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Wie viele Giabasen von DNA gibt es auf der Erde?

Wie viele Giabasen von DNA gibt es auf der Erde?


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Das menschliche Genom ist etwa 770 MB groß, das C. elegans Genom ist etwa 100 MB groß, die Hefe S. cerevisiae ist etwa 12 MB groß. Verschiedene andere Genome wurden sequenziert: Wie viele GB genomischer DNA haben wir jetzt?

Nehmen wir an, wir möchten eine Noah-Festplattenarche bauen: Wie viel Platz würde es brauchen, um die Genome aller bekannten Arten auf der Erde darzustellen? Gibt es eine Möglichkeit eine Schätzung abzugeben?

Ich interessiere mich auch für die gesamte Biodiversität: Wenn beispielsweise zwei Arten jeweils 1 GB Genome haben und die Hälfte ihrer DNA gemeinsam haben, würde das als 1,5 GB gezählt.


Nimmt man einfach eine Insektenordnung, Coleoptera, gibt es in dieser Reihenfolge knapp 400.000 beschriebene Arten mit Schätzungen von 850.000 bis 4.000.000 Arten insgesamt. Die Zahl der Primaten liegt unter 1.000. Wenn Ihre Annahme von sagen wir 10 MB für alle anderen Primaten richtig wäre, addieren Sie einfach die untere Schätzung von 850.000 bei 10 MB pro 1000 hinzu, wir sind schnell bei 8.500 GB, was eine Fakultät außerhalb des GB-Bereichs zu sein scheint.

Wir haben also eine grobe Schätzung der nicht-bakteriellen Wirkung von Pflanzen, Tieren usw. auf sagen wir 8.700.000.

Jason Gans fand in einer 1-Gramm-Bodenuntersuchung ungefähr 1.000.000 Bakterienarten.

SO ist es zu diesem Zeitpunkt absolut unmöglich, die Gesamtzahl der Arten zu schätzen, geschweige denn das Genom.

Sogar für etwas so "Allgemeines" wie eine Giraffe gibt es bis zu 9 Unterarten mit Genomunterschieden innerhalb jeder Unterart.

Sobald wir sie alle beschrieben haben, können wir dann für jeden an der Genomsequenz arbeiten und Ihnen einige Antworten geben!


Laut dieser Arbeit gibt es auf der Erde ~ 5,3 imes 10^{34}$ DNA-Basenpaare. Ein Basenpaar enthält ungefähr 2 Bits an Informationen (4 Möglichkeiten). Das wären also ~ 8,48 imes 10^{35}$ Bytes an Informationen.

oder mehr als die Gesamtinformation in allen digitalen und analogen technologischen Speichermedien der Erde zusammen.


DNA: Die ultimative Datenspeicherlösung

In einer von Daten überfluteten Welt wird es jeden Tag zu einem größeren Problem, herauszufinden, wo und wie diese effizient und kostengünstig gespeichert werden können. Eine der exotischsten Lösungen könnte sich als eine der besten herausstellen: die Archivierung von Informationen in DNA-Molekülen.

Das vorherrschende Langzeitkühlspeicherverfahren aus den 1950er Jahren schreibt Daten auf pizzagroße Magnetbandspulen. Im Vergleich dazu ist die DNA-Speicherung potenziell kostengünstiger, energieeffizienter und langlebiger. Studien zeigen, dass DNA, die richtig mit einem Salz verkapselt ist, bei Raumtemperatur jahrzehntelang stabil bleibt und in der kontrollierten Umgebung eines Rechenzentrums viel länger halten sollte. DNA erfordert keine Wartung, und in DNA gespeicherte Dateien können leicht zu vernachlässigbaren Kosten kopiert werden.

Noch besser, DNA kann eine unglaubliche Menge an Informationen in einem fast unvorstellbar kleinen Volumen archivieren. Bedenken Sie Folgendes: Die Menschheit wird bis 2025 schätzungsweise 33 Zettabytes an Daten generieren – 3,3 gefolgt von 22 Nullen. Die DNA-Speicherung kann all diese Informationen in einen Ping-Pong-Ball quetschen, der Platz bietet. Die 74 Millionen Bytes an Informationen in der Library of Congress könnten in ein DNA-Archiv von der Größe eines Mohnsamens gepfercht werden – das 6.000-fache. Teilen Sie den Seed in zwei Hälften, und Sie können alle Daten von Facebook speichern.

Science-Fiction? Kaum. DNA-Speichertechnologie existiert heute, aber um sie rentabel zu machen, müssen Forscher einige gewaltige technologische Hürden bei der Integration verschiedener Technologien nehmen. Als Teil einer großen Zusammenarbeit hat unser Team am Los Alamos National Laboratory eine Schlüsseltechnologie für die molekulare Speicherung entwickelt. Unsere Software, der Adaptive DNA Storage Codex (ADS Codex), übersetzt Datendateien aus der binären Sprache der Nullen und Einsen, die Computer verstehen, in den Vier-Buchstaben-Code, den die Biologie versteht.

ADS Codex ist ein wichtiger Bestandteil des Programms Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) Molecular Information Storage (MIST). MIST möchte kostengünstigere, größere und langlebigere Speicher für Big-Data-Operationen in der Regierung und im privaten Sektor bereitstellen, mit dem kurzfristigen Ziel, ein Terabyte und eine Billion Bytes zu schreiben und 10 Terabyte innerhalb von 24 Stunden zu einem Preis von 1.000 US-Dollar zu lesen.

VOM COMPUTERCODE ZUM GENETISCHEN CODE

Wenn die meisten Menschen an DNA denken, denken sie an Leben, nicht an Computer. Aber die DNA selbst ist ein Vier-Buchstaben-Code zur Weitergabe von Informationen über einen Organismus. DNA-Moleküle bestehen aus vier Arten von Basen oder Nukleotiden, die jeweils durch einen Buchstaben gekennzeichnet sind: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Sie sind die Grundlage aller DNA-Codes und bieten die Anleitung zum Bau jedes Lebewesens auf der Erde.

Die DNA-Synthese ist eine ziemlich gut verstandene Technologie, die in der Medizin, Pharmazie und Biokraftstoffentwicklung weit verbreitet ist, um nur einige Anwendungen zu nennen. Die Technik organisiert die Basen in verschiedene Anordnungen, die durch spezifische Sequenzen von A, C, G und T angezeigt werden. Diese Basen wickeln sich in einer verdrillten Kette umeinander - die bekannte Doppelhelix -, um das Molekül zu bilden. Die Anordnung dieser Buchstaben in Sequenzen erzeugt einen Code, der einem Organismus sagt, wie er sich bilden soll.

Der komplette Satz von DNA-Molekülen bildet das Genom und den Bauplan Ihres Körpers. Indem sie DNA-Moleküle synthetisieren und sie von Grund auf neu herstellen, haben Forscher herausgefunden, dass sie lange Zeichenfolgen der Buchstaben A, C, G und T spezifizieren oder schreiben und dann diese Sequenzen zurücklesen können. Der Prozess ist analog zu dem, wie ein Computer binäre Informationen speichert. Von da an war es ein kurzer konzeptioneller Schritt, um eine binäre Computerdatei in ein Molekül zu kodieren

Die Methode hat sich bewährt, aber das Lesen und Schreiben der DNA-kodierten Dateien dauert derzeit sehr lange. Das Anhängen einer einzelnen Base an die DNA dauert etwa eine Sekunde. Das Schreiben einer Archivdatei in dieser Geschwindigkeit könnte Jahrzehnte dauern, aber die Forschung entwickelt schnellere Methoden, einschließlich massiv paralleler Operationen, die in viele Moleküle gleichzeitig schreiben.

NICHTS VERLOREN IN DER ÜBERSETZUNG

ADS Codex sagt genau, wie die Nullen und Einsen in Folgen von vier Buchstabenkombinationen von A, C, G und T übersetzt werden. Der Codex übernimmt auch die Decodierung zurück ins Binärformat. DNA kann mit mehreren Methoden synthetisiert werden, und ADS Codex kann sie alle aufnehmen.

Leider sind die Fehlerraten beim Schreiben auf molekulare Speicher mit DNA-Synthese im Vergleich zu herkömmlichen digitalen Systemen sehr hoch. Diese Fehler entstehen aus einer anderen Quelle als in der digitalen Welt, wodurch sie schwieriger zu korrigieren sind. Auf einer digitalen Festplatte treten binäre Fehler auf, wenn eine Null zu einer Eins wird oder umgekehrt. Bei DNA entstehen die Probleme durch Insertions- und Deletionsfehler. Zum Beispiel könnten Sie A-C-G-T schreiben, aber manchmal versuchen Sie, A zu schreiben, und nichts erscheint, also verschiebt sich die Buchstabenfolge nach links oder es gibt AAA ein.

Normale Fehlerkorrekturcodes funktionieren bei dieser Art von Problem nicht gut, daher fügt ADS Codex Fehlererkennungscodes hinzu, die die Daten validieren. Wenn die Software die Daten wieder in binäre konvertiert, testet sie, ob die Codes übereinstimmen. Wenn sie dies nicht tun, werden Basen&mdashletters&mdash entfernt oder hinzugefügt, bis die Überprüfung erfolgreich ist.

SMARTES SCALE-UP

Wir haben die Version 1.0 von ADS Codex fertiggestellt und planen, sie Ende dieses Jahres zu verwenden, um die von den anderen MIST-Teams entwickelten Speicher- und Abrufsysteme zu evaluieren. Die Arbeit passt gut zur Geschichte von Los Alamos als bahnbrechende neue Entwicklungen im Computerbereich als Teil unserer nationalen Sicherheitsmission. Seit den 1940er Jahren haben wir als Ergebnis dieser Computerfortschritte einige der ältesten und größten Datenspeicher nur digitaler Daten angehäuft. Es hat immer noch einen enormen Wert. Da wir Daten für immer aufbewahren, sind wir bei der Suche nach einer Kühlhauslösung schon lange an der Speerspitze, aber nicht allein.

Alle Daten der Welt, all Ihre digitalen Fotos und Tweets, alle Aufzeichnungen des globalen Finanzsektors, all diese Satellitenbilder von Ackerland, Truppenbewegungen und Gletscherschmelzen, all die Simulationen, die so vielen modernen Wissenschaften und vielem mehr zugrunde liegen, müssen irgendwohin gehen. Die &ldquocloud&rdquo ist überhaupt keine Cloud. Es sind digitale Rechenzentren in riesigen Lagerhallen, die riesige Mengen an Strom verbrauchen, um Billionen von Millionen Bytes zu speichern (und zu kühlen). Da der Bedarf an Datenspeicherung weiterhin exponentiell zunimmt, können diese Rechenzentren, die Milliarden von Dollar in Bau, Betrieb und Betrieb kosten, möglicherweise Schwierigkeiten haben, rentabel zu bleiben.

DNA ist vielversprechend, um den unersättlichen Appetit der Welt auf Datenspeicherung zu stillen. Die Technologie erfordert neue Werkzeuge und neue Wege, Bekanntes anzuwenden. Aber wundern Sie sich nicht, wenn eines Tages die wertvollsten Archive der Welt in einer mohngroßen Molekülsammlung ein neues Zuhause finden.

Die Finanzierung für ADS Codex wurde von der Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) bereitgestellt, einer Forschungsagentur innerhalb des Büros des Direktors des Nationalen Geheimdienstes.


Was ist DNA und wie funktioniert sie?

DNA ist vielleicht das berühmteste biologische Molekül, das in allen Lebensformen auf der Erde vorkommt. Aber was ist DNA oder Desoxyribonukleinsäure? Hier decken wir das Wesentliche ab.

Praktisch jede Zelle in Ihrem Körper enthält DNA oder den genetischen Code, der Sie ausmacht Sie. Die DNA trägt die Anweisungen für die Entwicklung, das Wachstum, die Reproduktion und das Funktionieren allen Lebens.

Unterschiede im genetischen Code sind der Grund, warum ein Mensch blaue statt braune Augen hat, warum manche Menschen anfällig für bestimmte Krankheiten sind, warum Vögel nur zwei Flügel haben und warum Giraffen lange Hälse haben.

Erstaunlicherweise würde die gesamte DNA im menschlichen Körper mehr als 300 Mal bis zur Sonne und zurück reichen.

In diesem Artikel erklären wir die Grundlagen der DNA, woraus sie besteht und wie sie funktioniert.

Kurz gesagt, DNA ist ein langes Molekül, das den einzigartigen genetischen Code jeder Person enthält. Es enthält die Anweisungen zum Aufbau der Proteine, die für das Funktionieren unseres Körpers unerlässlich sind.

DNA-Anweisungen werden von Eltern zu Kind weitergegeben, wobei etwa die Hälfte der DNA eines Kindes vom Vater und die andere von der Mutter stammt.

DNA ist ein zweisträngiges Molekül, das verdreht erscheint und ihm eine einzigartige Form verleiht, die als Doppelhelix.

Jeder der beiden Stränge ist eine lange Folge von Nukleotide oder einzelne Einheiten aus:

  • ein Phosphatmolekül
  • ein Zuckermolekül namens Desoxyribose, das fünf Kohlenstoffe enthält
  • eine stickstoffhaltige Region

Es gibt vier Arten von stickstoffhaltigen Regionen, die als bezeichnet werden Basen:

Die Ordnung dieser vier Basen bildet den genetischen Code, der unsere Lebensanweisungen ist.

Die Basen der beiden DNA-Stränge werden zusammengeklebt, um eine leiterartige Form zu erzeugen. Innerhalb der Leiter bleibt A immer bei T und G bleibt immer bei C, um die „Sprossen“ zu erstellen. Die Länge der Leiter wird von den Zucker- und Phosphatgruppen gebildet.

Die meiste DNA lebt in den Zellkernen und ein Teil findet sich in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen.

Da wir so viel DNA haben (2 Meter in jeder Zelle) und unsere Kerne so klein sind, muss DNA unglaublich ordentlich verpackt werden.

DNA-Stränge sind geschlungen, gewunden und um Proteine ​​gewickelt, die als bezeichnet werden Histone. In diesem aufgewickelten Zustand heißt es Chromatin.

Chromatin wird durch einen Prozess namens . weiter kondensiert Supercoiling, und es wird dann in Strukturen namens verpackt Chromosomen. Diese Chromosomen bilden die bekannte „X“-Form, wie im Bild oben zu sehen ist.

Jedes Chromosom enthält ein DNA-Molekül. Der Mensch hat 23 Chromosomenpaare oder insgesamt 46 Chromosomen. Interessanterweise haben Fruchtfliegen 8 Chromosomen und Tauben 80.

Chromosom 1 ist das größte und enthält etwa 8.000 Gene. Das kleinste ist Chromosom 21 mit rund 3.000 Genen.

Jede DNA-Länge, die für ein bestimmtes Protein kodiert, wird als Gen bezeichnet. Zum Beispiel kodiert ein Gen für das Protein Insulin, das Hormon, das hilft, den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren. Der Mensch hat etwa 20.000 bis 30.000 Gene, obwohl die Schätzungen variieren .

Unsere Gene machen nur etwa 3 Prozent unserer DNA aus, die restlichen 97 Prozent sind weniger gut verstanden. Es wird angenommen, dass die herausragende DNA an der Regulierung der Transkription und Translation beteiligt ist.

Damit Gene ein Protein erzeugen können, gibt es zwei Hauptschritte:

Transkription: Der DNA-Code wird kopiert, um Boten-RNA (mRNA) zu erzeugen. RNA ist eine Kopie der DNA, aber normalerweise einzelsträngig. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass RNA nicht die Base Thymin (T) enthält, die durch Uracil (U) ersetzt wird.

Übersetzung: Die mRNA wird durch Transfer-RNA (tRNA) in Aminosäuren übersetzt.

mRNA wird in drei-Buchstaben-Abschnitten gelesen, die als bezeichnet werden Codons. Jedes Codon kodiert für eine bestimmte Aminosäure oder einen Baustein eines Proteins. Beispielsweise kodiert das Codon GUG für die Aminosäure Valin.

Es gibt 20 mögliche Aminosäuren.

Telomere sind Regionen mit sich wiederholenden Nukleotiden am Ende der Chromosomen.

Sie schützen die Chromosomenenden vor Beschädigung oder Verschmelzung mit anderen Chromosomen.

Sie wurden mit den Plastikspitzen an Schnürsenkeln verglichen, die verhindern, dass sie ausfransen.

Mit zunehmendem Alter wird dieser Schutzbereich immer kleiner. Jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt und DNA repliziert wird, wird das Telomer kürzer.

Chromosomen sind eng gewundene DNA-Stränge. Gene sind Abschnitte der DNA, die einzelne Proteine ​​kodieren.

Anders ausgedrückt, DNA ist der Masterplan für das Leben auf der Erde und die Quelle der wunderbaren Vielfalt, die wir um uns herum sehen.


Was die Wissenschaft sagt

Studien zur Rolle von Genen für die Gesundheit haben nicht ergeben, dass Gene die Auswirkungen einer Diät zuverlässig vorhersagen können. Die PREDICT-1-Studie des Kings' College London zum Beispiel analysierte die Nahrungsaufnahme von 110 eineiigen Zwillingspaaren in einem klinischen Umfeld und stellte fest, dass die Teilnehmer je nach Mahlzeitinhalt, Mahlzeitkontext und nicht genetischen Faktoren unterschiedliche metabolische Reaktionen auf Nahrung zeigten. individuelle Grundlinienmerkmale“, wie die Körperzusammensetzung und die in den Körperzellen vorkommenden Metaboliten. Weniger als 30 Prozent der Variation betrafen die Makronährstoffe der Mahlzeiten (Kohlenhydrate, Proteine ​​und Fette), die einen großen Teil der DNA-Diät-Kit-Empfehlungen ausmachen.

Eine im Jahr 2015 im OMICS: A Journal of Integrative Biology veröffentlichte Übersichtsarbeit untersuchte die Rolle von 38 Genen, die üblicherweise in Nutrigenomik-Tests analysiert werden, unter Verwendung von Daten von über 500.000 Personen. Die Überprüfung ergab, dass es keinen signifikanten Zusammenhang zwischen diesen Genen und den gesundheitlichen Ergebnissen gab. Eine andere Studie in JAMA ergab, dass der Genotyp nicht signifikant für den Gewichtsverlust verantwortlich war, wenn die Teilnehmer eine kohlenhydratarme oder fettarme Ernährung versuchten.

Viele Nutrigenomics-Unternehmen listen auf ihrer Website Studien auf, um ihre Behauptungen zu untermauern. Häufig unterstützen die zitierten Studien im Allgemeinen den Zusammenhang zwischen bestimmten Genvarianten und wie sie die Reaktion einer Person auf eine fettarme oder proteinreiche Ernährung beeinflussen könnten. Inwieweit genetische Unterschiede mit der Ernährung interagieren, ist jedoch unklar. Ein weiteres Problem besteht darin, dass es nur wenige klinische Studien gibt, die die Wirksamkeit von auf DNA zugeschnittenen Diäten im Vergleich zu anderen Ansätzen tatsächlich messen. „Die Unterschiede zwischen einer Person und einer anderen sind wirklich ziemlich gering. verglichen mit dem Einfluss, wie wir essen, was wir essen und was unsere [Nahrungsmittel-] Vorlieben sind, die wir aus unserer Kultur und unserer Erziehung ziehen“, sagt Murthy.

Zhang widerspricht nicht. „Das ist natürlich ein sehr komplexes Bild“, sagt sie. „Letztendlich möchten wir den Menschen helfen, besser zu werden und erfolgreicher zu sein, sich besser und gesünder zu fühlen. Wenn das also unser Ziel ist, müssen wir nicht nur die Genetik, sondern auch die nicht-genomische Genetik oder Umweltpräferenzen im Lebensstil, soziale Determinanten der Gesundheit, all diese Informationen zusammen ansprechen.“


Viele eineiige Zwillinge haben tatsächlich eine etwas andere DNA

Forschung veröffentlicht am 7. Januar in der Zeitschrift Naturgenetik zeigt, dass sich eineiige Zwillinge durch durchschnittlich 5,2 genetische Mutationen unterscheiden. Die Autoren argumentieren, dass diese kleinen Unterschiede zwischen dem genetischen Code von Zwillingen die Art und Weise verändern könnten, wie Wissenschaftler die menschliche Entwicklung untersuchen.

Die Untersuchung von 381 eineiigen Zwillingspaaren und zwei Sets identischer Drillinge ergab, dass nur 38 genetisch identisch waren, berichtet Tina Hesman Saey für Wissenschaftsnachrichten. Die meisten hatten nur wenige genetische Unterschiede, aber 39 hatten mehr als 100 Unterschiede in ihrer DNA. Die Ergebnisse könnten Auswirkungen auf zukünftige Studien darüber haben, wie sich die Umwelt auf Krankheiten und die menschliche Entwicklung auswirkt. In solchen Studien gehen Wissenschaftler oft davon aus, dass Paare eineiiger Zwillinge eine identische DNA haben, sodass ihre Unterschiede durch die Umgebung erklärt werden können, in der sie aufgewachsen sind.

“Bevor Sie diese Interpretation vornehmen können, sollten Sie besser sicherstellen, dass einer von ihnen keine hat de novo [zufällig eingeführt] Mutation in einem wichtigen Gen, die das andere nicht hat,”, sagt Kari Stefansson, CEO von DeCODE Genetics und Hauptautor der neuen Studie, zu den Wissenschaftler Zeitschrift ’s Catherine Offord. “Dies stellt also sicherlich eine neue Art von Belastung für diejenigen dar, die eineiige Zwillinge verwenden, um die Trennung zwischen Natur und Erziehung herzustellen.”

Die Forscher sequenzierten den vollständigen DNA-Code von Zellen, die in Wangenabstrichen und Blutproben nicht nur von den Zwillingen, sondern auch von ihren Eltern, ihren Kindern und dem anderen Elternteil ihrer Kinder gefunden wurden, berichtet Nicoletta Lanese für Live-Wissenschaft. Mit drei Generationen genetischer Information konnten die Forscher nicht nur herausfinden, wo bestimmte Mutationen im DNA-Code auftraten, sondern auch, indem sie feststellten, in welchem ​​Stadium ihrer Embryonalentwicklung die Mutationen auftraten.

Die in der Studie beobachteten genetischen Mutationen betrafen meist einen einzelnen Baustein des DNA-Codes, eine sogenannte Base, die fälschlicherweise gegen einen anderen ausgetauscht wurde. In einigen Fällen wurden Buchstaben entweder eingefügt oder gelöscht. Wenn man auf dem Maßstab eines menschlichen Genoms arbeitet, können einige Änderungen keinen großen Unterschied bewirken.

„Solche genomischen Unterschiede zwischen eineiigen Zwillingen sind immer noch sehr selten“, sagt der Computerbiologe Ziyue Gao von der University of Pennsylvania, der nicht an der Studie beteiligt war Live-Wissenschaft. Das menschliche Genom ist sechs Milliarden Basenpaare lang, und die Studie machte nicht klar, wie viele der Mutationen signifikante Veränderungen bewirken würden. Sie fügt hinzu: “Ich bezweifle, dass diese Unterschiede einen nennenswerten Beitrag zu den phänotypischen [oder beobachtbaren] Unterschieden in Zwillingsstudien leisten werden.”

Die in der Studie behandelten Mutationen treten tendenziell auf, während sich eine Zelle repliziert oder sich teilt, um mehr Zellen zu bilden. Dabei muss die Zelle alle sechs Milliarden Basenpaare vollständig kopieren und macht manchmal Fehler. Die Zelle verfügt über eine Maschinerie, um Fehler zu korrigieren, aber selbst diese gehen manchmal schief und hinterlassen kleine Tippfehler. Wenn ein solcher Tippfehler in einem Zellbündel zu Beginn der menschlichen Entwicklung entsteht, dann, wenn sich das Bündel in zwei Teile aufspaltet, erreicht die Mutation möglicherweise nicht beide Teile gleichermaßen.

“Wir haben ein Zwillingspaar gefunden, bei dem einer der Zwillinge Mutationen in allen Zellen seines Körpers hat und sie in keiner Zelle des anderen Zwillings gefunden werden. Das bedeutet im Grunde, dass einer der Zwillinge ausschließlich aus dem Nachkommen der Zelle gebildet wird, in der die Mutation stattgefunden hat,” sagt Stefansson zu den Wissenschaftler. “Dann haben wir Zwillinge gefunden, wenn die Mutation in allen Zellen im Körper eines der Zwillinge und in 20 Prozent der Zellen im Körper des anderen Zwillings gefunden wird. Einer der Zwillinge hat sich also gerade aus dem Nachkommen dieser einen Zelle gebildet, in der die Mutation stattgefunden hat, und der andere wird teilweise von Nachkommen dieser Zellen und teilweise von etwas anderem gebildet.”

Die Studie verglich die DNA der Zwillinge mit ihren Eltern und Kindern, um herauszufinden, wann die Mutation während ihrer Entwicklung stattgefunden hat. Wenn die Mutation sehr früh aufgetreten ist, könnte die Mutation an ihre Kinder weitergegeben werden, da sie in ihren Spermien oder Eizellen gelandet wäre. Mutationen, die später in der Embryonalentwicklung auftreten, treten möglicherweise nur in den nicht reproduktiven Zellen einer Person auf.

Der Genetiker der Universität Uppsala, Jan Dumanski, sagte der Associated Press’ Christina Larson, dass die Studie ein “ein klarer und wichtiger Beitrag” zur medizinischen Forschung ist.

Stefansson fügt hinzu, dass die Implikationen über die Natur-und-Pflege-Zwillingsstudien hinausgehen.

“Dies ist nicht nur eine Studie, die für das Verständnis der Genetik relevant ist, sondern auch der menschlichen Entwicklung: Wie untersuchen wir die frühe menschliche Entwicklung ethisch, nicht-interventionell? Dies ist eine Möglichkeit, das zu tun,” er sagt zu den Wissenschaftler Zeitschrift. “Wir können damit beginnen, die Mutationen zu nutzen, um ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie Zellen aus dem frühen Embryo verteilt werden, um die verschiedenen Organe im Körper zu entwickeln.”


Der deutsche Physiker Johann Wilhelm Ritter entdeckte 1801 nicht nur die ultraviolette Strahlung, sondern erfand im folgenden Jahr auch die erste Batterie. Ritter interessierte sich auch für Galvanismus – ein Begriff für Muskelkontraktionen, die durch Elektroschocks verursacht werden. Dass er im Alter von 33 Jahren starb, soll unter anderem auf die galvanischen Selbstversuche zurückzuführen sein, mit denen er seinen Körper malträtierte.

Forscher und ihre Selbstversuche


Bereiten Sie Ihren persönlichen CHIP vor, der Ihnen ein unsterbliches Leben ermöglicht. Ein Leben in einer Welt von Menschen, die es vorziehen, wie ein Gott zu sein, anstatt sich zu lieben und einem anderen zu erlauben, vor einem zu sein. Nächste Neue WEAPON gegen Sie verwendet. “Tue was ich sage oder stirb einen frühen Tod?” DIE DNA-WELLE! Verwenden Sie Ihre eigenen Genome, um im gesunden Alter von 25 Jahren ein vollkommen gesundes Leben und das Leben all Ihrer Lieben zu ermöglichen. Emotionale Waffen gegen Sie und Ihre Lieben. Bitten Sie den Heiligen Geist, sich Ihnen anzuschließen, wenn Sie Informationen über diese neue Welt entdecken. Denken Sie daran: Jesus Christus hatte diese Informationen nicht und konnte seine Mitmenschen heilen und dann in ein unsterbliches Leben übergehen. Sie hatten KEINE MACHT über IHN!

Wer erschuf die ‘Aliens’. GOTT natürlich ….Wenn du nicht an Gott glaubst – dann glaubst du nicht an Außerirdische…

Bedeutet dies, dass Außerirdische im Weltraum ejakulierten? Die Spermien erstarrten und landeten auf Planeten, auf denen Eier nur herumlagen und darauf warteten, befruchtet zu werden? Entschuldigung, konnte mir nicht helfen.

Es ist in Ordnung. Und jetzt geh zum Abendessen – denn ich glaube, deine Mutter ruft dich an.

Es gibt keine “Junk-DNA”, es gibt DNA, die wir nicht verstehen.

Aber so wird es in vielen Kreisen genannt. Deshalb haben sie diesen Satz in Anführungszeichen gesetzt.

Ja, ich weiß, so nennen sie es. Ich hatte nur ein Jahr Biologie am College, aber ich dachte immer, sie sollten es DNA nennen, die wir noch nicht verstehen.

Nun, anscheinend gibt es DNA, die nur sehr wenig oder gar keine Funktion hat, und das Zeug, das als Junk-DNA bezeichnet wird, ist einfach DNA, die nicht für Proteine ​​kodiert. Aus diesem Grund sollten wir nicht-kodierende DNA die DNA selbst nennen, und ja, es gibt vieles, was wir noch nicht verstehen, einschließlich der Suche nach Funktionen für DNA, die zuvor als nicht funktionsfähig galt, obwohl dies höchst unwahrscheinlich ist der Fall für alle vermutlich nicht-funktionelle nicht-kodierende DNA. Es ist wahrscheinlich, dass tief in dem, was früher als Junk-DAN-Großhandel bezeichnet wurde, tatsächlich etwas, wenn auch deutlich weniger als bisher angenommen, wahre “junk”-DNA vergraben ist.

Der Bereich dessen, was wir einschließlich der Wissenschaftler nicht verstehen, ist enorm, und ich denke, es ist arrogant und egoistisch von Seiten der Wissenschaftler, Dinge einfach als “Junks abzuschreiben DNA, die leer und nutzlos erscheint, bedeutet nicht, dass dies das letzte und letzte Wort ist. Aufgrund von Einschränkungen der Wissenschaftler und eng konstruierten Theorien könnten sie leicht übersehen und sich nicht bewusst sein, was wirklich in der scheinbar Junk-DNA steckt. Die meisten der Welt, darunter auch Wissenschaftler, denken hauptsächlich linear, was es ihnen leicht macht, alles zu ignorieren, was nicht in ihre Denkweise passt. Nehmen wir zum Beispiel “Jenseits von Zeit und Raum”. Dies ist etwas, das nicht mit mathematischen Gleichungen, Theorien oder geschriebenen Formeln nachgewiesen werden kann. Doch einmal in meinem Leben habe ich persönlich erlebt, dass ich in diesem Bewusstseinszustand war und während ich dort war, fühlte ich die unglaubliche unbestreitbare Erfahrung der Schwingung und Kraft der Schöpfung und es war so überwältigend schön, dass ich niemals kommen wollte zurück, aber das lag nicht an mir, da ich langsam auf Lichtgeschwindigkeit davonglitt und wieder zurück war. Oh, wie ich wünschte, ich könnte herausfinden, wie ich dorthin gekommen bin, aber das Wichtigste ist, dass ich dort war und für diese Erfahrung immer dankbar bin und diese einmalige Erfahrung hat sich für den Rest meines Lebens einen Platz in meinem Herzen eingraviert, der mich für immer verändert hat An. Es gibt so viele Dinge, die nicht in den begrenzten Verstand passen, aber es gibt eine größere Kraft, die dieses Universum zusammenhält.

Haben Sie jemals gedacht, dass das, was Sie erlebt haben, wirklich nur ein Traum war?

Wenn ich einen Traum habe, ist mir klar, dass es genau das ist, was es war und wenn ich mich in der Meditation innerlich konzentriere, ist die Erfahrung, die ich dort habe, auch für mich sehr klar und ich weiß ohne Zweifel, was ich dort erlebt habe ist die Realität des Fühlens von Glück und Frieden, die den ganzen Tag bei mir bleibt.

Das ist sehr interessant, du bist einer der Glücklichen, das erlebt zu haben, was du getan hast.
Noch eine Anmerkung..
Ich weiß, dass es nur ein Film ist, aber der Kern der Geschichte von Prometheus ist für mich viel kaufbarer und ich persönlich akzeptiere, dass das wahrscheinlich hier auf der Erde in Bezug auf uns Menschen und den Rest der Tiere auf diesem Planeten passiert ist.
Ich glaube auch, dass die grundlegende Geschichte hinter der Bibel wahr sein könnte, aber anstelle von Gott, Jesus, Engeln usw. waren diese Charaktere tatsächlich eine außerirdische Rasse

So faszinierend die vielen vielen Dinge sind, die wir “glauben” sind, das Wichtigste in unserem Leben ist das, wovon wir tatsächlich “Wissen” haben. Das Leben fast aller Menschen, einschließlich meines eigenen, basiert hauptsächlich auf Dingen, die wir “glauben”, was nichts anderes ist als diese Leere, die wertlos ist. Es ist nichts Falsches daran, frühere Meister, Heilige Schriften, historische Schriften, Außerirdische und Außerirdische sowie die fast unzähligen Facetten des Universums zu studieren, aber das Wichtigste zuerst Bist du glücklich? Warum bist du hier? Kennst du deinen Sinn im Leben? Ich weiß für mich selbst, dass alle wichtigen Hauptfragen des Lebens, die ich hatte, beantwortet wurden, als “ ich das Wissen meines wahren Selbst erhielt” und ich wusste sofort, wer ich war und ich erkannte sofort meinen Lebenszweck, und ich wusste sofort Wusste, wie ich mich mit dem wahren und wahren Frieden/Glück in meinem Leben verbinden kann, der in mir war und immer war. Und das Tolle ist, es ist auch in jedem einzelnen lebenden Menschen auf dieser Erde.

Ich habe jetzt sehr viele Kommentare zu diesem Thema gelesen, die unterschiedliche Meinungen über die Bibel zum Ausdruck bringen, und ich muss aus meiner eigenen persönlichen Erfahrung sagen, dass das, was ich finde, mich am vollständigsten macht und die Erfahrung von Glück, Frieden und Freude empfindet oder welches Wort oder welche Wortgruppe man auch immer wählt, um dieses wunderbarste Gefühl in mir auszudrücken. Dieses Gefühl ist nicht auf mich beschränkt, sondern existiert in jedem einzelnen lebenden Menschen auf dieser Erde. Jeder Mensch wird mit diesem angeborenen Gefühl von Frieden und Glück in sich selbst geboren. Warum lacht und kichert ein Baby, wenn niemand in der Nähe ist, weil es dieses angeborene Glück in sich selbst spürt. Wenn wir älter werden und wir mehr Dinge in dieser Welt kennenlernen, die wir sehen, berühren und fühlen, wird unsere Aufmerksamkeit immer mehr nach außen von diesem Ort des Glücks in uns abgelenkt. Dann erkennen oder erinnern wir uns eines Tages nicht mehr an diesen Ort des Glücks in uns. Sokrates und einige andere haben gesagt: “Erkenne dich selbst.” Das Wissen um dein wahres Selbst ist der Ort in uns, an dem die Antworten des Lebens existieren und der Ort, an dem es möglich ist, jeden Tag Frieden und Glück zu fühlen unseres Lebens.

Schön gesagt. Aber machen Sie sich nicht die Mühe, dies anderen zu erklären…. es nervt sie einfach

Wer ist nicht von dieser Erde?
—->extraterrestrial——>alien

hahahaaaaa! welcher gott? Es gibt keinen Gott!

Ancient Code, Fake News Stories sind einfach nicht der richtige Weg. Machen Sie zuerst Ihre Hausaufgaben. Danke

und das habe ich die ganze zeit gesagt und wurde vor uns mit solchen religionen versteckt, es tut mir leid, aber es ist die wahrheit, dass die leute ein recht haben sollten, dna zu kennen und öffentlich zu veröffentlichen ist in uns allen wird nicht verschwinden, es ist unsere Beschaffenheit des Menschseins

All die Arbeit und Planung, um einen intelligenten Menschen zu machen, und wir kehren zum Affenverstand zurück…

Das ist ein schrecklicher Internet-Klick-Köder. Die wahre Geschichte sollte sein, wie dumm die Menschen sind.

dann muss dich das blöd machen, weil du auf den Köder geklickt hast?

Nein. Es ist ratsam, solche Behauptungen zu lesen und zu bewerten. Man sollte immer aufgeschlossen sein. Wenn man bedenkt, wie wild die Behauptung dieses Artikels ist, wäre es wahrscheinlich sicher gewesen, den Artikel einfach zu überspringen. Offenheit bedeutet jedoch, sich die Zeit zu nehmen, auch die kühnsten Behauptungen zu verfolgen, von Zeit zu Zeit ist im Prinzip alles möglich. Unser Freund hier scheint jedoch ebenso wie ich von den Ergebnissen seiner Untersuchung schmerzlich enttäuschend zu sein. Schlechte Forschung und ein schlechtes Verständnis der relevanten zugrunde liegenden Wissenschaft lassen meine Sinne für wissenschaftliche Bildung kribbeln und sagen mir, dass dies ein ziemlicher Müllartikel ist.

Genau. Ich hatte auf eine begutachtete Arbeit gehofft. Es stellt sich heraus, dass diese Geschichte tatsächlich aus dem Jahr 2011 stammt, was noch trauriger ist, als ich ursprünglich dachte.

Jeder, der das sagen würde, versteht meine ursprüngliche Aussage nicht. In diesem Fall bezieht sich die Aussage auf Sie.

Okay, hier ist ein großes Stück Wahrheit.. Jeder vernünftige Verstand, der dies liest und das Leben mit im Sand vergrabenem Kopf lebt, sollte sich auf jeden Fall hinsetzen, bevor er dies tut.
Die Wahrheit, wenn Sie Ihren Geist jenseits von Spott und Angst öffnen und jedes einzelne Teil des Puzzles betrachten und sich daran erinnern, dass offensichtlich jedes genauso wichtig ist wie das letzte... ) die Götter, von denen uns jede antike Kultur erzählt (die Elohim in der Bibel) haben die Menschheit nach ihrem Ebenbild und nach ihrem Ebenbild durch genetische Manipulation erschaffen (Eva-Gen, 4000+ genetische Defekte, Sonnenbrand, Augen, Geburt, GMO’s, domestizierte Pflanzen und Tiere) mit ihrer DNA und der DNA des damals am höchsten entwickelten Primaten auf dem Planeten (Bigfoot wurde uns heute vorenthalten, wir sind Primaten, Grund für die Bibel, Schöpfungsgeschichte und warum wir in dieser Hinsicht völlig anders sind als jede andere Spezies Planet mit unerklärlichen Orten auf der ganzen Welt mit bis zu 2000 Tonnen schweren Gesteinen, die angehoben und in planetarische Ausrichtungen verschoben wurden, Orte, die wir nicht einmal verstehen können, aber uns sagen, dass wir sie gebaut haben müssen).
Dann erzog die Menschheit durch die Jahrhunderte mit Hilfe verschiedener Boten (Propheten), mit denen sie Kontakt aufgenommen hatte. Jedem Boten wurde eine Botschaft gegeben, die dem zu dieser Zeit vorherrschenden Verständnisniveau (Grund für Rassen und warum wir uns kreuzen können) angemessen war, mit dem Hauptzweck, grundlegende Prinzipien des gewaltfreien Wissens und Respekts zu vermitteln. Sobald die Menschheit ein ausreichendes wissenschaftliches Verständnis erreicht hatte, beschlossen die Elohim (Aliens heute, die Götter), sich bei UFO-Sichtungen sichtbarer zu machen, um uns von der Realität zu überzeugen (Der einzige wahre Grund, warum jemand es für verrückt hält, sind Filme . Was sind Filme. ). Das Wissen war bekannt, wurde aber im Laufe der Jahrhunderte in Geheimgesellschaften (Die Illuminaten, die mit dem Licht... alle Präsidenten sind durch Blut verwandt.. Das Geld, das alles kontrolliert und finanziert, was man sich vorstellen kann, aber besonders unsere Bildung und Informationen es zusammen, dass Luzifer tatsächlich Gott ist.. Wir denken, dass Luzifer ein roter Dämonentyp ist, der aus irgendeinem Grund mit Hörnern unter der Erde lebt… wo Satanismus herkommt und der Grund, warum sie ihn überall durch Geld, Musikindustrie, Symbole, Architektur zur Schau stellen, überall, wenn Sie anfangen zu suchen. Das ist nur ein Stück, Spitze des Eisbergs.. Auch wenn es schon irrsinnig mental ist. Es liegt an den Leuten, die Wahrheit zu erkennen, weil es wirklich wichtig ist und was tatsächlich kommt, gut oder schlecht Finden Sie es heraus.. Wenn Sie sich nicht vorbereiten, bereiten Sie sich darauf vor, zu scheitern.
Einige sehr große Hinweise deuten darauf hin, dass die Elite wegen all des Bösen und Leidens, das sie verursacht haben, und all der Lügen, die sie erzählt haben, einfach ausgelöscht wird. Wir könnten am Ende ein goldenes, überwältigendes Zeitalter erleben Gleichzeitig gibt es auch sehr große Hinweise darauf, dass der biblische Krieg zur Beendigung aller Kriege sehr nahe ist / sein könnte , Jagd ohne Grund, Krieg und definitiv Unwissenheit) und zu festgefahren, dass wir sogar vor der Vorstellung von Außerirdischen entsetzt sind. Wenn sie also auftauchen, um ihrer extrem verwirrten Schöpfung zu helfen, werden wir verrückt, töten uns gegenseitig, stehlen alles und schießen einfach, sobald sie sich zeigen, weil uns ’er gesagt wird,… von den Leuten, die uns töten und uns belügen (schauen Sie sich den Film Thrive an). Schauen Sie sich noch einmal die Hinweise an und stellen Sie fest, dass dies sehr, sehr groß ist und ich hier immer darauf brenne, ein intelligentes Gespräch von Erdenmenschen zu Erdenbewohnern zu führen bedeutet Erde, den Adam, den Erdenmenschen. Elohim (die Götter) sagten, lasst UNS den Adam (den Erdenmenschen) in UNSEREM Ebenbild nach UNSEREM Ebenbild machen. Wenn Sie sich auch nur eine zehnminütige Geschichte ausdenken und 100 Leute aneinanderreihen und dem ersten in der Reihe erzählen, wird es dann Ihre Geschichte sein, wenn Sie die letzte Person bitten, sie Ihnen zu erzählen? Nein…Mische jetzt auch verschiedene Sprachen. Wie wir das älteste Stück Literatur nur deswegen diskreditiert haben, ist mir schleierhaft. Die Bibel hat so viel Zeit durch so viele Menschen und ihre Sprachen gegangen, dass logisches und rationales Denken jetzt sagen würde, dass sie offensichtlich völlig verbogen wäre. Aber während Logik und rationales Denken uns sagen, dass es uns auch sagt, wären die ersten der Wahrheit viel näher. Wenn ich Sie bitten würde, ein anderes Tier seiner Art in eine Reihe zu stellen, wie sehr können Sie sie voneinander unterscheiden? Eine Reihe von Schwarzen trägt eine Reihe von Weißwedelhirschen, eine Reihe von allem anderen.. Stelle im Laufe der Geschichte zu jeder Zeit eine Reihe von Menschen auf und es sei denn, du denkst, wir sahen alle einmal genau gleich aus.. wir sehen alle völlig anders aus. Komisch, dass jede alte Kultur eindeutig sagt, dass die Götter, die herabgekommen sind und uns erschaffen haben, fast nicht anders aussehen. Gemacht in ihrem Bild und nach ihrem Ebenbild. Alles, was jeder wirklich tun muss, ist zu der einfachen und sehr offensichtlichen Erkenntnis zu kommen, dass die Menschen vor 5000 Jahren nicht so dachten oder redeten wie wir heute&8230 Erforschen Sie Klang, Frequenz, Resonanz und Schwingung unter Berücksichtigung der Arbeit von Nicola Tesla und sehr wichtig quote- if you want to understand the universe think of energy frequency and vibration.. (or right after reading this go watch that 30 minute frequency documentary Sonic geometry the language of frequency and form) Then research Atoms and the fact that EVERYTHING is made up of Atoms.. and that Atoms are in Constant Vibration.. Giving off frequency… Then go back to that Bible that so many have wrong or just call it crazy and read- In the beginning there was the word (sound, frequency, vibration ), and that word (sound frequency vibration) is God… If you’ve read this far and that doesn’t just blow your freaking mind then I’m sorry because that means nothing but material objects ever will..
Laugh all you want it’s the truth.. As bent as it may be.. History is far crazier and far more interesting than we’re being led to “believe”.. Purposely!
Again 2012 breakthrough energy conference, it’s only two hours so if it’s so crazy how much harm could it do to watch? The guy can explain it way better than I will ever be able to.. or if it’s for me to say spend the two hours listening to the most logical person I’ve come across in this time we’re living in.. Film called An Evening with Lloyd Pye. Or because of the importance learn true history, Zecharia Sitchin’s books The Earth Chronicles. The guy spent his whole life looking for the truth that makes sense without any bullshit getting in the way. The truth that will make you realize that neither evolution or God are wrong, they are both right we’ve just always had it wrong.

Trey Smith has a lot of knowledge on that as well and a bunch of vids on the tube he gets real technical about it


DNA Study Finds Aboriginal Australians World’s Oldest Civilization

The newly published paper is the first extensive DNA study of Aboriginal Australians, according to the University of Cambridge. Working in close collaboration with indigenous Australian elders and leaders, an international team of researchers obtained permission to extract DNA from the saliva of 83 Aboriginal Australians and 25 Papuans from New Guinea and sequence their complete genetic information.

Credit: Pete Turner/Getty Images

While some scholars have theorized that indigenous Australians descended from a separate, earlier migration than that of Eurasian people, the study’s authors report that the majority of non-Africans stem from a single ancestral group of migrants who left Africa approximately 72,000 years ago and eventually spread across the other continents. While European and Asian ancestral groups became distinct in the genetic record around 42,000 years ago, the researchers say that occurred even earlier𠅊pproximately 58,000 years ago—in the case of indigenous Papuan and Australian ancestral groups as they ventured eastward.

“Our results suggest that, rather than having left in a separate wave, most of the genomes of Papuans and Aboriginal Australians can be traced back to a single ‘Out of Africa’ event which led to modern worldwide populations,” said Manjinder Sandhu, a senior author from the Sanger Institute and University of Cambridge, in a statement released by the university. “There may have been other migrations, but the evidence so far points to one exit event.”

Around 50,000 years ago, the wave of migration reached Sahul, a prehistoric supercontinent composed of present-day Australia, Tasmania and New Guinea prior to their separation by rising sea levels 10,000 years ago. At that time, according to the study’s authors, Aboriginal Australians became genetically isolated, making it the world’s oldest civilization.

Aboriginal hunter in the Australian Outback. (Credit: Grant Faint/Getty Images)

The study also found that Aboriginal Australians and Papuans diverged from each other about 37,000 years ago, although the reason is unclear because the water separation between New Guinea and Australia had yet to be completed. The researchers theorize the break could have been attributed to early flooding of the Carpentaria Basin that left Australia connected to New Guinea by only a narrow, impassable strip of land. By 31,000 years ago, Aboriginal Australian communities became genetically isolated and started to diverge greatly from one another, likely due to the development of the inhospitable desert in the interior of the continent.

“The genetic diversity among Aboriginal Australians is amazing,” said Anna-Sapfo Malaspinas, one of the lead authors and an assistant professor at the Universities of Copenhagen and Bern. �use the continent has been populated for such a long time, we find that groups from southwestern Australia are genetically more different from northeastern Australia, than, for example, Native Americans are from Siberians.”

Scholars have long been flummoxed as to why the language spoken by 90 percent of Australia’s Aborigines is relatively young𠅊pproximately 4,000 years old according to language experts—if their ancestors had occupied the continent so much earlier. One possible answer has been that a second migration into Australia by people speaking this language occurred around 4,000 years ago. The authors of the new study, however, say a previously unidentified internal dispersal of Aborigines that swept from the northeast across Australia around that time led to the linguistic and cultural linking of the continent’s indigenous people. Although they had a sweeping impact on ancient Australian culture, these “ghost-like” migrants mysteriously disappeared from the genetic record.

Credit: Ingetje Tadros/Getty Images

“It’s a really weird scenario,” said evolutionary geneticist Eske Willerslev, a lead author of the study and a professor at the Center for GeoGenetics at the University of Copenhagen. 𠇊 few immigrants appear in different villages and communities around Australia. They change the way people speak and think then they disappear, like ghosts. And people just carry on living in isolation the same way they always have. This may have happened for religious or cultural reasons that we can only speculate about. But in genetic terms, we have never seen anything like it before.”

One other notable finding from the DNA study is evidence of an “uncharacterized” hominin group that interbred with modern humans as they migrated through southeast Asia on their way to Australia. According to the study, around four percent of the Aboriginal Australian genome comes from this unknown human relative. “We don’t know who these people were, but they were a distant relative of Denisovans (an extinct human species from Siberia), and the Papuan/Australian ancestors probably encountered them close to Sahul,” Willerslev said.

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Dealing With Too Much DNA

Eukaryotes arose about 2 billion years ago, when a bacterium that could metabolize oxygen for energy took up residence inside an archaeal cell. That symbiotic partnership was revolutionary because energy production from that proto-mitochondrion suddenly made expressing genes much more metabolically affordable, Martin argues. The new eukaryotes suddenly had free rein to expand the size and diversity of their genomes and to conduct myriad evolutionary experiments, laying the foundation for the countless eukaryotic innovations seen in life today. “Eukaryotes are an archaeal genetic apparatus that survives with the help of bacterial energy metabolism,” Martin said.

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Eukaryotes arose about 2 billion years ago through a partnership between two simple prokaryotes. An archaeal cell (left) became the permanent host of endosymbiotic bacteria (right), which evolved into energy-producing mitochondria.

Imachi H, Nobu MK and JAMSTEC DENNIS KUNKEL MICROSCOPY / Science Source

But the early eukaryotes went through serious growing pains as their genomes expanded: The larger genome brought new problems stemming from the need to manage an increasingly unwieldy string of DNA. That DNA had to be accessible to the cell’s machinery for transcribing and replicating it without getting tangled up in a hopeless spaghetti ball.

The DNA also sometimes needed to be compact, both to help regulate transcription and regulation, and to separate the identical copies of DNA during cell division. And one danger of careless compaction is that DNA strands can irreversibly bind together if the backbone of one interacts with the groove of another, rendering the DNA useless.

Bacteria have a solution for this that involves a variety of proteins jointly “supercoiling” the cells’ relatively limited libraries of DNA. But eukaryotes’ DNA management solution is to use histone proteins, which have a unique ability to wrap DNA around themselves rather than just sticking to it. The four primary histones of eukaryotes — H2A, H2B, H3 and H4 — assemble into octamers with two copies of each. These octamers, called nucleosomes, are the basic units of eukaryotic DNA packaging.

By curving the DNA around the nucleosome, the histones prevent it from clumping together and keep it functional. It’s an ingenious solution — but eukaryotes didn’t invent it entirely on their own.

Back in the 1980s, when the cellular and molecular biologist Kathleen Sandman was a postdoc at Ohio State University, she and her adviser, John Reeve, identified and sequenced the first known histones in archaea. They showed how the four principal eukaryotic histones were related to each other and to the archaeal histones. Their work provided the early evidence that in the original endosymbiotic event that led to eukaryotes, the host was likely to have been an archaeal cell.

But it would be a teleological mistake to think that archaeal histones were just waiting for the arrival of eukaryotes and the chance to enlarge their genomes. “A lot of these early hypotheses looked at histones in terms of their ability to allow the cell to expand its genome. But that doesn’t really tell you why they were there in the first place,” said Siavash Kurdistani, a biochemist at the University of California, Los Angeles.

As a first step toward those answers, Sandman joined forces several years ago with the structural biologist Karolin Luger, who solved the structure of the eukaryotic nucleosome in 1997. Together, they worked out the crystallized structure of the archaeal nucleosome, which they published with colleagues in 2017. They found that the archaeal nucleosomes are “uncannily similar” in structure to eukaryotic nucleosomes, Luger said — despite the marked differences in their peptide sequences.

Archaeal nucleosomes had already “figured out how to bind and bend DNA in this beautiful arc,” said Luger, now a Howard Hughes Medical Institute investigator at the University of Colorado, Boulder. But the difference between the eukaryotic and archaeal nucleosomes is that the crystal structure of the archaeal nucleosome seemed to form looser, Slinky-like assemblies of varying sizes.

In einem Papier in eLife published in March, Luger, her postdoc Samuel Bowerman, and Jeff Wereszczynski of the Illinois Institute of Technology followed up on the 2017 paper. They used cryo-electron microscopy to solve the structure of the archaeal nucleosome in a state more representative of a live cell. Their observations confirmed that the structures of archaeal nucleosomes are less fixed. Eukaryotic nucleosomes are always stably wrapped by about 147 base pairs of DNA, and always consist of just eight histones. (For eukaryotic nucleosomes, “the buck stops at eight,” Luger said.) Their equivalents in archaea wind up between 60 and 600 base pairs. These “archaeasomes” sometimes hold as few as three histone dimers, but the largest ones consist of as many as 15 dimers.

They also found that unlike the tight eukaryotic nucleosomes, the Slinky-like archaeasomes flop open stochastically, like clamshells. The researchers suggested that this arrangement simplifies gene expression for the archaea, because unlike eukaryotes, they don’t need any energetically expensive supplemental proteins to help unwind DNA from the histones to make them available for transcription.

That’s why Tobias Warnecke, who studies archaeal histones at Imperial College London, thinks that “there’s something special that must have happened at the dawn of eukaryotes, where we transition from just having simple histones … to having octameric nucleosomes. And they seem to be doing something qualitatively different.”

What that is, however, is still a mystery. In archaeal species, there are “quite a few that have histones, and there are other species that don’t have histones. And even those that do have histones vary quite a lot,” Warnecke said. Last December, he published a paper showing that there are diverse variants of histone proteins with different functions. The histone-DNA complexes vary in their stability and affinity for DNA. But they are not as stably or regularly organized as eukaryotic nucleosomes.

As puzzling as the diversity of archaeal histones is, it provides an opportunity to understand the different possible ways of building systems of gene expression. That’s something we cannot glean from the relative “boringness” of eukaryotes, Warnecke says: Through understanding the combinatorics of archaeal systems, “we can also figure out what’s special about eukaryotic systems.” The variety of different histone types and configurations in archaea may also help us deduce what they might have been doing before their role in gene regulation solidified.


Viren

What is a Virus?

Viruses are made up of genetic material (either DNA or RNA ), surrounded by a protective protein coat. Some animal viruses are also surrounded by a lipid (fatty) membrane. A virus is not an independently living organism. Viruses only exist to make more viruses, and unless a virus is inside a living cell, it is inactive and cannot make copies of itself. When a virus or part of a virus successfully penetrates a cell, we call this an Infektion.

Depending on the virus, either the entire virus enters the cell, or the genetic material alone is "injected" into the cell while the external coat remains outside. In the case of the T4 bacteriophage - a type of virus that infects certain bacteria - the inner DNA is injected into the cell to be infected.On the other hand, the entire AIDS virus (called HIV), enters human T-cells to infect them.

In either case, the result of viral infection is that the virus' genetic material gets into the cell cytoplasm, which contains all the necessary enzymes and other materials that are needed for the replication of the virus' genetic material and the synthesis of its proteins.

Why is a Viral Infection Harmful to a Cell?

A virus is harmful to the cell it infects, because it "hijacks" the cell's gene and protein-making machinery, causing the production of only virus parts. Once these are made, they assemble into tons of new viruses, which fill up the cell.

These new viruses either leave the cell a few at a time (budding) or by a process called lysis, where the cellular membrane breaks open and releases all the virus particles at once. The ultimate result is that the host cell is killed, while the released virus particles go on to infect other cells.

Retroviruses A Different Type of Infection

Sometimes, a virus doesn't hijack the cell machinery as soon as it infects the cell. Retroviruses, which possess RNA as their core genetic material carry with them a special enzyme that uses RNA to make a complementary double-stranded DNA molecule. The enzyme (known as umgekehrte Transkriptase), synthesizes DNA from the virus' RNA and that DNA can become incorporated into the host cell's genome located in the nucleus.

Während eines latency period, the viral genes lie dormant within the host cell's chromosomes. Many stretches of the human genome are believed to consist of endogenous retroviruses, which are ancient, defective retrovirus DNA which became incorporated thousands of years ago and which have been present, without causing any adverse effects, ever since. We might say that the "latency period" of these viruses is practically infinite! On the other hand, the HIV virus (a retrovirus) has a considerably shorter latency period (the average is about 8 years).

After the latency period, the virus genes will be turned on and by the usual process of protein synthesis , will hijack the cell's machinery, making viral RNA and proteins, causing virus particles to be produced.

Since retroviruses are very good at incorporating their own genetic material into their host cell's genome, they are often used as recombinant DNA vectors. That is, if we want to incorporate a specific gene that was isolated, developed or altered using Gentechnik (this is what is meant by recombinant), into a cell's genome, we add the gene into the DNA of a retrovirus, remove the harmful parts of the retrovirus DNA that cause cell hijacking', and use the retrovirus to carry the desired gene into the cell. When we allow the modified virus to infect the host cell, the viral DNA, along with the new gene, gets incorporated into the host cell genome. A more complete description of this process can be found in the Genetic Engineering and Gene Therapy sections.