Selectie van evolutie

Evolutie is de geleidelijke verandering in organismen als gevolg van natuurlijke selectie van variatie. Variatie wordt mogelijk door het ontstaan van mutaties. Mutaties doen zich voor op niveau van het DNA. In een sequentie of gen kan een van de letters van het DNA veranderen of muteren. Er kunnen zich ook inserties of deleties voordoen van stukken DNA. Vooralsnog beschouwt men mutatie als een random proces, willekeurig ofwel toevallig. Er is nu een artikel verschenen in Nature dat laat zien dat mutatie meer of minder frequent kan zijn naar gelang de regio van het genoom dat men bekijkt.

Mutatie

Het artikel laat zien dat er in het DNA van de bacterie E. coli genen zijn die minder mutaties ondergaan dan andere regio’s van het genoom. Het gaat om genen die een belangrijke rol hebben in het overleven van de cel, die essentieel zijn voor het basismetabolisme en die voluit tot expressie komen. De auteurs verbinden hier de logica aan dat zulke belangrijke genen zich geen mutaties kunnen permitteren. Zij vermoeden dus dat er een mechanisme bestaat dat de mutation rate in deze genen onderdrukt en zodoende de integriteit van deze genen zoveel mogelijk beschermt.

Als er aan de basis van dit fenomeen inderdaad een mechanisme bestaat dat mutatie in essentiële genen kan onderdrukken (of misschien juist kan stimuleren in minder essentiële genen) dan is ook dat mechanisme geëvolueerd. Dit zou betekenen dat het proces van evolutie van organismen zelf ook onderhevig is aan evolutie.

Volgens de auteurs gaat het niet om de gebruikelijke reparatiemechanismen van de DNA-polymerasen of van transcription-coupled repair. Er is volgens hen meer aan de hand. Hoewel men van mening is dat het onderzoek erg degelijk is uitgevoerd zijn veel biologen (zie ook commentaar onder de link) behoorlijk sceptisch ten aanzien van de claim van de onderzoekers. Deze laatsten beweren immers dat er een non-random mutation rate bestaat, maar vooral dat daar een mechanisme voor bestaat, en dat is een heel nieuw gegeven in de biologie. De sceptici verwachten dat er eenvoudigweg andere factoren zijn waarvan we nog niet op de hoogte zijn. Er wordt vaker gesproken van hot-spots in bepaalde regio’s van het genoom, die vaak lijken voor te komen in de buurt van inserties en deleties van stukken DNA. Maar daarbij is nog nooit het vermoeden uitgesproken dat er een mechanisme aan te grondslag lag.

Uit Nature en ScienceDaily

Met dank aan Harry Pinxteren voor het artikel in Nature en aan de reageerders voor de levendige discussie op voorgaande blogs.