ja huolellisten varmistuksien avulla huolehdittiin, että koeputkeen ei päässyt RNA:ta ulkopuolelta. Tämä tulos on hyvin tärkeä, kun ajatellaan miten epätodennäköistä on saman suuren molekyylin syntyminen kahdesti sattumalta.
Silti Eigenin tutkijaryhmä sai RNA-molekyylejä syntymään lähes tyhjästä toistuvasti. Eigenin kokeessa RNA-molekyyli syntyi kasautuvan evoluution tietä askel askelelta.
Tällaisten kokeiden avulla ymmärrämme paremmin, että luonnonvalinta on täysin automaattista eikä sillä ole päämääriä. Kasautuva eli kumulatiivinen valinta (so. valinta, jossa järjestys periytyy peräkkäin seuraavissa valinnoissa.
Tietyssä sukupolvessa tapahtunut valinta on seuraavan sukupolven lähtökohta jne.) pitää automaattisesti huolta siitä, että jälkipolvet ovat ?parempia?. Perusmekanismi on niin yksinkertainen, että tällainen kehityskulku on lähes väistämätön.
Lisätietoa:
Director emeritus: Manfred Eigen
Vastaukset
Vanhimmat
Ei vielä vastauksia
Aloittaja odottaa vastauksia. Kerro oma näkemyksesi ensimmäisenä.