Betreff:    | Pseudogene
Datum:      | 02. März 2008
Message-ID: | 811b99dc-976e-45a1-8ae4-0492c3aaff15@8g2000hse.googlegroups.com

Am 24. Feb, 20:53 Uhr, schrieb Seanpit <seanpit@gmail.com>:
> Am 24. Feb, 12:53 Uhr, schrieb hersheyh <hersheyhv@yahoo.com>:

von Sean Pitman:
>>> Zuerst behaupteten Sie, dass Pseudogene nicht funktionierender „Müll"
>>> DNA seien.

von Howard Hershey:
>> Die meisten Pseudogene sind wahrscheinlich anfänglich oder werden zu
>> „nicht-funktionalen" Abfallprodukten. Diejenigen, die *erhalten* werden (und
>> daher in aktuellen Genomen sichtbar sind), sind nicht die *meisten*
>> Pseudogene. Sie stellen eine Teilmenge der Pseudogene dar.

von Sean Pitman:
> Manchmal sind Sie wirklich komisch, Howard. Woher stammt der Begriff
> Pseudogen? Lassen Sie mich Ihnen sagen. Er wurde erstmals verwendet, um
> bestimmte genetische Sequenzen zu beschreiben, die irgendwie wie Gene aussahen,
> aber als beschädigt galten, sodass sie keine Proteine mehr produzieren konnten
> und daher ursprünglich als nicht-funktional angesehen wurden.

Leser ohne Fachkenntnisse können gerne zum Marker "Einfachere Lektüre" weiter unten springen.

Ich werde offiziell agnostisch bleiben, ob die meisten Pseudogene, das heißt Gene, die eine Sequenz zu haben scheinen, die wie eine kodierende Sequenz aussieht und durch einfache klassische Duplikation oder durch Insertion eines verarbeiteten reversen Transkripts entstanden ist, aber die Stop-Codons oder Leserahmenverschiebungen enthält, die mindestens die Translation eines vollständigen Duplikatproteins wie dessen, von dem das veränderte Duplikat zu sein scheint, verhindern.

Meiner persönlichen Meinung nach werden die meisten verarbeiteten Pseudogene, die oft in keiner Richtung transkribiert werden (die Transkription einer anti-sense RNA kann biologische Effekte haben) sowie nicht übersetzt werden und die regulatorischen DNA-Sequenzen, die die ursprüngliche Gen-Sequenz besaß, nicht aufweisen, als 'funktionslose' Sequenzen betrachtet werden. Solche Sequenzen, da sie selektiv neutral sind, werden Veränderungen als Funktion der Zeit seit ihrer 'Entstehung' als Insert ansammeln. Dies setzt voraus, dass der Insertionsort selbst keinen 'mutativen' Effekt erzeugt, der unabhängig von der Sequenz des Inserts ist. Ein Insert in einer kodierenden Sequenz kann sicherlich einen selektiven Effekt (wiederum kann dieser Effekt vorteilhaft, nachteilig oder selektiv neutral sein) auf dieses Gen haben.

*Wenn* ein verarbeitetes Pseudogen tatsächlich seinen Antisense-Strang transkribiert, kann dies potenziell einen 'biologischen Effekt' haben. Jeder solche biologische Effekt kann entweder vorteilhaft, nachteilig oder selektiv neutral sein. In *den meisten* Fällen wird der biologische Effekt eines natürlich entstandenen verarbeiteten Pseudogens selektiv neutral sein. Allerdings können einige *initial* nachteilig sein aufgrund der Konsequenzen des Antisense-RNA bei der Verringerung des *Niveaus* der Translation der *echten* Sequenz. Wenn dies geschieht, werden bloß weitere Mutationen in der Pseudogen-Sequenz nicht, bis sich viele weitere angesammelt haben, zu einer Umkehrung des dämpfenden Effekts des Antisense-RNA führen. Interessanterweise wäre eine Methode, durch die eine Mutation zu einer Korrektur dieses Dosiseffekts führen kann, eine Hochregulierung der Transkription vom ursprünglichen Gen, die zu einer Dosiskompensation führt. Das könnte leicht zu einem Zustand von "irreduzibler Komplexität" führen, in dem die ursprünglich nachteilige Depression der Translation durch das Pseudogen notwendig geworden ist, um eine Übertranskription vom ursprünglichen Gen zu verhindern!

Aber das wäre eine relativ seltene Folge der Insertion von verarbeiteten Pseudogenen. Die meisten verarbeiteten Pseudogene werden in ihren Folgen selektiv neutral sein, und wir werden ein zeitlich geordnetes Muster des Verlusts der Identität mit dem ursprünglichen Ausgangsmaterial beobachten. Das heißt, alte verarbeitete Pseudogene werden mehr Unterschiede zum ursprünglichen Ausgangsmaterial (das selbst selektiv neutrale Veränderungen akkumuliert) aufweisen als junge verarbeitete Pseudogene. Nur selten wird es eine signifikante Erhaltung von Pseudogen-Sequenzen über die Zeit geben.

Einfachere Lesung beginnt hier.

Dass eine Sequenz eine *mögliche* zukünftige Quelle für Codierungssequenzen ist, ist keine *Funktion* der Sequenz in der Gegenwart, da es keinen zielgerichteten oder teleologischen Mechanismus gibt, der eine Sequenz für einen potenziellen zukünftigen Nutzen bewahren kann. Die natürliche Selektion, die der *einzige* Mechanismus ist, der Sequenzen vor neutraler Drift bewahren kann, wirkt nicht auf einen „potenziellen zukünftigen Nutzen". Sie wirkt nur auf den gegenwärtigen Nutzen.

Pseudogene, die direkte Duplikate sind, haben eine größere Kapazität, biologisch relevante Konsequenzen zu haben. Duplizierte Gene sind natürlich der Hauptmotor für die Evolution neuer Funktionen (wenn auch nicht absichtlich). Wenn sie jedoch einen Stop-Codon oder einen Frameshift akkumulieren, sodass sie das *vollständige* translatierte Produkt nicht mehr herstellen können, das die *ursprüngliche* Quelle produziert hat, werden sie per Definition zu einem Pseudogen.

Aber je nach den Mutationssorten kann ein Duplikat, das kein vollständiges Translationsprodukt erzeugen kann, dennoch ein partielles Translationsprodukt, ein vollständiges oder partielles Transkript, ein reverses Transkript erzeugen und es könnten noch funktionelle regulatorische Sequenzen vorhanden sein. All dies *könnte*, muss aber nicht, *einige* biologische Aktivität aufweisen, genau weil das ursprüngliche Quellgen diese biologischen Aktivitäten besitzt. Manchmal können diese biologischen Aktivitäten vorteilhaft sein, manchmal nachteilig und manchmal selektiv neutral.

*Wenn* eine solche Funktion vorteilhaft ist, wird die Selektion sie bewahren. *Wenn* eine solche Funktion schädlich ist, wird die Selektion Mutationen hervorrufen, die den schädlichen Effekt kompensieren, was meist auf eine Form der Schwierigkeit bei der Dosiskompensation zurückzuführen ist. Manchmal führen diese kompensierenden Mutationen zu „irreduzibler Komplexität", wie oben für verarbeitete Pseudogene beschrieben, wobei die kompensierende Mutation die ursprünglich schädliche Duplikation nun zu einer Sequenz macht, die benötigt wird, um die richtige Menge an echtem Produkt herzustellen.

Sean behauptet, dass *die meisten* Pseudogene tatsächlich *intelligent* entworfen wurden, um eine wünschenswerte oder notwendige Funktion zu erfüllen. Ich glaube nicht, dass er tatsächlich Beweise dafür hat, dass *die meisten* sich bildenden Pseudogene tatsächlich notwendig sind. Dafür würde mehr Beweise benötigt werden, als er vorgelegt hat, insbesondere da es eine Tendenz zur Erhaltung jener Teile eines Pseudogens geben würde, die tatsächlich eine funktionelle Nützlichkeit aufweisen, selbst wenn diese funktionelle Nützlichkeit nichts anderes als eine Methode zur Kompensation der schädlichen Merkmale des ursprünglichen Duplikationsereignisses ist.

Ich könnte Ihnen erklären, wie man eine unvoreingenommene Analyse der Pseudogen-Aktivität durchführen könnte, aber ich glaube nicht, dass Sean wirklich daran interessiert ist. Und ich, ehrlich gesagt, kümmere mich nicht darum, was die Antwort wäre. Ich habe kein Problem damit, unrecht zu liegen, wenn ich sage, dass *die meisten* Pseudogene keine wichtige biologische Funktion erfüllen.

Sean, weil er behauptet, dass jedes einzelne Pseudogen *muss* absichtlich entworfen worden sein, ist er derjenige, der das Problem hat. Es reicht ihm nicht aus, zu behaupten, dass *die meisten* Pseudogene *eine* biologische Funktion haben. Er muss zeigen, dass *alle* Pseudogene eine gegenwärtig nützliche Funktion haben (das Vorhandensein für eine mögliche zukünftige Nutzung ist keine gegenwärtige Funktion) und dass *alle* Teile des Pseudogens die bestimmte Sequenz haben müssen, die sie haben, um die bestimmte Funktion zu erfüllen, die das Pseudogen in seinem Entwurfsschema hat.

Was Sean zu erklären hat, ist *warum* ein intelligentes Designwesen dazu wählen würde, jene Funktionen zu erzeugen, die Pseudogene tatsächlich besitzen (erinnern Sie sich daran, dass Pseudogene per Definition nicht die vollständigen Translationsprodukte erzeugen können, die ihre Sequenz impliziert), indem sie spezifische Pseudogen-Sequenzen generieren, die nicht übersetzt werden können. Sean muss erklären, warum die funktionalen Pseudogene das exakte Muster von Mutationen aufweisen müssen, das die Synthese der vollständigen Translationsprodukte verhindert, die sie tatsächlich besitzen, um diese Funktion auszuführen. Warum würde ein Designer *absichtlich* solche Systeme so gestalten, dass sie genau so aussehen, wie es durch eine beobachtbare Art von mutatorischem Fehler (Duplikation oder Reverse-Transkript-Einschub) gefolgt von zufälliger Mutation, die zu einer Funktionsverlust-Mutation für das Pseudogen führt, passieren würde? Und Sean muss erklären, warum die Mutationen in diesen funktionalen Pseudogenen in einem Muster existieren, das mit der gemeinsamen Abstammung und mit dem variierenden Auftreten einer stärkeren Degradation der Sequenz in vielen Pseudogenen konsistent ist, was mit neutraler Drift in der kodierenden Sequenz über die Zeit übereinstimmen würde. Mit anderen Worten, Sean muss erklären, warum sein Designer.

Ich habe kein Problem damit, dass ein dupliziertes Protein eine biologische Aktivität aufweist. Ich habe auch kein Problem damit, dass Pseudogene bestimmte Arten biologischer Aktivität besitzen. Ich vermute, dass, wie bei den meisten Mutationen, die meisten Pseudogene, die wir wissen, durch natürlich auftretende Mutationen entstehen können, entweder selektiv neutral oder selektiv schädlich sein werden (hauptsächlich aufgrund von Dosiseffekten). Einige Duplikate werden sofort vorteilhaft sein. Alle Organismen mit Duplikaten können weitere Mutationen durchlaufen, um die Duplikate auf spezialisierte Funktionen zu modifizieren, um schädliche Effekte auszugleichen, Duplikate zu erhalten, die vorteilhafte Effekte haben, und um eine modifizierte Funktionalität aktueller Systeme zu erzeugen. Das heißt, Duplikationen oder verarbeitete Duplikationen sind mutative Ereignisse. Die Selektion wird das Schicksal dieser Ereignisse bestimmen.

[snip diatribe, die seine Ansicht nicht stützt, dass *die meisten* Pseudogene absichtlich so gestaltet sind, als wären sie defekte Duplikate ursprünglich vollständig übersetzter Proteine.]

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