Unser Haushund: Eine Spitzmaus im Wolfspelz? - Wolf-Ekkehard ...
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242Wenn hingegen rund ein Viertel aller Substitutionen schlicht und einfach neutralwäre, dann würde man innerhalb größerer Populationen von Homo sapiens – stattder seltenen und häufig stark nachteiligen missense mutations bezogen auf dieReferenzsequenzen der isoforms (von den übrigen Mutationen wie insertions,deletions, stop gained, stop lost, frameshift variants etc. abgesehen), – ein häufigesAbdriften der Aminosäurerest-Sequenzen (in bis zu etwa 25% der residues) in 'alleRichtungen' in weiten Teilen der Erdbevölkerung erwarten. Das ist offenbar nichtder Fall, auch nicht für die sog. konservativen Aminosäure-Austausche (siehe unten).Bestätigt wird diese Überlegung durch die – im scharfen Gegensatz zu dengenerell äußerst geringen Allelhäufigkeiten der Missense mutations – nun wirklichzahlreichen Beispiele für hohe Allele frequencies von synonymen Substitutionen(syn), für Substitutionen in Introns (int) und Sequence variants within 2 KB 5' ofthe gene (us2k); vgl. dazu wieder die Tabelle unter http://www.genecards.org/cgibin/carddisp.pl?gene=FGFR3;dort "see all 527". Dazu je ein Beispiel:1. Coding synonymous: Position on chromosome 4 (strand): 1803704 (+):GTGAAT/CGGCAG; Exonic splicing enhancer 444 ; Allele frequency C: 0.20;Population types: East Asia, North America, Central/South Africa, West Africa,Europe, und Not specified.2. Intron: 1796539 (+): CCCGCA/TGCCGG; T: 0.38; Central/South Africa undNot specified.3. us2k: 1793795 (+): CCTCTC/AAAAAA; A: 0.50; North America.Serien weiterer Beispiele in der Tabelle (vgl. Link oben). Dass hier nicht alleSequenzen (etwa alle Introns und dort wiederum alle Positionen) gleichermaßenbetroffen sind, hängt unter anderem damit zusammen, dass auch die Intronsaufgrund ihrer zahlreichen bedeutenden Funktionen in weiten Bereichenkonserviert sein müssen 445 – was auch auf die Sequences within 2 KB 5' of thegene zutrifft. Zu den Silent mutations siehe die Ausführungen oben.Einige vorläufige Bemerkungen:Ich mache an dieser Stelle einen Schnitt und vereinfache die Diskussion mit der(der neodarwinistischen Evolutionstheorie stark entgegenkommenden) Annahme, dass für eineadäquate Funktion der oben aufgeführten Gene (mit deren Feinabstimmung –fine-tuning – auf zahlreiche weitere Gene in den jeweiligen Genkaskaden und444 "An exonic splicing enhancer (ESE) is a DNA sequence motif consisting of 6 bases within an exon that directs, or enhances, accurate splicingof hetero-nuclear RNA (hnRNA) or pre-mRNA into messenger RNA (mRNA)” (http://en.wikipedia.org/wiki/Exonic_splicing_enhancer ; 16. 1.2013).445 Siehe z. B. C. Luskin (2013): Yet Another Blow to "Junk DNA": Paper Shows How Introns Are Key to the Splicing Code:http://www.evolutionnews.org/2013/01/yet_another_blo068311.html, dort weitere Literatur, u.a. Wang et al. (2013): A complex network offactors with overlapping affinities represses splicing through intronic elements. Nature Structural & Molecular Biology 20: 36-45.Siehe auch Corey and Carmel (2012): The Function of Introns: "In this review, we show that introns in contemporary species fulfill a broadspectrum of functions, and are involved in virtually every step of mRNA processing” (im Artikel warden folgende Themen behandelt:Transcription initiation, Transcription termination, Genome organization, Nested genes, Functions Associated with TranscribedIntronss, Functions Associated with Spliced Introns, Transcription regulation, Alternative splicing, Functions Associated with ExcisedIntrons, Functions Associated with EJC-Harboring Transcripts, Nonsense-mediated decay, Nuclear export, Cytoplasmic localization,Translation yield, Intron Positional Conservation). Im Abstract folgt auf das obige Zitat die sehr spekulative evolutionstheoretische Hypothesezu den early eukaryotes: "We propose that this great diversity of intronic functions supports the notion that introns were indeed selfish elementsin early eukaryotes, but then independently gained numerous functions in different eukaryotic lineages. We suggest a novel criterion ofevolutionary conservation, dubbed intron positional conservation, which can identify functional introns.”Der gesamte Artikel ist abrufbar unter http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3325483/ (Zugriff 18. 1. 2013). Aufschlussreich (auch) derBeitrag von R. Sternberg (2010): Matheson's Intron Fairy Tale: http://www.evolutionnews.org/2010/06/mathesons_intron_fairy_tale035301.html
243Gennetzwerken) die Identität von jeweils nur 50 Prozent der codierten amino acidresidues definitiv bestimmt sein muss und dass nur diese Aminosäuren auch ihrenfesten Platz in der Proteinsequenz einnehmen müssen. Die übrige Hälfte sollneutral, zumindest ohne deutliche Nachteile, 'wegmutieren' können.Für das ausführlicher diskutierte FGFR3 Gen müssten also 403 (404) residueskonstant bleiben (Identität und Position). Für alle bisher genannten Gene (siehe auchdie weitere Auflistung zur Zahl der residues unten) wären das zusammen 9.880Aminosäurereste und die Hälfte davon 4.940. Nun ließe sich möglicherweiseeinwenden, dass ja die Mitglieder einer Genfamilie ähnliche Sequenzen aufweisen –ein ganzes Thema für sich, aber keine Lösung des Problems im Sinne derSynthetischen Evolutionstheorie (vgl. dazu wieder http://www.weloennig.de/Genduplikationen.html, dortinsbesondere die Ausführungen von Schmidt, siehe weiter Axe 2010, Gauger et al.2010, Gauger and Axe 2011, Axe and Gauger 2013 446 ).Zu einer weiteren Vereinfachung – um mich jetzt nicht in fast uferlose Diskussionenzu den Gen- und Proteinfamilien zu verlieren (Stammbäume, Sequenzvergleiche: wasbleibt konstant, was variiert funktional und neutral?) – nehme ich an dieser Stelleerneut einen Schnitt vor, wieder vorläufig, und stelle die Frage Zufallsmutationenoder Design? unter der Bedingung, dass für die Entstehung der erwähnten Proteinenur insgesamt 500 residues (von den zusammen 9.880 aus mehrerenProteinfamilien) für einen reibungslosen Ablauf der biologischen Funktionen imLaufe der angenommenen Evolution neu entstehen müssten (Identität und Position).Der unvoreingenommene Leser beantworte diese Frage Zufall oder Design? bitteanhand der oben zur Wahrscheinlichkeit aufgeführten Arbeiten selbst und seieingeladen, dabei im Sinn zu behalten, dass mehr als 60.000 Proteinfamilien(inzwischen vielleicht schon mehr als 70.000) bisher entdeckt worden sind 447 (imFolgenden eine Teilwiederholung, um dem Leser weitere Sucharbeit zu ersparen):http://www.intelligentdesigner.de/, insbesondere http://www.intelligentdesigner.de/Wahrscheinlichkeit2.html, und weiterhttp://www.math.utep.edu/Faculty/sewell/articles/mathint.html, http://www.math.utep.edu/Faculty/sewell/articles/article.htmlsowie die älteren Arbeiten von Erbrich (1988) und Spetner (1997). Siehe auch die Arbeit von Ewert et al. 2012 (http://biocomplexity.org/ojs/index.php/main/article/view/BIO-C.2012.1/BIO-C.2012.1)sowie die weiteren wissenschaftlichen Arbeiten zudieser Frage unter http://bio-complexity.org/ojs/index.php/main/issue/archive (2010, 2011, 2012) und Wittlich (1991)http://www.weloennig.de/NeoD.html, http://www.weloennig.de/NeoD2.html; vgl. auch die Arbeiten von Behe (2006, 2009),Dembski (2007, 2010), Meyer (2009), Johnson (2009) und Review mit Links von C. Luskin (2012) zum weit verbreitetenMissverständnis, dass die Evolution genug Zeit hatte: http://www.evolutionnews.org/2012/12/peer-reviewed_s_1067421.htmlWenn man für die Entstehung jeder neuen Proteinfamilie mit nur 50 neuen residues(Identität und Position) rechnet, die nicht ohne deutliche Nachteile einzeln oderkombiniert verändert werden können, dann sind das immerhin schon 3 MillionenAminosäuren, die ihren festen Platz einnehmen müssen und nicht gegen andereausgetauscht werden können 448 .446 Axe, D. D. and A. K. Gauger (2013): Explaining Metabolic Innovation: Neo-Darwinism versus Design. Pp. 489-507 in: BiologicalInformation. New Perspectives. (Proceedings of a Symposium held May 31 through June 3, 2011 at Cornell University.) Editors: R. J. Marks II,M. J. Behe, W. A. Dembski, B. L. Gordon, J. C. Sanford. World Scientific. New Jersey. (In diesem Band mehrere weitere für unsereFragestellung relevante Beiträge.)447 Organismenreich; vgl. http://en.wikipedia.org/wiki/Protein_family (20.1. 2013); die Zahl von etwa 60.000 nach einem Paper von 2001.448 Auch die sog. konservativen Aminosäure-Austausche sind nicht einfach als "neutral" zu klassifizieren. Beispiel nach Murrell et al. 2011, p.1798 (hier nur kurz ohne weitere Diskussion zitiert; der Zusammenhang ist aus den verlinkten Artikeln ersuichtlich; 20. 1. 2013): "TheKRT5pE168D mutation is a G-to-T transversion occurring in nucleotide 895 at residue 168 of the KRT5 gene. This mutation results in an aminoacid substitution from glutamic acid (GAG) to aspartic acid (GAT). Both glutamic acid and aspartic acid are highly polar, negatively chargedacidic amino acids. The substitution of chemically similar amino acids, such as the substitution of glutamic acid with aspartic acid, is termed asynonymous or conservative substitution and is unlikely to produce much effect on protein structure. The difference in size of the substitutedamino acid in a conservative substitution could influence the local context between keratin heterodimer and lead to pathology (Liovic et al.,
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242Wenn hingegen rund ein Viertel aller Substitutionen schlicht und einfach neutralwäre, dann würde man innerhalb größerer Populationen von Homo sapiens – stattder seltenen und häufig stark nachteiligen missense mutations bezogen auf dieReferenzsequenzen der isoforms (von den übrigen Mutationen wie insertions,deletions, stop gained, stop lost, frameshift variants etc. abgesehen), – ein häufigesAbdriften der Aminosäurerest-Sequenzen (in bis zu etwa 25% der residues) in 'alleRichtungen' in weiten Teilen der Erdbevölkerung erwarten. Das ist offenbar nichtder Fall, auch nicht für die sog. konservativen Aminosäure-Austausche (siehe unten).Bestätigt wird diese Überlegung durch die – <strong>im</strong> scharfen Gegensatz zu dengenerell äußerst geringen Allelhäufigkeiten der Missense mutations – nun wirklichzahlreichen Beispiele für hohe Allele frequencies von synonymen Substitutionen(syn), für Substitutionen in Introns (int) und Sequence variants within 2 KB 5' ofthe gene (us2k); vgl. dazu wieder die Tabelle unter http://www.genecards.org/cgibin/carddisp.pl?gene=FGFR3;dort "see all 527". Dazu je ein Beispiel:1. Coding synonymous: Position on chromosome 4 (strand): 1803704 (+):GTGAAT/CGGCAG; Exonic splicing enhancer 444 ; Allele frequency C: 0.20;Population types: East Asia, North America, Central/South Africa, West Africa,Europe, und Not specified.2. Intron: 1796539 (+): CCCGCA/TGCCGG; T: 0.38; Central/South Africa undNot specified.3. us2k: 1793795 (+): CCTCTC/AAAAAA; A: 0.50; North America.Serien weiterer Beispiele in der Tabelle (vgl. Link oben). Dass hier nicht alleSequenzen (etwa alle Introns und dort wiederum alle Positionen) gleichermaßenbetroffen sind, hängt unter anderem damit zusammen, dass auch die Intronsaufgrund ihrer zahlreichen bedeutenden Funktionen in weiten Bereichenkonserviert sein müssen 445 – was auch auf die Sequences within 2 KB 5' of thegene zutrifft. Zu den Silent mutations siehe die Ausführungen oben.Einige vorläufige Bemerkungen:Ich mache an dieser Stelle einen Schnitt und vereinfache die Diskussion mit der(der neodarwinistischen Evolutionstheorie stark entgegenkommenden) Annahme, dass für eineadäquate Funktion der oben aufgeführten Gene (mit deren Feinabst<strong>im</strong>mung –fine-tuning – auf zahlreiche weitere Gene in den jeweiligen Genkaskaden und444 "An exonic splicing enhancer (ESE) is a DNA sequence motif consisting of 6 bases within an exon that directs, or enhances, accurate splicingof hetero-nuclear RNA (hnRNA) or pre-mRNA into messenger RNA (mRNA)” (http://en.wikipedia.org/wiki/Exonic_splicing_enhancer ; 16. 1.2013).445 Siehe z. B. C. Luskin (2013): Yet Another Blow to "Junk DNA": Paper Shows How Introns Are Key to the Splicing Code:http://www.evolutionnews.org/2013/01/yet_another_blo068311.html, dort weitere Literatur, u.a. Wang et al. (2013): A complex network offactors with overlapping affinities represses splicing through intronic elements. Nature Structural & Molecular Biology 20: 36-45.Siehe auch Corey and Carmel (2012): The Function of Introns: "In this review, we show that introns in contemporary species fulfill a broadspectrum of functions, and are involved in virtually every step of mRNA processing” (<strong>im</strong> Artikel warden folgende Themen behandelt:Transcription initiation, Transcription termination, Genome organization, Nested genes, Functions Associated with TranscribedIntronss, Functions Associated with Spliced Introns, Transcription regulation, Alternative splicing, Functions Associated with ExcisedIntrons, Functions Associated with EJC-Harboring Transcripts, Nonsense-mediated decay, Nuclear export, Cytoplasmic localization,Translation yield, Intron Positional Conservation). Im Abstract folgt auf das obige Zitat die sehr spekulative evolutionstheoretische Hypothesezu den early eukaryotes: "We propose that this great diversity of intronic functions supports the notion that introns were indeed selfish elementsin early eukaryotes, but then independently gained numerous functions in different eukaryotic lineages. We suggest a novel criterion ofevolutionary conservation, dubbed intron positional conservation, which can identify functional introns.”Der gesamte Artikel ist abrufbar unter http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3325483/ (Zugriff 18. 1. 2013). Aufschlussreich (auch) derBeitrag von R. Sternberg (2010): Matheson's Intron Fairy Tale: http://www.evolutionnews.org/2010/06/mathesons_intron_fairy_tale035301.html
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