![](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201011\/mutrate_abra.jpg\")
<\/a>Loh \u00e9s munkat\u00e1rsai egyszer\u0171en k\u00f6zel\u00edtett\u00e9k meg a k\u00e9rd\u00e9st. Egy csom\u00f3 DNS polimer\u00e1z I mut\u00e1ns Escherichia coli<\/em> t\u00f6rzset hoztak l\u00e9tre, amelyekben \u00edgy nagy m\u00e9rt\u00e9kben k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u00f6tt a mut\u00e1ci\u00f3k bek\u00f6vetkez\u00e9s\u00e9nek az es\u00e9lye. Voltak k\u00f6zt\u00fck vad t\u00edpus\u00fa DNS polimer\u00e1zt hordoz\u00f3k, olyanok, amelyek a vad t\u00edpus\u00fan\u00e1l sokkal ritk\u00e1bban \u00e9p\u00edtettek be hib\u00e1s b\u00e1zisokat (antimut\u00e1tor) \u00e9s olyanok is, amelyek a vad t\u00edpus\u00fa enzimn\u00e9l sokkal gyakrabban hib\u00e1ztak (mut\u00e1tor). A leger\u0151sebb antimut\u00e1tor polimer\u00e1z ezerszer kevesebb hib\u00e1s b\u00e1zist \u00e9p\u00edtett be, mint a vad t\u00edpus\u00fa, a leger\u0151sebb mut\u00e1tor enzim pedig a vad t\u00edpus\u00fan\u00e1l ezerszer t\u00f6bb hib\u00e1t hozott l\u00e9tre. V\u00e9g\u00fcl tizenegy mut\u00e1tor, \u00f6tvenegy antimut\u00e1tor \u00e9s n\u00e9gy vad t\u00edpus\u00fa t\u00f6rzzsel dolgoztak. A t\u00f6rzsek a mut\u00e1ns polimer\u00e1zokat k\u00f3dol\u00f3 g\u00e9neket plazmidon hordozt\u00e1k, a kromosz\u00f3m\u00e1lis genomjuk azonos volt, \u00edgy kiz\u00e1rt\u00e1k az esetleges h\u00e1tt\u00e9rmut\u00e1ci\u00f3k hat\u00e1s\u00e1t.<\/p>\n<\/p>\n
Mint ahogy tudjuk, egy \u00e9l\u0151l\u00e9ny \u00f6r\u00f6k\u00edt\u0151anyag\u00e1nak megv\u00e1ltoz\u00e1s\u00e1t mut\u00e1ci\u00f3nak nevezz\u00fck. A mut\u00e1ci\u00f3s esem\u00e9nyek viszonylag ritk\u00e1k, a DNS m\u00e1sol\u00e1s\u00e1t v\u00e9gz\u0151 polimer\u00e1z enzim \u00e1ltal\u00e1ban n\u00e9h\u00e1ny sz\u00e1zmilli\u00f3 – egymilli\u00e1rd b\u00e1zisnyi DNSben ejt egyetlen hib\u00e1t. Hogy ez sok vagy kev\u00e9s, az er\u0151sen viszonylagos, mint ahogyan az is er\u0151sen kutatott k\u00e9rd\u00e9s, hogy mi t\u00f6rt\u00e9nne, ha a mut\u00e1ci\u00f3s r\u00e1ta cs\u00f6kkenne vagy \u00e9ppen n\u0151ne? \u00a0Hogyan lehetne m\u00e9gis k\u00eds\u00e9rletesen vizsg\u00e1lni ezt a k\u00e9rd\u00e9st?<\/p>\n
Minden t\u00f6rzsb\u0151l sz\u00e1z\u00f6tvenmilli\u00f3 egyedet kevertek \u00f6ssze, majd hat r\u00e9szre osztott\u00e1k ezt a bakt\u00e9riumkever\u00e9ket, mind a hat cs\u00f6vet egy napon \u00e1t harminch\u00e9t Celsius fokon r\u00e1zatva n\u00f6vesztett\u00e9k, majd friss t\u00e1ptalajra helyezt\u00e9k, mindezt harmincegy napon \u00e1t ism\u00e9telt\u00e9k, \u00edgy \u00f6sszesen k\u00f6r\u00fclbel\u00fcl h\u00e1romsz\u00e1z\u00f6tven nemzed\u00e9ken \u00e1t folytatt\u00e1k a k\u00eds\u00e9rletet. Ez a k\u00f6rnyezet sz\u00e9ls\u0151s\u00e9gesen v\u00e1ltoz\u00f3, az \u00e1tolt\u00e1s ut\u00e1n sok a t\u00e1ptalaj, m\u00edg a huszonnegyedik \u00f3ra v\u00e9g\u00e9re m\u00e1r jelent\u0151sen t\u00faln\u0151ttek a sejtek. Ez ut\u00e1n szil\u00e1rd t\u00e1ptalajra sz\u00e9lesztett\u00e9k a bakt\u00e9riumokat \u00e9s megvizsg\u00e1lt\u00e1k hogy lemezenk\u00e9nt tizenhat telep melyik PolI enzimet k\u00f3dol\u00f3 plazmidot hordozza. Ugyanezt a k\u00eds\u00e9rletet elv\u00e9gezt\u00e9k LB t\u00e1ptalajon \u00e9s minim\u00e1lt\u00e1ptalajon is.<\/p>\n Az eredm\u00e9ny el\u00e9g egy\u00e9rtelm\u0171, ha nem is mondhatjuk, hogy meglep\u0151. A vizsg\u00e1lt tizenk\u00e9t kult\u00fara mindegyike a k\u00eds\u00e9rlet kezdetekor hatvanhat bakt\u00e9riumt\u00f6rzset tartalmazott egyenl\u0151 ar\u00e1nyban, a k\u00eds\u00e9rlet v\u00e9g\u00e9n azonban \u00f6sszesen nyolc t\u00f6rzset tudtak kimutatni bel\u0151l\u00fck. A nyolc t\u00f6rzs mindegyike a mut\u00e1torokb\u00f3l ker\u00fclt ki, a legenyh\u00e9bb mut\u00e1tor t\u00f6rzs is a vad t\u00edpus\u00fan\u00e1l h\u00e1romszor t\u00f6bb hib\u00e1t v\u00e9tett a DNS m\u00e1sol\u00e1sakor, a legs\u00falyosabb negyvenh\u00e9tszer t\u00f6bbet. Sem vad t\u00edpus\u00fa, sem antimut\u00e1tor t\u00f6rzseket sem mutattak ki a k\u00eds\u00e9rlet v\u00e9g\u00e9n, b\u00e1r ezek alkott\u00e1k a kiindul\u00e1si popul\u00e1ci\u00f3 sejtjeinek nyolctized\u00e9t, ami egy\u00e9rtelm\u0171en jelzi, hogy versenyhelyzetben a sok mut\u00e1ci\u00f3 el\u0151ny\u00f6s, m\u00edg a kev\u00e9s mut\u00e1ci\u00f3 h\u00e1tr\u00e1nyos. Azonban ugyan\u00edgy a k\u00eds\u00e9rlet v\u00e9g\u00e9re kiszorultak a popul\u00e1ci\u00f3kb\u00f3l az extr\u00e9m mut\u00e1tor t\u00f6rzsek, amelyek sz\u00e1z\u00f6tvenszer \u00e9s ezersz\u00e1zszor t\u00f6bb hib\u00e1t v\u00e9tettek a vad t\u00edpusn\u00e1l, ami azt is jelzi, hogy ez az \u00f6sszef\u00fcgg\u00e9s nem line\u00e1ris, a t\u00fal sok mut\u00e1ci\u00f3 ugyan\u00fagy h\u00e1tr\u00e1nyos, mint a t\u00fal kev\u00e9s.\u00a0 (Az A \u00e1br\u00e1n l\u00e1that\u00f3 az egyes LB t\u00e1ptalajban nevelt kult\u00far\u00e1kban az egyes t\u00f6rzsek megoszl\u00e1sa, a B \u00e1br\u00e1n ugyanezt az eloszl\u00e1st t\u00fcntett\u00e9k fel minim\u00e1lt\u00e1ptalajon v\u00e9gzett k\u00eds\u00e9rletben, a C \u00e1bra a nyolc genot\u00edpus jellemz\u0151it adja meg, a D \u00e1bra pedig a sz\u00e1zal\u00e9kos ar\u00e1nyukat az \u00f6sszes t\u00f6rzs k\u00f6z\u00f6tt.)<\/p>\n Megvizsg\u00e1lt\u00e1k a legnagyobb ar\u00e1nyban jelen l\u00e9v\u0151 “nyertes” t\u00f6rzseket mind a hat kult\u00far\u00e1b\u00f3l \u00e9s azt tapasztalt\u00e1k, hogy a hat nyertesb\u0151l \u00f6t szignifik\u00e1nsan gyorsabban n\u0151tt, mint a sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzs, amib\u0151l sz\u00e1rmazott, ezekb\u0151l n\u00e9gy egyszer\u0171en nagyobb maxim\u00e1lis s\u0171r\u0171s\u00e9get \u00e9rt el, m\u00edg egyben szignifik\u00e1nsan r\u00f6videbb id\u0151t vett ig\u00e9nybe egy oszt\u00f3d\u00e1s. Ezek ut\u00e1n kipr\u00f3b\u00e1lt\u00e1k, mi t\u00f6rt\u00e9nik, ha a “nyertes” t\u00f6rzseket a sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzs\u00fckkel \u00e9s vad t\u00edpus\u00fa sejtekkel azonos mennyis\u00e9gben keverik egy kult\u00far\u00e1ba \u00e9s nem meglep\u0151 m\u00f3don azt tapasztalt\u00e1k, hogy az \u00f6sszes sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzs lassabban n\u0151tt, mint a vad t\u00edpus\u00fa, m\u00edg az \u00f6sszes nyertes, egy h\u00f3napon \u00e1t szabadon evov\u00e1lt t\u00f6rzs gyorsabban n\u0151tt, mint a vad t\u00edpus\u00fa sejtek.<\/p>\n No most mi l\u00e1tszik ebb\u0151l a k\u00eds\u00e9rletb\u0151l egy\u00e9rtelm\u0171en? A felhaszn\u00e1lt bakt\u00e9riumt\u00f6rzsek teljesen azonosak voltak, k\u00f6zt\u00fck az egyetlen k\u00fcl\u00f6nbs\u00e9g a plazmidon bejuttatott PolI enzimben mutatkozott a k\u00eds\u00e9rlet kezdet\u00e9n, \u00edgy gyakorlatilag csak a mut\u00e1ci\u00f3s r\u00e1t\u00e1jukban t\u00e9rtek el. Ahhoz, hogy b\u00e1rmelyik is t\u00faln\u0151je a t\u00f6bbit, el\u0151ny\u00f6s mut\u00e1ci\u00f3knak kellett t\u00f6rt\u00e9nnie benne, amit a nagyobb mut\u00e1ci\u00f3s r\u00e1ta seg\u00edtett el\u0151, a nagysz\u00e1m\u00fa v\u00e9letlen mut\u00e1ci\u00f3 jelentette azt az el\u0151nyt, amivel az egyes mut\u00e1tor t\u00f6rzsek t\u00fal tudt\u00e1k n\u0151ni a vad t\u00edpus\u00fa \u00e9s az antimut\u00e1tor t\u00f6rzseket is. Egyszer\u0171en a mut\u00e1tor t\u00f6rzsek gyorsabban alkalmazkodtak a k\u00f6rnyezet\u00fckh\u00f6z, mint azok, amelyekben kevesebb mut\u00e1ci\u00f3 t\u00f6rt\u00e9nt. Mint ahogy ez egy\u00e9rtelm\u0171en l\u00e1tszik abb\u00f3l is, hogy ha egy h\u00f3napon \u00e1t hagyt\u00e1k az evol\u00faci\u00f3t a maga \u00fatj\u00e1t j\u00e1rni, a nyertes t\u00f6rzsek \u00e9letk\u00e9pess\u00e9ge megn\u0151tt az egy h\u00f3nappal kor\u00e1bbi \u0151seikhez k\u00e9pest.<\/p>\n K\u00f6sz\u00f6net a The Panda’s Thumb<\/a> blognak a cikk aj\u00e1nl\u00e1s\u00e1\u00e9rt!<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Loh E., Salk J. J., \u00a0Loeb L. A. (2010): Optimization of DNA polymerase mutation rates during bacterial evolution; PNAS, 107 (3), 1154-9<\/p>\n Sexcomb<\/span><\/p>\n \u00a0<\/p>\n \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Mint ahogy tudjuk, egy \u00e9l\u0151l\u00e9ny \u00f6r\u00f6k\u00edt\u0151anyag\u00e1nak megv\u00e1ltoz\u00e1s\u00e1t mut\u00e1ci\u00f3nak nevezz\u00fck. A mut\u00e1ci\u00f3s esem\u00e9nyek viszonylag ritk\u00e1k, a DNS m\u00e1sol\u00e1s\u00e1t v\u00e9gz\u0151 polimer\u00e1z enzim \u00e1ltal\u00e1ban n\u00e9h\u00e1ny sz\u00e1zmilli\u00f3 – egymilli\u00e1rd b\u00e1zisnyi DNSben ejt egyetlen hib\u00e1t. Hogy ez sok vagy kev\u00e9s, az er\u0151sen viszonylagos, mint ahogyan … Egy kattint\u00e1s ide a folytat\u00e1shoz…. <\/a>Loh \u00e9s munkat\u00e1rsai egyszer\u0171en k\u00f6zel\u00edtett\u00e9k meg a k\u00e9rd\u00e9st. Egy csom\u00f3 DNS polimer\u00e1z I mut\u00e1ns Escherichia coli<\/em> t\u00f6rzset hoztak l\u00e9tre, amelyekben \u00edgy nagy m\u00e9rt\u00e9kben k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u00f6tt a mut\u00e1ci\u00f3k bek\u00f6vetkez\u00e9s\u00e9nek az es\u00e9lye. Voltak k\u00f6zt\u00fck vad t\u00edpus\u00fa DNS polimer\u00e1zt hordoz\u00f3k, olyanok, amelyek a vad t\u00edpus\u00fan\u00e1l sokkal ritk\u00e1bban \u00e9p\u00edtettek be hib\u00e1s b\u00e1zisokat (antimut\u00e1tor) \u00e9s olyanok is, amelyek a vad t\u00edpus\u00fa enzimn\u00e9l sokkal gyakrabban hib\u00e1ztak (mut\u00e1tor). A leger\u0151sebb antimut\u00e1tor polimer\u00e1z ezerszer kevesebb hib\u00e1s b\u00e1zist \u00e9p\u00edtett be, mint a vad t\u00edpus\u00fa, a leger\u0151sebb mut\u00e1tor enzim pedig a vad t\u00edpus\u00fan\u00e1l ezerszer t\u00f6bb hib\u00e1t hozott l\u00e9tre. V\u00e9g\u00fcl tizenegy mut\u00e1tor, \u00f6tvenegy antimut\u00e1tor \u00e9s n\u00e9gy vad t\u00edpus\u00fa t\u00f6rzzsel dolgoztak. A t\u00f6rzsek a mut\u00e1ns polimer\u00e1zokat k\u00f3dol\u00f3 g\u00e9neket plazmidon hordozt\u00e1k, a kromosz\u00f3m\u00e1lis genomjuk azonos volt, \u00edgy kiz\u00e1rt\u00e1k az esetleges h\u00e1tt\u00e9rmut\u00e1ci\u00f3k hat\u00e1s\u00e1t.<\/p>\n