А

Антагонистическое плейотропия

Антагонистическое плейотропия (англ. Antagonistic pleiotropy) — теория, описывающая один из механизмов возникновения старения с эволюционной точки зрения. Строго говоря, термин «антагонистическое плейотропия» означает пример плейотропии, то есть нескольких разных фенотипических эффектов одного гена, при котором этот ген имеет не просто разные, а противоположные эффекты. Однако, сейчас этот срок ссылается на идею или модель, предложенную в 1957 году Д. Вильямсом, также известную под шутливым названием «теория оплаты потом». Согласно этой теории, в организме должны существовать плейотропные гены, которые имеют разный эффект на выживание организмов на протяжении разных периодов жизни, то есть полезные в молодом возрасте, когда эффект естественного отбора сильный, и вредные позднее, когда эффект естественного отбора слабый.

Запропонавани Уильямсом плейотропные гены должны были объяснить процесс старения. Такие гены поддерживаются в популяции благодаря их положительному эффекту, вероятнее всего на размножение, в молодом возрасте, несмотря на их негативные эффекты на позднем возрасте, до которого доживает незначительная часть популяции. Эффект этих генов в более позднем жизни и будет процессом старения, неважно, вызывают они старения или только не останавливают процесс повреждений, вызванный другими факторами.

Для иллюстрации, предположим, что существует ген, который увеличивает фиксацию кальция в костях. Такой ген будет иметь позитивный эффект в молодом возрасте, так как снижать риск переломов, но негативный эффект в более позднем жизни, из-за увеличения риска остеоартрита из-за чрезмерной кальцификацию суставов. В природных условиях такой ген фактически не имел бы негативного эффекта, так как большинство животных умерли бы задолго до появления негативного влияния. Это не является компромиссом между положительным эффектом в молодых индивидуумах и потенциальным негативным в старых: этот негативный эффект становится важным только если животные живут в защищенных средах, таких как зоопарки или лаборатории.

Теория антагонистической плейотропии объясняет, почему размножение может иметь негативный эффект на долговечность вида, и может даже вызвать смерть, как это происходит в одноплодных организмах. Действительно, любые мутации, которые приводят к увеличению размножения, распространяться в будущих поколениях, даже если эти мутации имеют некоторые вредные эффекты в более позднем жизни. Например, мутации, вызывающие перепроизводство половых гормонов, увеличивают либидо, усилия размножаться и успех при размножении, сохраняться, несмотря на порождение рака половых органов позже в жизни. Поэтому, идея решения возможного компромисса в пользу размножения непосредственно вытекает из теории антагонистической плейотропии.

Компромисс между размножением и продолжительностью жизни был предусмотрен Вильямсом. Согласно ему быстрое развитие индивидуума должен коррелировать с быстрым старением. И хотя конкретные плейотропные гены долго не были найдены, этот прогноз был подтвержден в экспериментах с использованием плодовой мухи Drosophila melanogaster. Ограничивая размножение до позднего возраста, удалось увеличить и продолжительность жизни. И наоборот, уменьшена плодовитость наблюдалась среди долгоживущих (с помощью селекции и определенных мутаций) мух, поддерживая идею компромисса между размножением и выживанием.

Подобный эффект также был найден среди круглых червей Caenorhabditis elegans, где был идентифицирован ряд долгоживущих мутантов. Когда эти мутанты выращивались вместе с нормальными (дикого типа) в лабораторных условиях, никакая популяция не имела конкурентного преимущества, однако преимущество дикого типа сразу проявлялась во время циклов голодания, которые имитировали природные условия.

Позже были также найдены несколько конкретных генов, имеющих предусмотрен теорией эффект. Примерами плейотропного генов можно назвать теломеразу у эукариотов и сигма-фактор σ 70 у бактерий (E. coli). Хотя известно много генов и среди других существ, которые влияют на продолжительность жизни организма, но других четких примеров плейотропного генов все еще нет.

Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть