{"id":5005989,"date":"2011-02-13T00:08:00","date_gmt":"2011-02-12T23:08:00","guid":{"rendered":"https:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/2011\/02\/13\/biokemiai_utak_evolucioja"},"modified":"2011-02-13T00:08:00","modified_gmt":"2011-02-12T23:08:00","slug":"biokemiai_utak_evolucioja","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/?p=5005989","title":{"rendered":"Biok\u00e9miai utak evol\u00faci\u00f3ja"},"content":{"rendered":"

Manaps\u00e1g Richard Lenski k\u00eds\u00e9rlete<\/a> kapja a legt\u00f6bb figyelmet, de az\u00e9rt m\u00e1r sokkal kor\u00e1bban is v\u00e9geztek in vitro evol\u00faci\u00f3s vizsg\u00e1latokat. Ma egy ilyen t\u00f6bb\u00e9-kev\u00e9sb\u00e9 elfelejtett munk\u00e1t szeretn\u00e9k bemutatni, m\u00e9g a hetvenes-nyolcvanas \u00e9vekb\u0151l.<\/p>\n

Az E. coli\u00a0<\/i>bakt\u00e9rium Lac-operonja <\/a>a g\u00e9nszab\u00e1lyoz\u00e1s tank\u00f6nyvi p\u00e9ld\u00e1ja. Ennek k\u00f6sz\u00f6nhet\u0151en a bakt\u00e9rium k\u00e9pes lakt\u00f3zt, azaz tejcukrot is felhaszn\u00e1lni, ehhez azonban k\u00e9t feh\u00e9rj\u00e9re is sz\u00fcks\u00e9ge van: Mivel a sejt nem k\u00e9pes k\u00f6zvetlen\u00fcl felhaszn\u00e1lni a tejcukrot kell egy \u03b2-galaktozid\u00e1z nev\u0171 enzim, ami egy galakt\u00f3zra \u00e9s egy gl\u00fck\u00f3zra has\u00edtja a tejcukrot<\/a>, amelyeket m\u00e1r felhaszn\u00e1lhat a sejt. Ezen k\u00edv\u00fcl sz\u00fcks\u00e9ges m\u00e9g egy lakt\u00f3z-perme\u00e1z nev\u0171 feh\u00e9rje, ami a k\u00fclvil\u00e1gb\u00f3l a sejtbe juttatja a tejcukrot. A Lac-operon ezen k\u00edv\u00fcl tartalmaz m\u00e9g egy lakt\u00f3z transzacetil\u00e1z nev\u0171 feh\u00e9rj\u00e9t k\u00f3dol\u00f3 g\u00e9nt is, ez a feh\u00e9rje egy acetilcsoportot illeszt a tejcukorhoz, \u00e1m ez a tejcukor felhaszn\u00e1l\u00e1s\u00e1hoz nem elengedhetetlen\u00fcl sz\u00fcks\u00e9ges. Ezt a h\u00e1rom feh\u00e9rj\u00e9t k\u00f3dol\u00f3 lacZ, lacY<\/em> \u00e9s lacA<\/em> g\u00e9n a genomban egym\u00e1s k\u00f6zvetlen k\u00f6zel\u00e9ben helyezkedik el, egy k\u00f6z\u00f6s prom\u00f3tert haszn\u00e1lnak, egy k\u00f6z\u00f6s messenger RNS k\u00e9pz\u0151dik r\u00f3luk, amir\u0151l azt\u00e1n a h\u00e1rom k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 feh\u00e9rje \u00edr\u00f3dik \u00e1t.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

<\/p>\n

Mivel a h\u00e1rom feh\u00e9rj\u00e9t megtermelni jelent\u0151s energiabefektet\u00e9s a sejtnek, k\u00e9zenfekv\u0151, hogy csak akkor ford\u00edt erre az er\u0151forr\u00e1saib\u00f3l, ha a t\u00e1ptalajban van egy\u00e1ltal\u00e1n tejcukor, hiszen ha a k\u00f6rnyezet\u00e9ben mondjuk csak sz\u0151l\u0151cukrot tal\u00e1l, teljesen f\u00f6l\u00f6sleges pazarl\u00e1s megszintetiz\u00e1lni a h\u00e1rom enzimet. \u00c9ppen ez\u00e9rt a prom\u00f3ter \u00e9s a h\u00e1rom strukt\u00farg\u00e9n k\u00f6z\u00f6tt egy oper\u00e1tornak nevezett DNS szekvencia tal\u00e1lhat\u00f3 a genomban. Ennek egyetlen szerepe, hogy ezt a DNS szekvenci\u00e1t felismeri egy Lac represszornak nevezett feh\u00e9rje, amely k\u00e9pes ehhez a pontosan meghat\u00e1rozott b\u00e1zissorrend\u0171 DNS szakaszhoz k\u00f6t\u0151dni. Ha pedig hozz\u00e1k\u00f6t\u00f6tt, akkor megg\u00e1tolja, hogy az RNS polimer\u00e1z a prom\u00f3terhez k\u00f6t\u0151dj\u00f6n, \u00edgy a strukt\u00farg\u00e9nek sem \u00edr\u00f3dnak \u00e1t, a sejt nem termeli meg a h\u00e1rom enzimet. Azonban ez a represszor feh\u00e9rje nem csak az oper\u00e1tor DNS szekvenci\u00e1hoz k\u00e9pes k\u00f6tni, hanem a tejcukor bont\u00e1segyik k\u00f6ztiterm\u00e9k\u00e9hez is, az allolakt\u00f3zhoz, m\u00e1rpedig, ha allolakt\u00f3zhoz k\u00f6t\u0151dik, megv\u00e1ltozik a t\u00e9rszerkezete \u00e9s nem k\u00e9pes tov\u00e1bb k\u00f6t\u0151dni az oper\u00e1tor DNS szekvenci\u00e1hoz. Ez\u00e1ltal az RNS polimer\u00e1z enzim hozz\u00e1f\u00e9r a Lac-operon prom\u00f3ter\u00e9hez, \u00e1t\u00edrja messenger RNS -s\u00e9 a h\u00e1rom g\u00e9nt, amir\u0151l azt\u00e1n feh\u00e9rje k\u00e9pz\u0151dik.<\/p>\n

Magyarul, ha a sejtben nincs tejcukor, a represszor feh\u00e9rje szorosan k\u00f6t\u0151dik az oper\u00e1tor DNS szakaszhoz \u00e9s megakad\u00e1lyozza, hogy a sejt megszintetiz\u00e1lja a h\u00e1rom enzimet, ellenben ha tejcukor is tal\u00e1lhat\u00f3 a sejtben, az inhib\u00edtorfeh\u00e9rje lev\u00e1lik az oper\u00e1torr\u00f3l, \u00e1t\u00edr\u00f3dik a h\u00e1rom g\u00e9n, a sejtben megjelenik a h\u00e1rom feh\u00e9rje.<\/p>\n

Ezzel a meglehet\u0151sen j\u00f3l ismert szab\u00e1lyoz\u00f3rendszerrel v\u00e9geztek k\u00eds\u00e9rleteket John H. Campbell \u00e9s munkat\u00e1rsai 1973 -ban. A rendszer\u00fck pofonegyszer\u0171 volt: Fogtak egy mut\u00e1ns E. coli<\/em> t\u00f6rzset, amelyben egy del\u00e9ci\u00f3 elt\u00e1vol\u00edtotta a lacZ<\/em> g\u00e9nt, ami \u00edgy nem termelhetett \u03b2-galaktozid\u00e1z enzimet, k\u00e9ptelen volt a tejcukrot sz\u0151l\u0151cukorra \u00e9s galakt\u00f3zra has\u00edtani. Ezt a bakt\u00e9riumt\u00f6rzset tetraz\u00f3lium-lakt\u00f3z indik\u00e1torral kieg\u00e9sz\u00edtett agarlemezekre sz\u00e9lesztett\u00e9k. Ezen a t\u00e1ptalajon a tejcukrot felhaszn\u00e1lni k\u00e9ptelen bakt\u00e9riumt\u00f6rzs is n\u0151, \u00e1m ezek a telepek v\u00f6r\u00f6s sz\u00edn\u0171ek. Azonban ha tejcukrot felhaszn\u00e1lni k\u00e9pes, \u03b2-galaktozid\u00e1z enzimet termel\u0151 sejteket sz\u00e9lesztenek a lemezekre, azok feh\u00e9r sz\u00edn\u0171 telepeket alkotnak.<\/p>\n

Sz\u00f3val lacZ<\/em> del\u00e9ci\u00f3s mut\u00e1ns t\u00f6rzset sz\u00e9lesztettek erre az indik\u00e1torral kieg\u00e9sz\u00edtett agarlemezre, majd 37 Celsius-fokon n\u00f6vesztett\u00e9k \u0151ket k\u00e9t napon \u00e1t. Ezek ut\u00e1n szobah\u0151n hagyt\u00e1k a lemezeket nyolc h\u00e9ten \u00e1t. (A k\u00f6zlem\u00e9nyben nem \u00edrj\u00e1k, de fogadni mern\u00e9k, hogy elfelejtett\u00e9k kidobni a haszn\u00e1lt lemezeket.) Ekkor \u00e9szrevett\u00e9k, hogy a nagy, piros telepeken itt-ott apr\u00f3, feh\u00e9r telepek jelentek meg, amik l\u00e1tsz\u00f3lag k\u00e9pess\u00e9 v\u00e1ltak a tejcukor felhaszn\u00e1l\u00e1s\u00e1ra. Fogt\u00e1k az egyik ilyen feh\u00e9r telepet \u00e9s sz\u00e9nforr\u00e1sk\u00e9nt kiz\u00e1r\u00f3lag tejcukrot tartalmaz\u00f3 minim\u00e1lt\u00e1ptalajra kent\u00e9k, ahol nagyon lassan, de telepeket k\u00e9peztek ezek a bakt\u00e9riumsejtek, egy\u00e9rtelm\u0171en mutatva, hogy alacsony hat\u00e9konys\u00e1ggal, de k\u00e9pesek felhaszn\u00e1lni a tejcukrot is. Ezek lettek az Ebg-1 sejtek (Evolved beta-galactosidase-1). Ezt a lemezt \u00f6t napon \u00e1t inkub\u00e1lva, a lassan n\u00f6v\u0151 telepekben gyorsabban n\u00f6v\u0151 fi\u00f3ktelepeket vettek \u00e9szre, ezek k\u00f6z\u00fcl a legnagyobbat friss t\u00e1ptalajra oltott\u00e1k, \u0151bel\u0151le lettek az Ebg-2 sejtek. Ezek k\u00f6z\u00f6tt is megjelentek id\u0151vel gyorsabban n\u00f6v\u0151 mut\u00e1nsok, \u0150ket is \u00fajra oltott\u00e1k, \u0151k lettek az Ebg-3 sejtek \u00e9s \u00edgy folytatt\u00e1k eg\u00e9szen Ebg-5 -ig, amely bakt\u00e9riumok m\u00e1r a vad t\u00edpus\u00fa E. coli<\/em>-val azonos gyorsas\u00e1ggal n\u0151ttek kiz\u00e1r\u00f3lag tejcukrot mint sz\u00e9nforr\u00e1st tartalmaz\u00f3 minim\u00e1lt\u00e1ptalajon, vagyis legal\u00e1bb olyan j\u00f3l hasznos\u00edtott\u00e1k a tejcukrot, mint a vad t\u00f6rzs. \u00c9rdekesm\u00f3d, ezek az Ebg-5 sejtek az indik\u00e1torral kieg\u00e9sz\u00edtett t\u00e1ptalajon r\u00f3zsasz\u00edn telepeket k\u00e9peznek, vil\u00e1gosabbakat, mint a sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzs, de egy\u00e9rtelm\u0171en s\u00f6t\u00e9tebbeket, mint a vad t\u00f6rzs. Ha biok\u00e9miai m\u00f3dszerekkel \u00f6sszehasonl\u00edtott\u00e1k az Ebg-5 t\u00f6rzs tejcukorbont\u00f3 aktivit\u00e1s\u00e1\u00e9rt felel\u0151s feh\u00e9rj\u00e9t a vad t\u00edpus\u00fa \u03b2-galaktozid\u00e1z enzimmel, azt tal\u00e1lt\u00e1k, hogy jelent\u0151sen k\u00fcl\u00f6nb\u00f6zik t\u0151le. A \u03b2-galaktozid\u00e1z enzim a m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9hez n\u00e1triumionokat ig\u00e9nyel, az Ebg k\u00e1liumot, a n\u00e1trium \u00e9ppen g\u00e1tolja a m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9t. Ezen k\u00edv\u00fcl aktivit\u00e1s\u00e1ban, molekulat\u00f6meg\u00e9ben, pH optimum\u00e1ban k\u00fcl\u00f6nb\u00f6zik t\u0151le, r\u00e1ad\u00e1sul m\u00e9g a \u03b2-galaktozid\u00e1z feh\u00e9rj\u00e9t felismer\u0151 ellenanyagokkal sem mutathat\u00f3 ki. R\u00e1ad\u00e1sul ezek a mut\u00e1ci\u00f3k nem a Lac-operon ter\u00fclet\u00e9re t\u00e9rk\u00e9pez\u0151dtek, az EBG-5 jelleg kialak\u00edt\u00e1s\u00e1\u00e9rt felel\u0151s v\u00e1ltoz\u00e1sok a kromosz\u00f3ma eg\u00e9szen m\u00e1s pontj\u00e1n t\u00f6rt\u00e9ntek, teh\u00e1t nem arr\u00f3l van sz\u00f3, hogy helyre\u00e1llt volna valahogyan a vad \u03b2-galaktozid\u00e1z feh\u00e9rje, hanem itt bizony egy teljesen \u00faj enzim alakult ki.<\/p>\n

A munk\u00e1t Barry G. Hall \u00e9s Daniel L. Hartl folytatta a hetvenes \u00e9vekben, akik gyakorlatilag el\u0151r\u0151l kezdtek mindent, mivel Campbell\u00e9k nem \u0151rizt\u00e9k meg az Ebg-1 – Ebg-4 t\u00f6rzseket, csak az Ebg-5 bakt\u00e9riumt\u00f6rzset tartott\u00e1k meg, \u00edgy Hall\u00e9k \u00fajra elv\u00e9gezt\u00e9k a k\u00eds\u00e9rletet, \u00edgy harmincn\u00e9gy f\u00fcggetlen tejcukrot em\u00e9szt\u0151 lacZ<\/em> del\u00e9ci\u00f3s t\u00f6rzset \u00e1ll\u00edtottak el\u0151, ezzel bemutatva, hogy nem valamif\u00e9le kozmikus szerencs\u00e9nek k\u00f6sz\u00f6nhet\u0151 az els\u0151 eset. Ezek k\u00f6z\u00fcl h\u00e1rom t\u00f6rzs az eredeti Ebg-5 h\u00f6z hasonl\u00f3an a vad t\u00edpus\u00faval azonos sebess\u00e9ggel n\u0151tt tejcukrot tartalmaz\u00f3 minim\u00e1lt\u00e1ptalajon, ezek \u00e1lland\u00f3an, nagy mennyis\u00e9gbentermelt\u00e9k a tejcukor em\u00e9szt\u00e9s\u00e9hez sz\u00fcks\u00e9ges enzimet, m\u00edg harmincegy t\u00f6rzs egyharmad sebess\u00e9ggel n\u0151tt tejcukron, \u00e1m ezek csak akkor termelt\u00e9k a tejcukorbont\u00f3 enzimet, ha a t\u00e1ptalaj tartalmazott is tejcukrot, azaz \u0151benn\u00fck ez ugyan\u00fagy induk\u00e1lhat\u00f3, mint a vad t\u00f6rzsben a \u03b2-galaktozid\u00e1z termel\u00e9se. Mind a harmincn\u00e9gy t\u00f6rzs Ebg enzime ugyan\u00fagy viselkedett biok\u00e9miai vizsg\u00e1latokban, mint az eredeti Ebg-5 enzim, r\u00e1ad\u00e1sul mindet felismerte az Ebg-5 -\u00f6t felismer\u0151 ellenanyag<\/p>\n

Ebb\u0151l viszont nyilv\u00e1nval\u00f3v\u00e1 v\u00e1lt, hogy minden t\u00f6rzsben ugyanannak a g\u00e9nnek a mut\u00e1ci\u00f3i alak\u00edtott\u00e1k ki a tejcukrot has\u00edtani k\u00e9pes Ebg enzimet. Mi is ez az eredeti Ebg feh\u00e9rje? Hogy megvizsg\u00e1lj\u00e1k a m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9t, n\u00e9gy k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 cukor felhaszn\u00e1l\u00e1s\u00e1t vizsg\u00e1lt\u00e1k. A tejcukrot m\u00e1r ismerj\u00fck, a laktul\u00f3z (galaktozil-\u03b2-D-frukt\u00f3z) \u00e9s a galaktozil-\u03b2-D-arabin\u00f3z a term\u00e9szetben nem fordul el\u0151, a laktobion\u00e1t pedig nagyon ritk\u00e1n. E n\u00e9gy cukor felhaszn\u00e1l\u00e1s\u00e1val az Ebg enzimek biok\u00e9miai jellemz\u00e9se is elv\u00e9gezhet\u0151. A vad Ebg egyiket sem k\u00e9pes has\u00edtani, az ezt hordoz\u00f3 bakt\u00e9riumsejtek nem n\u0151nek olyan minim\u00e1lt\u00e1ptalajon, amely csak ezeket tartalmazza sz\u00e9nforr\u00e1sk\u00e9nt. A k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151, tejcukrot has\u00edtani k\u00e9pes enzimek viszont n\u00e9gy csoportra oszthat\u00f3ak, ezek l\u00e1that\u00f3ak a t\u00e1bl\u00e1zaton.<\/p>\n

Az els\u0151 csoportba Campbell Ebg-5 enzimje tartozik \u00e9s az els\u0151 k\u00eds\u00e9rlet h\u00e1rom tejcukrot j\u00f3l hasznos\u00edt\u00f3 enzimje. Az ezeket hordoz\u00f3 sejtek gyorsan n\u0151nek tejcukron, nagyon lassan laktul\u00f3zon (24 \u00f3r\u00e1nk\u00e9nt oszt\u00f3dnak), a t\u00f6bbi k\u00e9t cukron pedig \u00e9hen halnak. Egy \u00fajabb k\u00eds\u00e9rletben azonban tal\u00e1ltak olyan t\u00f6rzseket is, amelyek fele olyan gyorsan n\u0151ttek tejcukron, mint az Ebg-5 t\u00f6rzs, ezek Ebg enzimjei alkotj\u00e1k a m\u00e1sodik csoportot, amelyek k\u00e9pesek laktul\u00f3zon is n\u0151ni. Ezek ut\u00e1n kipr\u00f3b\u00e1lt\u00e1k, hogy ha az I. csoport sejtjeit laktul\u00f3zon n\u00f6vesztik, kialakulnak -e bel\u0151l\u00fck laktul\u00f3zt is felhaszn\u00e1lni k\u00e9pes sejtek. Kialakultak, azonban ezen Ebg enzimek k\u00fcl\u00f6nb\u00f6ztek a II. csoport enzimjeit\u0151l, gyorsabban oszt\u00f3dtak tejcukron \u00e9s galaktozil-\u03b2-D-arabin\u00f3zon, \u0151k lettek a IV. csoport. Ezek k\u00f6z\u00fcl azonban egyik t\u00f6rzs sem hasznos\u00edtott laktobion\u00e1tot, s\u0151t, az I. \u00e9s a II. csoportb\u00f3l nem is siker\u00fclt ilyen mut\u00e1nsokat l\u00e9trehozni, pedig t\u00f6bbsz\u00f6r is pr\u00f3b\u00e1lkoztak vele. Ellenben a IV. csoport sejtjeib\u0151l k\u00f6nnyed\u00e9n l\u00e9trej\u00f6ttek laktobion\u00e1tot is felhaszn\u00e1l\u00f3 mut\u00e1nsok, az E. coli<\/em> sejtek a legk\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151bb cukrok felhaszn\u00e1l\u00e1sra v\u00e1ltak k\u00e9pess\u00e9.<\/p>\n

Itt eg\u00e9szen \u00faj ir\u00e1nyt vettek a k\u00eds\u00e9rletek. Ugye a represszorfeh\u00e9rj\u00e9t szab\u00e1lyoz\u00f3 allolakt\u00f3z a tejcukorbont\u00e1s egyik k\u00f6zti term\u00e9ke, amit \u00e9ppen a \u03b2-galaktozid\u00e1z enzim termel. Mivel ahhoz, hogy a tejcukor bejusson a sejtbe, sz\u00fcks\u00e9ges a lakt\u00f3z-perme\u00e1z feh\u00e9rje is, ami csak akkor termel\u0151dik, ha a sejtben allolakt\u00f3z is tal\u00e1lhat\u00f3, a lacZ<\/em> del\u00e9ci\u00f3s mut\u00e1nsok (az \u00f6sszes eddig vizsg\u00e1lt t\u00f6rzs) nem termelnek lakt\u00f3z-perme\u00e1zt sem, \u00edgy nem is k\u00e9pesek f\u00f6lvenni a t\u00e1ptalajb\u00f3l a tejcukrot. A k\u00eds\u00e9rletek sor\u00e1n ez\u00e9rt IPTG -t adtak a t\u00e1ptalajhoz, ami ugyan\u00fagy k\u00f6t\u0151dik a represszorfeh\u00e9rj\u00e9hez, mint az allolakt\u00f3z, \u00e1m a sejt nem k\u00e9pes energiaforr\u00e1sk\u00e9nt hasznos\u00edtani, \u00edgy a k\u00eds\u00e9rleteket nem zavarja. Az eddig t\u00e1rgyalt Ebg enzimeknek ugyanis van egy nagyon l\u00e9nyeges k\u00f6z\u00f6s tulajdons\u00e1ga: A tejcukor bont\u00e1sa sor\u00e1n egyik\u00fck sem termel allolakt\u00f3zt, \u00edgy nem k\u00e9pesek a lakt\u00f3z-perme\u00e1z termel\u0151d\u00e9s\u00e9t sem induk\u00e1lni. A IV. csoportba tartoz\u00f3 enzimek azonban allolakt\u00f3zt is termelnek, IPTG hi\u00e1ny\u00e1ban is k\u00e9pesek induk\u00e1lni a lakt\u00f3z-perme\u00e1z enzim szint\u00e9zis\u00e9t, \u00edgy v\u00edgan elvannak tejcukron, seg\u00e9danyagok n\u00e9lk\u00fcl is.<\/p>\n

No most ahogy az el\u0151bb \u00edrtam, a mut\u00e1nsok egy r\u00e9sze induk\u00e1lhat\u00f3 volt, vagyis csak tejcukor jelenl\u00e9t\u00e9ben termelt Ebg enzimet. Azt meg\u00e1llap\u00edtott\u00e1k, hogy a tejcukor j\u00f3 induk\u00e1l\u00f3szer, az alap g\u00e9naktivit\u00e1st sz\u00e1zszoros\u00e1ra n\u00f6veli. Ez az \u00e9rt\u00e9k azonban m\u00e9g mindig csak huszada volt a konstitut\u00edv expresszi\u00f3s szintnek, ez\u00e9rt n\u0151ttek az induk\u00e1lhat\u00f3 mut\u00e1nsok lassabban tejcukron. Egy II. csoportba tartoz\u00f3, induk\u00e1lhat\u00f3 mut\u00e1ci\u00f3b\u00f3l kiindulva megvizsg\u00e1lt\u00e1k, hogy keletkeznek -e olyan mut\u00e1nsok, amelyek nem csak lakt\u00f3zzal, hanem a t\u00f6bbi cukorral is induk\u00e1lhat\u00f3ak? Term\u00e9szetesen tal\u00e1ltak ilyeneket is, ebben a t\u00e1bl\u00e1zatban l\u00e1that\u00f3ak a jellemz\u0151bb tulajdons\u00e1gaik, a vad t\u00edpus\u00fahoz k\u00e9pest mindenf\u00e9le m\u00e1s induk\u00e1l\u00f3szert el\u0151nyben r\u00e9szes\u00edt\u0151 mut\u00e1nsok is akadnak.<\/p>\n

Ezen a ponton viszont m\u00e1r fel tudt\u00e1k rajzolni, hogyan alakulhat ki egy \u00faj sz\u00e9nforr\u00e1st hasznos\u00edt\u00f3 enzim. Az els\u0151 mut\u00e1ci\u00f3 egy II. t\u00edpus\u00fa Ebg enzimet eredm\u00e9nyez, az ezt hordoz\u00f3 sejtek m\u00e9g k\u00e9ptelenek tiszt\u00e1n tejcukron el\u00e9lni, de az indik\u00e1torlemezen m\u00e1r jelent\u0151sen megn\u0151 az \u00e9letk\u00e9pess\u00e9g\u00fck, l\u00e1that\u00f3 dudorokat k\u00e9peznek a telepeken bel\u00fcl. Ebben a t\u00f6rzsben t\u00f6rt\u00e9nt egy mut\u00e1ci\u00f3 az Ebg operon represszorfeh\u00e9rj\u00e9j\u00e9ben, aminek eredm\u00e9nyek\u00e9nt m\u00e1r a tejcukor is el\u00e9gg\u00e9 induk\u00e1lta az enzim termel\u00e9s\u00e9t ahhoz, hogy tiszt\u00e1n tejcukron is el\u00e9ljen a sejt. Ezek ut\u00e1n egy harmadik mut\u00e1ci\u00f3 t\u00f6rt\u00e9nt az Ebg enzimet k\u00f3dol\u00f3 g\u00e9nben, ami IV. t\u00edpus\u00fa Ebg enzimm\u00e9 alak\u00edtotta, \u00edgy a sejt m\u00e1r k\u00e9pess\u00e9 v\u00e1lt a tejcukor em\u00e9szt\u00e9s\u00e9re, mik\u00f6zben allolakt\u00f3zt is felszabad\u00edtott, \u00edgy k\u00e9pess\u00e9 v\u00e1lt a lakt\u00f3z-perme\u00e1z enzim induk\u00e1lhat\u00f3 termel\u00e9s\u00e9re is. H\u00e1rom pontmut\u00e1ci\u00f3val a sejt m\u00e1ris teljes m\u00e9rt\u00e9kben p\u00f3tolni tudja a kies\u0151 \u03b2-galaktozid\u00e1z enzimet, r\u00e1ad\u00e1sul az \u00faj operon szab\u00e1lyoz\u00e1sa is megoldott ugyanezzel a h\u00e1rom mut\u00e1ci\u00f3val.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Id\u0151k\u00f6zben a nyolcvanas \u00e9vekben lehet\u0151v\u00e9 v\u00e1lt a DNS k\u00f6zvetlen szekven\u00e1l\u00e1sa, \u00edgy kider\u00fclhetett, hogy milyen mut\u00e1ci\u00f3k is felel\u0151sek val\u00f3j\u00e1ban ezen jellegek kialakul\u00e1s\u00e1\u00e9rt. Az I. csoport Ebg enzim l\u00e9trej\u00f6tt\u00e9hez el\u00e9g egyetlen pontmut\u00e1ci\u00f3, ahogy a II. csoportba tartoz\u00f3 Ebg enzimek is egyetlen pontmut\u00e1ci\u00f3 term\u00e9kei. A IV. csoportba tartoz\u00f3 enzimek egyszer\u0171en az I. csoportra jellemz\u0151 \u00e9s a II. csoportra jellemz\u0151 mindk\u00e9t pontmut\u00e1ci\u00f3t hordozz\u00e1k. Az V. csoportba tartoz\u00f3 enzimek egy \u00fajabb pontmut\u00e1ci\u00f3t hordoznak. A represszorfeh\u00e9rj\u00e9ben \u00f6t k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 pontmut\u00e1ci\u00f3 b\u00e1rmelyike a le\u00edrt fenot\u00edpust eredm\u00e9nyezi.<\/p>\n

Megvizsg\u00e1lt\u00e1k, hogy m\u00e1s mut\u00e1ci\u00f3k is l\u00e9trehozhatt\u00e1k -e ugyanezeket az enzimeket \u00e9s meglep\u0151 m\u00f3don azt tal\u00e1lt\u00e1k, hogy nem, minden egyes esetben ugyanaz a pontmut\u00e1ci\u00f3 eredm\u00e9nyezte az I. II. \u00e9s az V. t\u00edpus\u00fa enzimek megjelen\u00e9s\u00e9t. A represszorfeh\u00e9rje eset\u00e9ben nem ez a helyzet \u00f6t mut\u00e1ci\u00f3 b\u00e1rmelyike megt\u00f6rt\u00e9nhet benne. A m\u00e1sik \u00e9rdekes k\u00e9rd\u00e9s, hogy az Ebg feh\u00e9rj\u00e9n k\u00edv\u00fcl van -e m\u00e9g olyan a genomban, amelyik mut\u00e1ci\u00f3k hat\u00e1s\u00e1ra k\u00e9pess\u00e9 v\u00e1lhat tejcukor has\u00edt\u00e1s\u00e1ra? Ugyanezzel a m\u00f3dszerrel megpr\u00f3b\u00e1ltak lacZ<\/em> \u00e9s ebgA<\/em> del\u00e9ci\u00f3s mut\u00e1nsokb\u00f3l tejcukrot felhaszn\u00e1lni k\u00e9pes bakt\u00e9riumokat nyerni, \u00e1m ilyenek nem alakultak ki, \u00fagy t\u0171nik a K12 E. coli<\/em> genomj\u00e1ban ez az egyetlen feh\u00e9rje, amely n\u00e9h\u00e1ny pontmut\u00e1ci\u00f3val k\u00e9pess\u00e9 v\u00e1lhat tejcukor has\u00edt\u00e1s\u00e1ra. Adja mag\u00e1t a k\u00e9rd\u00e9s, hogy akkor mit is csin\u00e1l az Ebg feh\u00e9rje a sejtben? Ezt a mai napig senki sem tudja, ha delet\u00e1lj\u00e1k a g\u00e9nt, semmi sem t\u00f6rt\u00e9nik, a bakt\u00e9rium \u00e9l tov\u00e1bb, mint azel\u0151tt, de ez semmit sem mond arr\u00f3l, hogy a term\u00e9szetben mi lehet a szerepe.<\/p>\n

Ez a k\u00eds\u00e9rletsorozat betekint\u00e9st ny\u00fajt az \u00faj biok\u00e9miai \u00fatvonalak kialakul\u00e1s\u00e1ba. Engem nagyon meglepett, hogy egy megl\u00e9v\u0151 operon \u00e1t\u00e1ll\u00edt\u00e1sa egy m\u00e1sik szubsztr\u00e1tra ilyen k\u00f6nnyen megy, valahogyan mindig \u00fagy gondoltam, hogy ehhez milli\u00f3 \u00e9vek kellenek, nem n\u00e9h\u00e1ny h\u00e9t egy agarlemezen. Az \u00faj, term\u00e9szetben ismeretlen cukrok hasznos\u00edt\u00e1sa is hihetetlen gyorsan lehet\u0151v\u00e9 v\u00e1lt, ez el\u00e9g j\u00f3l mutatja, hogy milyen sebess\u00e9ggel alkalmazkodhatnak az \u00e9l\u0151l\u00e9nyek a k\u00f6rnyezet v\u00e1ltoz\u00e1saihoz.<\/p>\n

\n

B. G. Hall (2003):The EBG system of E. coli: origin and evolution of a novel beta-galactosidase for the metabolism of lactose. Genetica 118(2-3):143-56. <\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Manaps\u00e1g Richard Lenski k\u00eds\u00e9rlete kapja a legt\u00f6bb figyelmet, de az\u00e9rt m\u00e1r sokkal kor\u00e1bban is v\u00e9geztek in vitro evol\u00faci\u00f3s vizsg\u00e1latokat. Ma egy ilyen t\u00f6bb\u00e9-kev\u00e9sb\u00e9 elfelejtett munk\u00e1t szeretn\u00e9k bemutatni, m\u00e9g a hetvenes-nyolcvanas \u00e9vekb\u0151l. Az E. coli\u00a0bakt\u00e9rium Lac-operonja a g\u00e9nszab\u00e1lyoz\u00e1s tank\u00f6nyvi p\u00e9ld\u00e1ja. Ennek … Egy kattint\u00e1s ide a folytat\u00e1shoz…. →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3,1],"tags":[],"class_list":["post-5005989","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-evolucio","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/5005989","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=5005989"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/5005989\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=5005989"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=5005989"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=5005989"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}