Sólin Sólin Rís 06:19 • sest 20:42 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:23 • Sest 07:12 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:26 • Síðdegis: 18:51 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:22 • Síðdegis: 12:43 í Reykjavík

Stökkbreytast veirur hraðar en flóknar lífverur?

Arnar Pálsson

Öll spurningin hljóðaði svona:

Eru stökkbreytingar hraðari hjá veirum sem hafa fá gen, en hjá flóknari lífverum með fleiri gen?

Erfðaefni flytur upplýsingar um byggingu og eiginleika lífvera milli kynslóða. Mikill munur er á stærð erfðamengja ólíkra lífvera og forma. Laukar hafa 30 milljarða basa í hverri frumu og menn um 6,5 milljarða. Ávaxtaflugur hafa hins vegar aðeins 360 milljónir basa og hver kólíbaktería er með um 5 milljónir basa.[1]

Veirur eru með mun minni erfðamengi, frá rúmlega þúsund bösum upp í hundruði þúsunda eða jafnvel rúmlega milljón basa. Svo eru það veirungarnir (e. viroids), aðeins nokkur hundruð basa löng fyrirbæri sem valda meðal annars sumum plöntusjúkdómum og lifrarbólgu af gerð D.

Stökkbreytihraði erfðaefnis er ólíkur milli hópa lífvera. Hann er mældur í fjölda stökkbreytinga á hvern basa í erfðamenginu í hverri kynslóð. Stökkbreytihraði í erfðamengi mannsins er um 7,0 til 8,9 × 10-9, en aðeins lægri í erfðamengi ávaxtaflugna, eða 5,10 til 5,90 × 10-9. Samanburður sýnir að stökkbreytihraðinn er í öfugu hlutfalli við stærð erfðamengja. Þannig að í minni erfðamengjum er hærri stökkbreytihraði. Svarið við spurningunni er því já, einfaldar verur eru með hærri stökkbreytitíðni en flóknari lífverur.[2]

Stökkbreytihraði er mjög ólíkur milli hópa og sýnir neikvætt samband við stærð erfðamengja. Á myndinni sjást ólíkar veirur og lífverur. Frá vinstri, veirungur, síðan þrjár ólíkar gerðir veira, bakteríur og loks mús.

Ástæðan fyrir muninum er fjölþætt. Dýr, plöntur, sveppir og örverur nota DNA sem erfðaefni. Veirur nota annað hvort DNA eða RNA sem erfðaefni. DNA og RNA hafa mismunandi stökkbreytihraða. Í fyrsta lagi er RNA óstöðugari kjarnsýra en DNA, vegna efnafræðilegrar byggingar keðjunnar. Í öðru lagi er DNA yfirleitt á tvíþátta formi í lífverum[3] á meðan erfðaefni sumra veira er á einsþátta formi. Einsþátta kjarnsýrur eru berskjaldaðri fyrir ytri áhrifum. Afleiðingin er munur á stökkbreytitíðni milli flókinna lífvera og einfaldari forma, til að mynda veira.

Samanburður á tvíþátta DNA og einþátta RNA. RNA er einsþátta kjarnsýra en þær eru berskjaldaðri fyrir ytri áhrifum.

Samantekt:

  • Veirur eru með lítil erfðamengi.
  • RNA hefur hærri stökkbreytitíðni en DNA.
  • Lífverur með stór erfðamengi hafa lægri stökkbreytitíðni en verur með einfaldari mengi.

Tilvísanir:
  1. ^ Þessar tölur miða við tvílitna frumur. Einlitna erfðamengi manna er um 3,2 milljarðar basa og einlitna mengi lauks 15,9 milljarðar basa.
  2. ^ Vegna þess að stökkbreytingar eru flestar skaðlegar, er ályktunin sú að erfðamengi geta einungis stækkað í lífverum sem geta lækkað stökkbreytihraðann. Flóknar lífverur búa yfir mismunandi kerfum sem verja kjarnsýrur. DNA-viðgerðarkerfi, litur í húð, efnasambönd og prótínflókar hjálpa við að vernda DNA fyrir geislun og efnafræðilegum stökkbreytivöldum.
  3. ^ Nema rétt á meðan verið er að eftirmynda erfðaefnið eða umrita genin.

Heimildir:

Myndir:

Höfundur

Arnar Pálsson

erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ

Útgáfudagur

23.3.2020

Spyrjandi

Unnur E.

Tilvísun

Arnar Pálsson. „Stökkbreytast veirur hraðar en flóknar lífverur?“ Vísindavefurinn, 23. mars 2020. Sótt 8. apríl 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=78972.

Arnar Pálsson. (2020, 23. mars). Stökkbreytast veirur hraðar en flóknar lífverur? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=78972

Arnar Pálsson. „Stökkbreytast veirur hraðar en flóknar lífverur?“ Vísindavefurinn. 23. mar. 2020. Vefsíða. 8. apr. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=78972>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Stökkbreytast veirur hraðar en flóknar lífverur?
Öll spurningin hljóðaði svona:

Eru stökkbreytingar hraðari hjá veirum sem hafa fá gen, en hjá flóknari lífverum með fleiri gen?

Erfðaefni flytur upplýsingar um byggingu og eiginleika lífvera milli kynslóða. Mikill munur er á stærð erfðamengja ólíkra lífvera og forma. Laukar hafa 30 milljarða basa í hverri frumu og menn um 6,5 milljarða. Ávaxtaflugur hafa hins vegar aðeins 360 milljónir basa og hver kólíbaktería er með um 5 milljónir basa.[1]

Veirur eru með mun minni erfðamengi, frá rúmlega þúsund bösum upp í hundruði þúsunda eða jafnvel rúmlega milljón basa. Svo eru það veirungarnir (e. viroids), aðeins nokkur hundruð basa löng fyrirbæri sem valda meðal annars sumum plöntusjúkdómum og lifrarbólgu af gerð D.

Stökkbreytihraði erfðaefnis er ólíkur milli hópa lífvera. Hann er mældur í fjölda stökkbreytinga á hvern basa í erfðamenginu í hverri kynslóð. Stökkbreytihraði í erfðamengi mannsins er um 7,0 til 8,9 × 10-9, en aðeins lægri í erfðamengi ávaxtaflugna, eða 5,10 til 5,90 × 10-9. Samanburður sýnir að stökkbreytihraðinn er í öfugu hlutfalli við stærð erfðamengja. Þannig að í minni erfðamengjum er hærri stökkbreytihraði. Svarið við spurningunni er því já, einfaldar verur eru með hærri stökkbreytitíðni en flóknari lífverur.[2]

Stökkbreytihraði er mjög ólíkur milli hópa og sýnir neikvætt samband við stærð erfðamengja. Á myndinni sjást ólíkar veirur og lífverur. Frá vinstri, veirungur, síðan þrjár ólíkar gerðir veira, bakteríur og loks mús.

Ástæðan fyrir muninum er fjölþætt. Dýr, plöntur, sveppir og örverur nota DNA sem erfðaefni. Veirur nota annað hvort DNA eða RNA sem erfðaefni. DNA og RNA hafa mismunandi stökkbreytihraða. Í fyrsta lagi er RNA óstöðugari kjarnsýra en DNA, vegna efnafræðilegrar byggingar keðjunnar. Í öðru lagi er DNA yfirleitt á tvíþátta formi í lífverum[3] á meðan erfðaefni sumra veira er á einsþátta formi. Einsþátta kjarnsýrur eru berskjaldaðri fyrir ytri áhrifum. Afleiðingin er munur á stökkbreytitíðni milli flókinna lífvera og einfaldari forma, til að mynda veira.

Samanburður á tvíþátta DNA og einþátta RNA. RNA er einsþátta kjarnsýra en þær eru berskjaldaðri fyrir ytri áhrifum.

Samantekt:

  • Veirur eru með lítil erfðamengi.
  • RNA hefur hærri stökkbreytitíðni en DNA.
  • Lífverur með stór erfðamengi hafa lægri stökkbreytitíðni en verur með einfaldari mengi.

Tilvísanir:
  1. ^ Þessar tölur miða við tvílitna frumur. Einlitna erfðamengi manna er um 3,2 milljarðar basa og einlitna mengi lauks 15,9 milljarðar basa.
  2. ^ Vegna þess að stökkbreytingar eru flestar skaðlegar, er ályktunin sú að erfðamengi geta einungis stækkað í lífverum sem geta lækkað stökkbreytihraðann. Flóknar lífverur búa yfir mismunandi kerfum sem verja kjarnsýrur. DNA-viðgerðarkerfi, litur í húð, efnasambönd og prótínflókar hjálpa við að vernda DNA fyrir geislun og efnafræðilegum stökkbreytivöldum.
  3. ^ Nema rétt á meðan verið er að eftirmynda erfðaefnið eða umrita genin.

Heimildir:

Myndir:...