Ποια είναι η εξελικτική σημασία του κοντινού καθολικότητας του γενετικού κώδικα;

Ο γενετικός κώδικας είναι μια σχεδόν καθολική "γλώσσα" που κωδικοποιεί οδηγίες για τα κύτταρα. Η γλώσσα χρησιμοποιεί νουκλεοτίδια DNA, διατεταγμένα σε «κωδικόνια» τριών, για την αποθήκευση των σχεδιαγραμμάτων για αλυσίδες αμινοξέων. Αυτές οι αλυσίδες σχηματίζουν με τη σειρά τους πρωτεΐνες, οι οποίες είτε περιλαμβάνουν είτε ρυθμίζουν κάθε άλλη βιολογική διαδικασία σε κάθε ζωντανό πράγμα στον πλανήτη. Ο κωδικός που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση αυτών των πληροφοριών είναι σχεδόν καθολικός, πράγμα που σημαίνει ότι όλα τα έμβια όντα που υπάρχουν σήμερα μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο.

Το γεγονός ότι όλοι οι οργανισμοί μοιράζονται περισσότερο ή λιγότερο έναν κώδικα γενετικής συνεπάγεται ότι όλοι οι οργανισμοί μοιράστηκαν έναν μακρινό κοινό πρόγονο. Σύμφωνα με το Εθνικό Κέντρο Πληροφοριών Βιοτεχνολογίας, μοντέλα υπολογιστών έχουν προτείνει ότι το ο γενετικός κώδικας που χρησιμοποιούν όλοι οι οργανισμοί δεν είναι ο μόνος τρόπος που ένας γενετικός κώδικας θα μπορούσε να λειτουργήσει με τον ίδιο συστατικά. Στην πραγματικότητα, ορισμένοι μπορεί ακόμη και να αντισταθούν καλύτερα σε σφάλματα, πράγμα που σημαίνει ότι είναι θεωρητικά δυνατό να δημιουργηθεί ένας "καλύτερος" γενετικός κώδικας. Το γεγονός ότι παρόλα αυτά, όλοι οι οργανισμοί στη Γη χρησιμοποιούν τον ίδιο γενετικό κώδικα υποδηλώνει ότι η ζωή στη Γη εμφανίστηκε κάποτε και όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί προέρχονται από την ίδια πηγή.

Υπάρχουν εξαιρέσεις στον «γενικό» γενετικό κώδικα. Ωστόσο, καμία από τις εξαιρέσεις δεν είναι παρά μικρές αλλαγές. Για παράδειγμα, τα ανθρώπινα μιτοχόνδρια χρησιμοποιούν τρία κωδικόνια, τα οποία κανονικά κωδικοποιούν αμινοξέα, ως κωδικόνια «διακοπής», λέγοντας στα κυτταρικά μηχανήματα ότι έχει γίνει αλυσίδα αμινοξέων. Όλα τα σπονδυλωτά μοιράζονται αυτήν την αλλαγή, πράγμα που υποδηλώνει ότι αυτό συνέβη νωρίς στην εξέλιξη των σπονδυλωτών. Άλλες μικρές αλλαγές στον γενετικό κώδικα των μεδουσών και των ζελέ χτένας (Cndaria και Ctenophora) δεν εντοπίζονται σε άλλα ζώα. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτή η ομάδα ανέπτυξε αυτήν την αλλαγή λίγο μετά το διαχωρισμό από άλλες ομάδες ζώων. Ωστόσο, όλες οι παραλλαγές πιστεύεται ότι προέρχονται τελικά από τον τυπικό κώδικα.

Υπάρχει μια εναλλακτική υπόθεση που εξηγεί την καθολικότητα του γενετικού κώδικα. Αυτή η ιδέα, που ονομάζεται στερεοχημική υπόθεση, υποστηρίζει ότι η διάταξη του γενετικού κώδικα προέρχεται από χημικούς περιορισμούς. Αυτό σημαίνει ότι ο γενετικός κώδικας είναι καθολικός επειδή είναι ο καλύτερος τρόπος για να δημιουργήσετε έναν γενετικό κώδικα υπό γήινες συνθήκες. Τα στοιχεία για αυτήν την ιδέα είναι ασαφή. Ενώ ορισμένα στοιχεία υποστηρίζουν αυτήν την ιδέα, οι αλλαγές στον γενετικό κώδικα, τόσο φυσικοί όσο και τεχνητοί, υποδηλώνουν ότι και άλλοι γενετικοί κώδικες μπορεί να λειτουργούν εξίσου καλά. Το πιο σημαντικό, η στερεοχημική υπόθεση δεν είναι αμοιβαία αποκλειστική στην ιδέα ότι ο γενετικός κώδικας είναι καθολικός λόγω κοινής καταγωγής. και οι δύο έννοιες θα μπορούσαν να συμβάλουν.

Σύμφωνα με μια δημοσίευση του βιολόγου του Πρίνστον, Δρ. Dawn Brooks και συναδέλφων στο περιοδικό "Molecular and Biological Evolution", το Το γεγονός ότι όλοι οι οργανισμοί προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο σημαίνει ότι οι ερευνητές μπορούν να παρεκτείνουν ορισμένα χαρακτηριστικά αυτού του κοινού πρόγονος. Με βάση τα «παλαιότερα» γονίδια σε ζωντανούς οργανισμούς, αυτά που είναι κοινά σε όλα τα σύγχρονα έμβια όντα, οι ερευνητές μπορούν διακρίνω ποιες πρωτεΐνες και αμινοξέα ήταν πιο κοινά όταν ο τελευταίος κοινός πρόγονος όλων των ζωντανών όντων υπήρχε. Από τα 22 «τυπικά» αμινοξέα - αυτά που βρίσκονται στον γενετικό γενετικό κώδικα - περίπου μισή ντουζίνα πολύ σπάνια εμφανίζονται στο πρωτεΐνες του τελευταίου κοινού προγόνου, υπονοώντας ότι είτε αυτά τα αμινοξέα ήταν πολύ σπάνια είτε προστέθηκαν στον γενετικό κώδικα αργότερα.