Upload
tyler
View
44
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Az RNS vil ág , hibak üszöb. Kun Ádám Növényrendszertani és Ökológiai Tanszék és Collegium Budapest. Az Élet kialakulása előtt. Az első élőlények rendelkeztek Sejtmembránnal Anyagcserével Örökítőanyaggal Hogy jutottunk el idáig? - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Az RNS vilAz RNS világág, , hibakhibaküszöbüszöb
Kun ÁdámKun ÁdámNövényrendszertani és Ökológiai Növényrendszertani és Ökológiai
Tanszék Tanszék ésés
Collegium BudapestCollegium Budapest
Az Élet kialakulása előtt...Az Élet kialakulása előtt...• Az első élőlények rendelkeztekAz első élőlények rendelkeztek
– SejtmembránnalSejtmembránnal– AnyagcserévelAnyagcserével– ÖrökítőanyaggalÖrökítőanyaggal
• Hogy jutottunk el idáig?Hogy jutottunk el idáig?• Mi volt az ősleves (pizza) és az első Mi volt az ősleves (pizza) és az első
élőlények közötti időben?élőlények közötti időben?
Mi volt előbb a tyúk vagy a Mi volt előbb a tyúk vagy a tojás?tojás?
• Fehérje enzimekFehérje enzimek• DNS örökítőanyagDNS örökítőanyag• Lipid membránLipid membrán
RNS világRNS világAz RNS lehet Az RNS lehet enzimenzim és információhordozó és információhordozó
DNS és fehérje világ előtt RNS világA DNS stabilabb a fehérje pedig változatosabb és hatékonyabb
enzim
RNS világRNS világ
1.1. RNS világ bizonyítékaiRNS világ bizonyítékai2.2. RNS világ lehetőségeiRNS világ lehetőségei3.3. RNS világ kialakulásának RNS világ kialakulásának
megoldatlan problémáimegoldatlan problémái4.4. RNS világ fejlődésének problémáiRNS világ fejlődésének problémái
RNS világ bizonyítékai a mai RNS világ bizonyítékai a mai szervezetek biokémiájában Iszervezetek biokémiájában ITermészetes RNS enzimek (ribozim)Természetes RNS enzimek (ribozim)
Mindegyik RNS hasítást katalizálMindegyik RNS hasítást katalizál– I. Csoportbeli intronokI. Csoportbeli intronok– II. Csoportbeli intronokII. Csoportbeli intronok– RNáz PRNáz P– KalapácsfejKalapácsfej– HajtűhurokHajtűhurok– Hepatitis Delta VírusHepatitis Delta Vírus– NeurosporaNeurospora Varkund Satelite RNA Varkund Satelite RNA
Joyce, G. (2002) Nature 418:214-221 alapján
RNS világ bizonyítékai a mai RNS világ bizonyítékai a mai szervezetek biokémiájában II: szervezetek biokémiájában II: KoenzimekKoenzimek• Koenzimek: valamilyen
specifikus kémiai csoport átadásában résztvevő metabolitok (rengeteg reakcióban)– Acetyl koenzim A
(koenzim A): acetyl csoport
– NADH, FADH2 (NAD+, FAD): hidrogén és elektron
– ATP (ADP): nagyenergiájú foszfát ATP
CoA
FADNADP
NAD
tRNStRNS• Aminosavat szállít Aminosavat szállít
a transzlációhoza transzlációhoz• Lehet koenzim is!Lehet koenzim is!
Glutamil-tRNA + 2 H+ + 2 NADPH
L-Glutamát-1-félaldehid + NADP+ + tRNAGlu
RNS világ bizonyítékai a mai RNS világ bizonyítékai a mai szervezetek biokémiájában IIIszervezetek biokémiájában III
•Dezoxi-ribonukleotidok Dezoxi-ribonukleotidok ribonukleotidokból keletkeznek ribonukleotidokból keletkeznek (de ezt valószínűleg ribozimek nem tudják katalizálni).(de ezt valószínűleg ribozimek nem tudják katalizálni).
•Riboswitches: Riboswitches: Génreguláció Génreguláció vélhetően legősibb formája. Az mRNS vélhetően legősibb formája. Az mRNS térszerkezete határozza meg, hogy térszerkezete határozza meg, hogy lefordítódik fehérjévé.lefordítódik fehérjévé.
RNS világ bizonyítékai a mai RNS világ bizonyítékai a mai szervezetek biokémiájában IVszervezetek biokémiájában IV: : TranszlTranszlációáció• mRNSmRNS• tRNStRNS• riboszómariboszóma
A DNS fehérje „átmentet” (transzláció) RNS közvetítésével történik
Riboszómában a peptidil transzfert egy ribozim végzi!
RNS világ lehetőségeiRNS világ lehetőségeiMesterséges evolúcióval előállított enzimekMesterséges evolúcióval előállított enzimek
SZINTÉZISv.
VÉLETLENSZERŰ MOLEKULÁK
SZELEKCIÓ• Affinity chromatography• Filter binding• Gel mobility shift• Imunopercipitation
SOKSZOROZÓDÁSmutagenic PCR
EVOLVÁLÓDOTT MOLEKULA
RNS világ lehetőségei:RNS világ lehetőségei:RNS szintézisRNS szintézis• Nukleotid képzés pirimidinből és aktivált ribózbólNukleotid képzés pirimidinből és aktivált ribózból• Polinukleotidok 5Polinukleotidok 5’’ foszforilációja foszforilációja• 55’ foszf’ foszfát aktiválása 5át aktiválása 5’,5’’,5’ pirofoszfát kötött pirofoszfát kötött
nukleotid kapcsolássalnukleotid kapcsolással• Ligáz aktivitásLigáz aktivitás• Legjobb szintetáz kb. 200 bázis hosszú és Legjobb szintetáz kb. 200 bázis hosszú és 14 14
nuklotidotnuklotidot tud egy templát alapján tud egy templát alapján hozzákapcsolni egy oligonukleotid lánchoz hozzákapcsolni egy oligonukleotid lánchoz 97.5%-os másolási hűséggel.97.5%-os másolási hűséggel.
RNS világ lehetőségei: RNS világ lehetőségei: Protein szintézisProtein szintézis
Protein szintézis minden lépése Protein szintézis minden lépése megoldhatómegoldható
• Aminosavak aktiválása (sokféle Aminosavak aktiválása (sokféle aminoaciláció)aminoaciláció)
• Peptid kötés kialakításPeptid kötés kialakítás
RNS világ lehetőségeiRNS világ lehetőségei::Egyéb reakciókEgyéb reakciók• amid kötés bontásamid kötés bontás• alkilációalkiláció• porfirin metilációporfirin metiláció• kén alkilációkén alkiláció• Diels-Alder cikloaddícióDiels-Alder cikloaddíció • Amid kötés kialakításAmid kötés kialakítás• hidas bifenil izomerációhidas bifenil izomeráció
RNS világ lehetőségeiRNS világ lehetőségei::ÉrdekességekÉrdekességekEgy ribozim a részeibőlEgy ribozim a részeibőlis összeállhat működőis összeállhat működőribozimméribozimméE. coli RNáz P M1 részét darabolva,E. coli RNáz P M1 részét darabolva,azok összeállnak működő ribozimetazok összeállnak működő ribozimetalkotva.alkotva.
Kisebb részleteket jobban lehetKisebb részleteket jobban lehetreplikálnireplikálni
Egy szekvencia, kétEgy szekvencia, kétribozimribozimHDV-t és class III ligáz-t egyesítőHDV-t és class III ligáz-t egyesítőribozimet állítottak elő, úgy, hogyribozimet állítottak elő, úgy, hogyolyan szekvenciát kerestek, amelyolyan szekvenciát kerestek, amelymindkét szerkezetet felveheti.mindkét szerkezetet felveheti.
Működő enzimeken keresztül Működő enzimeken keresztül vezethetvezethet
az út egyik funkcióból a másikbaaz út egyik funkcióból a másikba
RNS világ kialakulásánakRNS világ kialakulásánakmegoldatlan problémáimegoldatlan problémái
• Rengeteg féle cukor, bázis Rengeteg féle cukor, bázis • Sztereokémia Sztereokémia • Pirimidinek prebiotikus keletkezése kérdésesPirimidinek prebiotikus keletkezése kérdéses• Nukleotidok képződésének sebessége nagyon Nukleotidok képződésének sebessége nagyon
kicsikicsi• Polimerizáció során 2’-5’; 3’-5’ és 5’-5’ Polimerizáció során 2’-5’; 3’-5’ és 5’-5’
kapcsolatokkapcsolatok
Az RNS világ fejlődéseAz RNS világ fejlődése• Tekintsünk el az előbbi problémáktól!Tekintsünk el az előbbi problémáktól!• Legyen aktivált monomerünk.Legyen aktivált monomerünk.• Legyenek oligonukleotidjainkLegyenek oligonukleotidjaink
Hogyan alakulhat ki ebből egy RNS Hogyan alakulhat ki ebből egy RNS világ?világ?
Az RNS vilAz RNS világ fejlődése: Az ág fejlődése: Az Eigen paradoxonEigen paradoxon• A replikáció nem hibátlan A replikáció nem hibátlan (főleg nem (főleg nem
replikáz és javító mechanizmusok nélkül)replikáz és javító mechanizmusok nélkül)• Mekkora információMekkora információ (milyen hosszú RNS (milyen hosszú RNS
szál) szál) tartható meg adott másolási tartható meg adott másolási pontosság mellett?pontosság mellett?
„„Replikáció” egy példájaReplikáció” egy példájaRNARNARNARNARNARGARNARNARNARNXRNARNARNHDNMRNARNARNARQARNARNJRPA
WORLDWORLFWORLDWORLLIDRYDWORLDWORLDKORLDWORLDWORLDWORLDWORLDWORUDWORLDWORHDWORLDWORLDWORWDWORLDWORLDWRRLD
HYPOTHESISEYPKTHYSIIHYPEXHESISHYPOTHESISHYPOTHESISHYPETHESKSHYYOTHESISHYPOTHESISHYPOTHESISHYPOTHESISHYPOTHESISHYPOTHESISHYPOSHESISHYPOTMESISHTPOTHESISCYPOTGESISHYPOTHEGIAHYPOXHLSISHYPXTHESISHYPOTHESISHYPUTHESIS
Az Eigen paradoxon: ModellAz Eigen paradoxon: Modell
• xxii molekula conc. molekula conc.• AAii másolási sebesség másolási sebesség• wwijij mutáció j-ből i-be mutáció j-ből i-be• D és D és az állandó kocentrációért az állandó kocentrációért• Q a másolási hűség, QQ a másolási hűség, Q=q=qNN
• q a bq a bázisonkénti másolási hűségázisonkénti másolási hűség
iik
kikiiiii xwxDQAdtdx
)(
Eigen paradoxon: A Eigen paradoxon: A paradoxonparadoxon• Együtt tud-e élni egy mesterkópia, a Együtt tud-e élni egy mesterkópia, a
mutánsaival?mutánsaival?• ahol s az eredeti szekvencia szelekciósahol s az eredeti szekvencia szelekciós
fölénye fölénye
•
• Hosszabb RNS-hez jobb (hosszabb enzim kell), Hosszabb RNS-hez jobb (hosszabb enzim kell), de a hosszabb enzimet nem tudja megtartani a de a hosszabb enzimet nem tudja megtartani a rendszerrendszer
sAA
Qm
j 1
)1(1log
)1log(log
qsN
eeqQ qNqNN
Tehát mondjuk 97.5% pontossággal másoló 200 nukleotidból álló replikáz nem tudja fenntartani saját magát.
HibaküszöbHibaküszöb
Swetina és Schuster 1998 alapján
N=50
Genotípus - FenotípusGenotípus - Fenotípus• Genotípus a szekvencia (bázissorrend)Genotípus a szekvencia (bázissorrend)• A fenotípus az Eigen modellben A fenotípus az Eigen modellben
szintén a bázissorrendszintén a bázissorrend
AUCGUCUGUCGGCGAU
GCAUGACUCAUUAUGC
A két szekvencia teljesen különbözik.A mutáns fitnesse 0
Mesterkópia:
Mutáns:
RNS struktúraRNS struktúra
Neurospora VS ribozim
144 nukleotid hosszú
RNS másodlagos szerkezetRNS másodlagos szerkezet• Bázispárok számától függ a Bázispárok számától függ a
szabadenergia.szabadenergia.• Dinamikus optimalizáció a bázispárok Dinamikus optimalizáció a bázispárok
számának maximalizálására (energia számának maximalizálására (energia minimalizálására)minimalizálására)
• A bázispárok energetikáját A bázispárok energetikáját kísérletesen vizsgáljákkísérletesen vizsgálják
RNS másodlagos szerkezet RNS másodlagos szerkezet meghatározásmeghatározás
Szekvencia R=r1, r2, r3, ..., rn; ahol ri{A,C,G,U}Másodlagos szerkezet S = i.j bázispárok rendezett halmaza
1. 1 i < j N2. j - i>33. i.j és k.l bázispárokra (i<k) igaz az egyik:
a) i=k és j=l (ugyanaz a bázispár)b) i<j<k<l (egymás után jönnek)c) i<k<l<j (i.j magába foglalja k.l-t)
Keressük a legalacsonyabb energiájú (vagy ahhoz közeli) szerkezetet, feltehetően ez a másodlagos szerkezete egy RNS molekulának
Másodlagos szerkezet Másodlagos szerkezet energiájaenergiája
hajtűkanyar
halmozódó bázispár
kitüremkedés
belső hurok
elágazás
A srtruktúra energiája a hurkok energiájától függBármely struktúra egyértelműen felbontható m+1 (m a bázispárok száma) hurokra
A struktúra energiája, így az egyes hurkok energiájának összege
0
m
ii
E S e L
Struktúra a fenotípusStruktúra a fenotípus• A másolási sebesség, vagy az A másolási sebesség, vagy az
enzimatikus aktivitás a enzimatikus aktivitás a struktúrátólstruktúrától függ.függ.
• Egy RNS molekula fenotípusa nem a Egy RNS molekula fenotípusa nem a bázissorrend, hanem a struktúra.bázissorrend, hanem a struktúra.
• 44NN szekvencia lehetséges, mennyi szekvencia lehetséges, mennyi struktúra?struktúra?
• Hogyan határozzuk meg a struktúrátHogyan határozzuk meg a struktúrát
RNS tájképekRNS tájképek• Kémiailag és fizikailag megalapozott Kémiailag és fizikailag megalapozott
genotípus-fenotípus térképgenotípus-fenotípus térkép• Ilyen máshol még nincs a biológiábanIlyen máshol még nincs a biológiában
RNS tájképek tulajdonságai IRNS tájképek tulajdonságai I• Körülbelül 2.35Körülbelül 2.35NN struktúra, azaz egy struktúra, azaz egy
struktúrához több szekvencia tartozik.struktúrához több szekvencia tartozik.• Kevés mutáció (1-3) általában nem Kevés mutáció (1-3) általában nem
változtatja meg a struktúrátváltoztatja meg a struktúrát• Ha van egy kompatibilis Ha van egy kompatibilis
szekvenciánk, akkor az átlagosan 7.2 szekvenciánk, akkor az átlagosan 7.2 mutációval olyanná alakítható, hogy mutációval olyanná alakítható, hogy kívánt MFE struktúrája legyenkívánt MFE struktúrája legyen
RNS tájképek tulajdonságai RNS tájképek tulajdonságai IIII
AUCGUCUGUCGGCGAU
GCAUGACUCAUUAUGC
Mesterkópia:
Mutáns:
•Semleges utak a tájképen•Az utak 21.7%-a perkolál
Azonos struktúra
Azonos fitness
RNS tájképek tulajdonságai RNS tájképek tulajdonságai IIIIII• Vannak gyakoribb struktúrákVannak gyakoribb struktúrák• A szekvenciák zöme gyakori A szekvenciák zöme gyakori
struktúrát vesz felstruktúrát vesz fel ( (evolvevolválódott ribozimek álódott ribozimek minden bizonnyal gyakoriakminden bizonnyal gyakoriak))
• A struktúrák zömét csekély számú A struktúrák zömét csekély számú szekvencia veszi felszekvencia veszi fel
• Minden szekvencia körüli kb. 20 Minden szekvencia körüli kb. 20 mutációval elérhető gömbön belül mutációval elérhető gömbön belül minden gyakori struktúra elérhetőminden gyakori struktúra elérhető
RNS tájképek RNS tájképek következményeikövetkezményei• Az evolválódott ribozimek minden Az evolválódott ribozimek minden
bizonnyal gyakori struktúrák.bizonnyal gyakori struktúrák.• A hibaküszöböt egy megengedőbb A hibaküszöböt egy megengedőbb
fenotípikus hibaküszöb váltja fel.fenotípikus hibaküszöb váltja fel.• Az Eigen paradoxont ez nem oldja Az Eigen paradoxont ez nem oldja
meg, de megoldását könnyebbé teszi.meg, de megoldását könnyebbé teszi.
Ribozimok rátermettség Ribozimok rátermettség tájképetájképe• A fenotipikus hibaküszöb A fenotipikus hibaküszöb
becsléséhez szükségünk van egy becsléséhez szükségünk van egy rátermettség tájképrerátermettség tájképre
• A rátermettség tájkép A rátermettség tájkép kísérletes kísérletes adatokraadatokra épül épül
• Feltételezzük, hogy az enzimaktivitás Feltételezzük, hogy az enzimaktivitás arányos a rátermettséggel arányos a rátermettséggel (proto(protosejtsejt))
A vizsgálat céljaA vizsgálat célja1.1. Valós ribozimokra rátermettség Valós ribozimokra rátermettség
tájkép szerkesztésetájkép szerkesztése2.2. Ilyen tájkép előállításának általános Ilyen tájkép előállításának általános
menetemenete3.3. Fenotipikus hibaküszöb becsléseFenotipikus hibaküszöb becslése
Mely ribozimok jöhetnek Mely ribozimok jöhetnek szóba?szóba?1. 1. Jól karakterizáltJól karakterizált
Csak a természetes ribozimok teljesítik ezt a kritériumot
2. 2. Nem túl hosszúNem túl hosszú (pra(praktikus okktikus ok))Az I-es és II-es csoportbeli intronok kiesnek
3. 3. NNem lehet em lehet a transz ható enzim szerkezetbena transz ható enzim szerkezetben pspszzeudo-eudo-csomócsomó (algorit(algoritmus követelményemus követelménye))
Hepatitis Delta Virus kiesik e miatt
NeurosporaNeurospora VS Ribozyme, Hairpin, Hammerhead VS Ribozyme, Hairpin, Hammerhead
NeurosporaNeurospora Varkund Satellit Varkund Satellit RibozRiboziimm
uaagagcguuCg-CcCgcgguaguaaGc AgG
|||||| |||A
GAACACGA CAC GUUaUgAcug||| ||| ||||||||||GAC
GCU GUG-A-CGGuAuUggc
CUC-GC-GA-UC-GU-AC-G
A
g
aua
UUAGU
GUaUUGUCA|||||||||CguAgCAGUU
uGGA
AA
aCuUuaaC||||||||uGaAauuGc
gau
-U-
3’
5’AA640
650
680
730
740
690
660
670
700710
720
750
760
770
780II
III
IV V
VI
uaagagcguuCg-CcCgcgguaguaaGc AgG
|||||| |||A
GAACACGA CAC GUUaUgAcug||| ||| ||||||||||GAC
GCU GUG-A-CGGuAuUggc
CUC-GC-GA-UC-GU-AC-G
A
g
aua
UUAGU
GUaUUGUCA|||||||||CguAgCAGUU
uGGA
AA
aCuUuaaC||||||||uGaAauuGc
gau
-U-
3’
5’AA640
650
680
730
740
690
660
670
700710
720
750
760
770
780II
III
IV V
VI
N = 144
A pozíciók 83/144 (57%) mutálva van, mi összesen 183 mutánst vettünk figyelembe
VS Ribozim: mutációs VS Ribozim: mutációs kísérletekkísérletek
144 nukleotidból 87-en végeztek mutációs kísérletetÖsszesen 183 mutánst vizsgáltak
VS RibozimVS Ribozim
Aktív hely
Szubsztrát kötés
Hossz nem fontos
Hossz nem fontos
Elágazások fontosak
Kitüremkedés nem lehet a másik száron, de törölhető
Hairpin RibozymeHairpin Ribozyme
aaacaGAGAAGUcaACCAg|||||
A G AA
AUGGUcCAUUAUAUG
A C A
GUG
CACG|||
uu
1
10
20 30
40
50
5’
3’
H1
loop A
H2 H3 H4
loop BaaacaGAGAAGUcaACCAg
|||||A G AA
AUGGUcCAUUAUAUG
A C A
GUG
CACG|||
uu
1
10
20 30
40
50
5’
3’
H1
loop A
H2 H3 H4
loop B
N = 50
A pozíciók 39/50 (78%) mutálva van, összesen 142 mutáns vettünk figyelembe
Ribozimokkal kapcsolatos Ribozimokkal kapcsolatos általános megfigyelésekáltalános megfigyelések1.1. A szerkezet a fontos, nem az egyedi A szerkezet a fontos, nem az egyedi
bázispárokbázispárok2.2. A szerkezet kissé változtathatóA szerkezet kissé változtatható3.3. Vannak kritikus helyekVannak kritikus helyek4.4. A tájkép multiplikatívA tájkép multiplikatív ((lehet hogy van egy lehet hogy van egy
gyenge szinergiagyenge szinergia))
Általános funkcionalitás Általános funkcionalitás tájképtájkép
Rendeljen minden lehetséges Rendeljen minden lehetséges 44NN szekvenciához egy relatív enzimaktivitástszekvenciához egy relatív enzimaktivitást
I.I. Kompatibilis szerkezetKompatibilis szerkezet
II.II. Hibás bázispárHibás bázispár
III.III.Kritikus helyekKritikus helyek
IV.IV. Jósolt struktúraJósolt struktúra sequence structure misspair critical energy
I. I. Kompatibilis szerkezetKompatibilis szerkezet• A célstruktúrának megfelelő bázis-párok A célstruktúrának megfelelő bázis-párok
mindegyike – legtöbbje – ki tud-e alakulnimindegyike – legtöbbje – ki tud-e alakulni??• Néhány hibás párNéhány hibás pár ( (rosszul párosított rosszul párosított
bázispárbázispár) ) megengedhetőmegengedhető, , dede– Nem lehet kettő ilyen egymás mellettNem lehet kettő ilyen egymás mellett– Nem lehet egy régióban kettőnél többNem lehet egy régióban kettőnél több
• AA a szekvenciával kompatibilis a szekvenciával kompatibilis struktúrának megfelelő aktivitásstruktúrának megfelelő aktivitás..
structure
II. II. Hibás bázispárokHibás bázispárok• Minden megengedett hibás bázis-pár Minden megengedett hibás bázis-pár
csökkenti az aktivitástcsökkenti az aktivitást• Az elhelyezkedésüktől függően más Az elhelyezkedésüktől függően más
hatásuk lehet az egyes hibás hatásuk lehet az egyes hibás pároknakpároknak ,misspair misspair i
III. III. Kritikus helyekKritikus helyek• Minden lehetséges nukleotidhoz Minden lehetséges nukleotidhoz
rendelünk aktivitást ezeken a rendelünk aktivitást ezeken a helyekenhelyeken. .
,critical critical i
IV. IV. Jósolt szerkezetJósolt szerkezet• A 2D szerkezet meghatározása.A 2D szerkezet meghatározása.
(Vienna RNA Package)(Vienna RNA Package)• Elfogadjuk, ha a célszerkezetbe Elfogadjuk, ha a célszerkezetbe
tekerediktekeredik..• A A MFE MFE nem biztos, hogy a nem biztos, hogy a
kísérletesen meghatározott kísérletesen meghatározott másodlagos szerkezetmásodlagos szerkezet
RNS populáció dinamikájaRNS populáció dinamikája• 1000 RNS molekula1000 RNS molekula• Szaporodás esélye arányos a fitnesszelSzaporodás esélye arányos a fitnesszel
• A másolás pontatlan, de a molekula A másolás pontatlan, de a molekula hossza állandóhossza állandó
• Degradáció sebessége azonos minden Degradáció sebessége azonos minden szekvenciáraszekvenciára
,i
ij
p
A tájkép tulajdonságaiA tájkép tulajdonságai
0 1 2 3 4 5 6 71E-5
1E-4
1E-3
0.01
0.1
1
fract
ion
of a
ll mut
ants
# of mutation from the original sequence
Perfect ribozyme Functional ribozyme
Neurospora VS Ribozyme
0 1 2 3 4 5 6 71E-5
1E-4
1E-3
0.01
0.1
1
fract
ion
of a
ll mut
ants
# of mutation from the original sequence
Perfect ribozyme Functional ribozyme
Hairpin Ribozyme
= 0.26 = 0.22
Fenotipikus hibaküszöbFenotipikus hibaküszöb
0.047 0.048 0.049 0.050 0.051 0.052 0.0530
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000 Population size = 10000Estimated Error Threshold =0.0536r = -0.993
Tim
e to
ext
inct
ion
(gen
erat
ions
)
Per digit effective mutation rate (*)
Mean Min. Max.
0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.180
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Tim
e to
Ect
ionc
tion
(gen
erat
ions
)
Per digit mutation rate ()
Mean Min. Max.
Population Size = 10000r = -0.95Estimated Error Threshold =0.146
* = 0.053 * = 0.146
VS Ribozim Hajtű
Más tájképekkel Más tájképekkel összehasonlítvaösszehasonlítva1.1. Mnt. Fuji Mnt. Fuji típusú tájképtípusú tájkép
– NNincs szerkezetincs szerkezet– AAz aktivitások pontmutációk alapjánz aktivitások pontmutációk alapján
2.2. Egycsúcsú rátermettség tájképEgycsúcsú rátermettség tájkép Az egyszeres mutánsok átlagos Az egyszeres mutánsok átlagos
aktivitása alapjánaktivitása alapján
, 0.217i VS
, 0.188i Hairpin
Más tájképekkel Más tájképekkel összehasonlítvaösszehasonlítva
VS Ribozyme
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
Structural Mnt. Fuji (0.2) Mnt. Fuji (0.8) Single Peak Eigen (lns=1)
Estim
ated
Erro
r Thr
esho
ld
Hairpin ribozyme
00.020.04
0.060.080.1
0.12
0.140.16
Structural Mnt. Fuji (0.2) Mnt. Fuji (0.8) Single Peak Eigen (lns=1)
Estim
ated
Erro
r Thr
esho
ld
Fenntartható genom méretFenntartható genom méret
maxln
ln 1sN
q q
144; 0.947; 0.26 ln 5.761N q s Neurospora VS Ribozim
Hairpin
A két funkcionalitás tájképe eléggé hasonló, így az lns értékeket használhatjuk a fenntartható genomméret becslésére.
50; 0.856; 0.22 ln 5.957N q s
Fenntartható genom méretFenntartható genom méret
20 60 100
500
900 4000
8000
30000
70000
0 .70
0 .75
0 .80
0 .85
0 .90
0 .95
1 .00
q
. 0 144*
Hairpin ribozyme
RNA polymerase ribozyme
. 0 053*
VS ribozyme
* 310
Ribo-organism
Probléma még Probléma még egyáltalán Eigen egyáltalán Eigen
Paradoxona?Paradoxona?