Генетики изучают наследственность или передачу признаков от поколения к поколению. Генетическая информация, отвечающая за эти признаки, содержится в молекуле ДНК, которая воспроизводится каждый раз при делении клетки и передается дочерним клеткам. «Механизм репликации ДНК достаточно мощный, чтобы точно передавать генетическую информацию, и достаточно гибкий, чтобы позволить ему развиваться посредством вариаций, которые мы называем мутациями», — объясняет Бенуа Аркангиоли, руководитель отдела динамики генома в Институте Пастера.Что мы сейчас знаем о мутациях
Большинство мутаций имеют нейтральный эффект, а положительное или отрицательное влияние на характер клеток, особей и видов встречается редко. Однако их рост под влиянием естественного отбора помогает видам развиваться.В этом контексте на протяжении почти ста лет генетики выражали мутации в зависимости от числа клеточных делений. «Проще говоря, чем больше делится клетка, тем больше мутаций она приобретает», — объясняет Бенуа Аркангиоли. Однако в естественных условиях клетки тратят относительно мало времени на деление и часто бездействуют или находятся в состоянии покоя, например, у взрослых организмов.
Поэтому возникает вопрос, появляются ли мутации в этих покоящихся клетках.Покоящиеся клетки также мутируютКоманда Бенуа Аркангиоли из Института Пастера показала, что ДНК покоящихся клеток также приобретает мутации. «Эти мутации появляются линейно во времени и отличаются от тех, которые появляются во время роста».
Во время роста мутации имеют тенденцию увеличивать количество оснований A / T (аденин / тимин) за счет оснований C / G (цитозин / гуанин), и вставки происходят чаще, чем делеции. Ситуация обратная в состоянии покоя в том смысле, что изменения между основаниями A / T и G / C кажутся сбалансированными и делеции преобладают над вставками.
Как следствие, «чередование двух мутирующих систем приводит к динамическому равновесию состава и размера геномов у данного вида». Это также означает, что покой, как и рост, подвержен естественному отбору и оптимизирует потенциал выживания клеток, когда нет деления.Роль в диморфизме мужской / женской гамет«У многих видов, от растений до людей, мужские гаметы постоянно делятся, в то время как противоположные наблюдаются в отношении женских гамет, — добавляет Бенуа Аркангиоли. Таким образом, главный вывод нашей статьи состоит в том, что мужские и женские гаметы, каждая со своими различными мутациями, будут постепенно по-разному воздействуют на их генетический материал ". Таким образом, комбинация двух методов мутации может играть ключевую роль в диморфизме мужских и женских гамет.
Кроме того, обеспечивая доказательство того, что эти различные методы мутации происходят в разные моменты жизни клетки (клетки в состоянии роста или покоя), понятие времени вводится в механизм мутагенеза. «Эта концепция мутаций с течением времени имеет два преимущества, — заключает исследователь. Во-первых, она согласуется с теорией молекулярных часов, используемой для эволюции (и выражается в годах), а, во-вторых, возвращает эволюционную силу женским гаметам».