<\/p>\n
<\/p>\n
Mivel a m\u00e1sodik gener\u00e1ci\u00f3s szekven\u00e1l\u00f3m\u00f3dszerek m\u00e1r viszonylag olcs\u00f3n hozz\u00e1f\u00e9rhet\u0151ek, lehet\u0151v\u00e9 v\u00e1lt, hogy a k\u00eds\u00e9rletben f\u00e9lretett \u00e9s fagyasztva t\u00e1rolt bakt\u00e9riumok teljes genomj\u00e1t megszekven\u00e1lva v\u00e9gigk\u00f6vess\u00e9k a bakt\u00e9riumt\u00f6rzsek evol\u00faci\u00f3j\u00e1t. A k\u00e9tezredik, \u00f6tezredik, t\u00edzezredik, tizen\u00f6tezredik, h\u00faszezredik \u00e9s negyvenezredik nemzed\u00e9kb\u0151l vettek mint\u00e1t, ezek \u00f6r\u00f6k\u00edt\u0151anyag\u00e1t hasonl\u00edtott\u00e1k \u00f6ssze. Ha eml\u00e9ksz\u00fcnk r\u00e1, a aerob citromsavem\u00e9szt\u00e9s k\u00e9pess\u00e9ge a h\u00faszezredik \u00e9s a negyvenezredik nemzed\u00e9k k\u00f6z\u00f6tt alakult ki, meglep\u0151 m\u00f3don a negyvenezredik nemzed\u00e9k genomj\u00e1r\u00f3l szinte semmilyen adatot sem tal\u00e1lunk ebben a k\u00f6zlem\u00e9nyben.<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201108\/nature08480-f1.2.jpg\")
<\/p>\n
A h\u00faszezredik nemzed\u00e9k genomja negyven\u00f6t mut\u00e1ci\u00f3t hordoz a kiindul\u00e1si t\u00f6rzs genomj\u00e1hoz k\u00e9pest, ebb\u0151l huszonkilenc pontmut\u00e1ci\u00f3, tizenhat pedig del\u00e9ci\u00f3 vagy inszerci\u00f3, ezeket mutatja az els\u0151 \u00e1bra. Narancss\u00e1rg\u00e1val jel\u00f6ltek egy \u00f3ri\u00e1si, a genom jelent\u0151s r\u00e9sz\u00e9t \u00e9rint\u0151 inverzi\u00f3t. Ezen nagyon j\u00f3l l\u00e1tszik az evol\u00faci\u00f3 m\u0171k\u00f6d\u00e9se, nyilv\u00e1n h\u00fasz \u00e9v alatt csillag\u00e1szati mennyis\u00e9g\u0171 mut\u00e1ci\u00f3 t\u00f6rt\u00e9nt ebben a bakt\u00e9riumt\u00f6rzsben, de ezek t\u00falnyom\u00f3 t\u00f6bbs\u00e9ge egyszer\u0171en kiszelekt\u00e1l\u00f3dott, elveszett, csak viszonylag kis h\u00e1nyaduk r\u00f6gz\u00fclt a popul\u00e1ci\u00f3ban. A meglep\u0151 ebben az, hogy mint ahogy a m\u00e1sodik \u00e1br\u00e1n l\u00e1that\u00f3 (a k\u00e9k grafikon a r\u00f6gz\u00fclt mut\u00e1ci\u00f3k sz\u00e1m\u00e1t mutatja), ezek a mut\u00e1ci\u00f3k gyakorlatilag azonos sebess\u00e9ggel halmoz\u00f3dtak f\u00f6l, m\u00edg ha megn\u00e9zz\u00fck a z\u00f6ld g\u00f6rb\u00e9t, ami a t\u00f6rzs fittnesz\u00e9t mutatja a nemzed\u00e9kek f\u00fcggv\u00e9ny\u00e9ben, l\u00e1that\u00f3, hogy v\u00e9letlen\u00fcl sem line\u00e1ris v\u00e1ltoz\u00e1st mutat, az els\u0151 4-5 mut\u00e1ci\u00f3 egyr\u0151l m\u00e1sf\u00e9lre n\u00f6velte a t\u00f6rzs \u00e9letk\u00e9pess\u00e9g\u00e9t, m\u00edg a k\u00f6vetkez\u0151 negyven mut\u00e1ci\u00f3 m\u00e1sf\u00e9lr\u0151l egy eg\u00e9sz kilencre n\u00f6velte az \u00e9letk\u00e9pess\u00e9get. Ezen nincs mit csod\u00e1lkozni, nyilv\u00e1n az elej\u00e9n megt\u00f6rt\u00e9ntek azok a mut\u00e1ci\u00f3k, amelyek viszonylag nagy m\u00e9rt\u00e9kben n\u00f6velt\u00e9k az \u00e9letk\u00e9pess\u00e9get, hiszen ezek az egyedek nagy el\u0151nybe ker\u00fcltek a t\u00f6bbihez k\u00e9pest, k\u00f6nnyen elszaporodtak, \u00edgy ezek a mut\u00e1ci\u00f3k k\u00f6nnyen r\u00f6gz\u00fcltek. A k\u00e9s\u0151bb r\u00f6gz\u00fclt mut\u00e1ci\u00f3k azok, amelyek kisebb el\u0151nyt jelentenek a hordoz\u00f3juknak, ezekb\u0151l nyilv\u00e1n t\u00f6bb lehets\u00e9ges, viszont nehezebben r\u00f6gz\u00fclnek, hiszen viszonylag kisebb el\u0151nyt jelentenek hordoz\u00f3juknak.<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201108\/nature08480-f2.2.jpg\")
<\/p>\n
Magyar\u00e1n, a leggyorsabb m\u00f3dja, hogy egy mut\u00e1ci\u00f3 r\u00f6gz\u00fclj\u00f6n egy popul\u00e1ci\u00f3ban, ha a hordoz\u00f3 egyed t\u00faln\u00f6vi az \u00f6sszes t\u00f6bbit. Ha egy id\u0151ben jelen van a popul\u00e1ci\u00f3ban A (\u00e9letk\u00e9pess\u00e9g 1,6), B (\u00e9letk\u00e9pess\u00e9g 1,1) C (\u00e9letk\u00e9pess\u00e9g 1,001) D (\u00e9letk\u00e9pess\u00e9g 1,3), akkor nyilv\u00e1n az A mut\u00e1ci\u00f3t hordoz\u00f3 egyedeknek van a legnagyobb es\u00e9lye, hogy a t\u00f6bbieket t\u00faln\u0151ve egyeduralkod\u00f3v\u00e1 v\u00e1ljanak a popul\u00e1ci\u00f3ban, mert \u0151k szaporodnak a leggyorsabban. Viszont ha m\u00e1r minden egyed hordozza az A mut\u00e1ci\u00f3t, az \u0151 \u00e9letk\u00e9pess\u00e9g\u00fck azonos, ha k\u00f6zt\u00fck \u00fajra megjelenik a B C D mut\u00e1ci\u00f3, a D -t hordoz\u00f3 egyedeknek van nagyobb es\u00e9ly\u00fck t\u00faln\u0151ni a t\u00f6bbieket \u00e9s \u00edgy tov\u00e1bb. V\u00e9letlen\u00fcl sem arr\u00f3l van teh\u00e1t sz\u00f3, hogy valamilyen m\u00f3don ir\u00e1ny\u00edtottak a mut\u00e1ci\u00f3k.<\/p>\n
Lehet \u00fagy \u00e9rvelni, hogy a felhalmozott mut\u00e1ci\u00f3knak semmi k\u00f6ze sincs az \u00e9letk\u00e9pess\u00e9ghez, egyszer\u0171en semlegesek, az\u00e9rt halmoz\u00f3dnak fel egyenletes sebess\u00e9ggel. Itt viszont kihaszn\u00e1lhat\u00f3 az eredeti k\u00eds\u00e9rleti elrendez\u00e9s egyik el\u0151nye, hiszen tizenk\u00e9t p\u00e1rhuzamos bakt\u00e9riumkult\u00far\u00e1t ind\u00edtottak annak idej\u00e9n, amelyek hasonl\u00f3 m\u00f3don alkalmazkodtak az \u00faj t\u00e1ptalajhoz, ha megn\u00e9zik, hogy egy g\u00e9nben a t\u00f6rzsek mekkora h\u00e1nyad\u00e1ban t\u00f6rt\u00e9nt mut\u00e1ci\u00f3, kimutathat\u00f3, mely v\u00e1ltoz\u00e1sok el\u0151ny\u00f6sek. Hiszen b\u00e1r a mut\u00e1ci\u00f3k v\u00e9letlenszer\u0171en t\u00f6rt\u00e9nnek, a szelekci\u00f3 egy\u00e1ltal\u00e1n nem v\u00e9letlenszer\u0171, azonos k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyek k\u00f6z\u00e9 helyezett \u00e9l\u0151l\u00e9nyekben ugyanazok a mut\u00e1ci\u00f3k el\u0151ny\u00f6sek. Pontosan ezt tett\u00e9k, tizenn\u00e9gy g\u00e9nt v\u00e1lasztottak ki, amelyek a vizsg\u00e1lt t\u00f6rzsben elt\u00e9rnek a sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzst\u0151l \u00e9s megn\u00e9zt\u00e9k, hogy a t\u00f6bbi tizenegy t\u00f6rzsben ezek tartalmaznak -e mut\u00e1ci\u00f3kat? Nem meglep\u0151 m\u00f3don azt tal\u00e1lt\u00e1k, hogy a nadR<\/em> g\u00e9nben mind a tizenk\u00e9t t\u00f6rzs hordozott valamilyen mut\u00e1ci\u00f3t, \u00fagyszint\u00e9n az \u00f6sszes t\u00f6rzs pykF g\u00e9nje is elt\u00e9rt a sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzs\u00e9t\u0151l, valamint a rbs operon<\/em>bban is mind k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u00f6tt a sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzst\u0151l. \u00c9rdekes m\u00f3don, nem ugyanazok a mut\u00e1ci\u00f3k t\u00f6rt\u00e9ntek az egyes t\u00f6rzsekben, \u00edgy kiz\u00e1rhat\u00f3, hogy valamilyen kevered\u00e9s t\u00f6rt\u00e9nt volna a t\u00f6rzsek k\u00f6z\u00f6tt. Ha megn\u00e9zz\u00fck a t\u00e1bl\u00e1zatot, tal\u00e1lhatunk m\u00e9g g\u00e9neket, amelyek a t\u00f6rzsek k\u00e9tharmad\u00e1ban vagy fel\u00e9ben megv\u00e1ltoztak, m\u00edg olyanok is l\u00e1that\u00f3ak, amelyek csak ebben az egy t\u00f6rzsben hordoznak mut\u00e1ci\u00f3t. Nyilv\u00e1n azok a mut\u00e1ci\u00f3k, amelyek a t\u00f6rzsek nagy r\u00e9sz\u00e9ben megt\u00f6rt\u00e9ntek egy\u00e9rtelm\u0171en el\u0151ny\u00f6sek, m\u00edg amelyek csak az egyikben, azok tal\u00e1n egy\u00e1ltal\u00e1n nem el\u0151ny\u00f6sek, egyszer\u0171 genetikai sodr\u00f3d\u00e1s eredm\u00e9nyei.<\/p>\n Hogy eld\u00f6nts\u00e9k, helyes -e a felt\u00e9telez\u00e9s\u00fck, egyes\u00e9vel megvizsg\u00e1lt\u00e1k a k\u00e9rd\u00e9ses mut\u00e1ci\u00f3kat \u00e9s azt tapasztalt\u00e1k, hogy ezek nagy r\u00e9sze \u00f6nmag\u00e1ban el\u0151ny\u00f6s, ez l\u00e1that\u00f3 a k\u00f6vetkez\u0151 \u00e1br\u00e1n.<\/p>\n A t\u00e1rgyalt t\u00f6rzs valahol a h\u00faszezredik \u00e9s a negyvenezredik nemzed\u00e9k k\u00f6z\u00f6tt mut\u00e1tor fenot\u00edpust kezdett mutatni, vagyis oszt\u00f3d\u00e1skor a sz\u00fcl\u0151i t\u00f6rzsn\u00e9l j\u00f3val t\u00f6bb mut\u00e1ci\u00f3 keletkezett. Ezt t\u00f6bb m\u00e1sik t\u00f6rzsn\u00e9l is megfigyelt\u00e9k, b\u00e1r ott hamarabb megt\u00f6rt\u00e9nt. Az els\u0151 h\u00faszezer nemzed\u00e9k alatt kevesebb mint \u00f6tven mut\u00e1ci\u00f3 r\u00f6gz\u00fclt ebben a t\u00f6rzsben, m\u00edg a m\u00e1sodik h\u00faszezer nemzed\u00e9k alatt t\u00f6bb, mint hatsz\u00e1z. Ez egy\u00e9rtelm\u0171en mutatja, hogy a mut\u00e1ci\u00f3s r\u00e1ta emelked\u00e9se gyors\u00edtja az alkalmazkod\u00e1st, \u00edgy egy\u00e9rtelm\u0171en el\u0151ny\u00f6s \u00faj k\u00f6rnyezetben, k\u00fcl\u00f6nben a mut\u00e1tor egyedek sohasem tudt\u00e1k volna t\u00faln\u0151ni a t\u00f6bbieket.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n A hossz\u00fa t\u00e1v\u00fa E. coli<\/em> evol\u00faci\u00f3s k\u00eds\u00e9rlet igazi fatengelyes munka, tulajdonk\u00e9ppen semmit sem csin\u00e1lnak a bakt\u00e9riumokkal, csak hagyj\u00e1k \u0151ket oszt\u00f3dni. Ennek ellen\u00e9re, vagy tal\u00e1n \u00e9ppen ez\u00e9rt rendk\u00edv\u00fcl szeml\u00e9letes, gy\u00f6ny\u00f6r\u0171en mutatja az evol\u00faci\u00f3 m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9t. Gyakori t\u00e9vhit, hogy az evol\u00faci\u00f3 teljes eg\u00e9sz\u00e9ben v\u00e9letlen folyamat, de mint l\u00e1tjuk, ez egy\u00e1ltal\u00e1n nem igaz, a mut\u00e1ci\u00f3k val\u00f3ban v\u00e9letlenszer\u0171 v\u00e1ltoz\u00e1sok, de a sok mut\u00e1ci\u00f3b\u00f3l csak viszonylag kev\u00e9s r\u00f6gz\u00fcl, az viszont egy\u00e1ltal\u00e1n nem v\u00e9letlen, hogy melyek ezek. Ennek k\u00f6vetkezm\u00e9nye, hogy mint l\u00e1that\u00f3 tizenk\u00e9t azonos k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyek k\u00f6z\u00e9 helyezett t\u00f6rzsben meglep\u0151 m\u00f3don sokszor ugyanazok a g\u00e9nek v\u00e1ltoznak meg az evol\u00faci\u00f3 sor\u00e1n, nyilv\u00e1n azok, amelyek v\u00e1ltoz\u00e1sa az adott k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyek k\u00f6z\u00f6tt el\u0151ny\u00f6sek.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n Barrick JE, Yu DS, Yoon SH, Jeong H, Oh TK, Schneider D, Lenski RE, Kim JF<\/strong> (2009): Genome evolution and adaptation in a long-term experiment with Escherichia coli<\/em>. Nature<\/em> vol. 461 pp.1243<\/small><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Gondolom mindenki ismeri Richard E. Lenski hossz\u00fa t\u00e1v\u00fa E. coli k\u00eds\u00e9rlet\u00e9t. Aki nem, annak nagy vonalakban elmondva, t\u00f6bb mint h\u00fasz \u00e9vvel ezel\u0151tt (1988 -ban) tizenk\u00e9t E. coli kult\u00far\u00e1t ind\u00edtottak, amelyeket sz\u0151l\u0151cukorban szeg\u00e9ny, citromsavban gazdag t\u00e1ptalajra tettek. Az\u00f3ta naponta friss t\u00e1ptalajra … Egy kattint\u00e1s ide a folytat\u00e1shoz…. ![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201108\/nature08480-f3b.2.jpg\")
<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/media\/image\/201108\/nature08480-f4.2.jpg\")
<\/p>\n