Spam v DNK ali transpozoni so se razvili iz virofagov

Naš genom je prepleten z nešteto kopijami sorazmerno kratkih genskih zaporedij, ki se imenujejo transpozoni. Gre za dele DNK, ki imajo sposobnost premikanja z enega na drugi konec genoma in so za razliko od insercijskih zaporedij dovolj veliki, da imajo običajno poleg zapisa za transpozazo (encim, ki omogoča premikanje po genomu oziroma transpozicijo) še zapis za nek reporterski gen (na primer kak gen laktoznega operona).

Transpozonov v DNK večine živih bitij mrgoli. V koruzi, kjer jih je Barbara McClintock leta 1948 odkrila in za to leta 1983 prejela Nobelovo nagrado, predstavljajo več kot polovico genoma. Tudi v človeku jih je znaten delež, saj se na primer zgolj zaporedje ALU, ki obsega slabih 300 baznih parov, pojavi tudi do milijonkrat. Čeprav so sila uporabni v biotehnologiji, saj omogočajo izvedbo genske fuzije, imajo lahko številne negativne posledice za organizme. Mnogokrat se namreč vstavijo v sredino gena in ga s tem deaktivirajo. Predvsem pa nihče ne ve točno, od kod so se vzeli in kakšna je (bila) njihova funkcija.

Znanstveniki iz Vancouvra v članku A Virophage at the Origin of Large DNA Transposons, ki je objavljen v najnovejši številki revije Science, poročajo, da so odkrili manjkajoči člen v evolucijski hipotezi, ki predpostavlja razvoj transpozonov iz dvoverižnih DNK-virusov.

Študirali so pred nekaj meseci odkrit virus CroV, ki je največji poznan virus na svetu, saj njegov genski zapis vsebuje 730.000 baznih parov, s čimer prekaša celo nekatere bakterije. Ugotovili so, da ga često spremlja manjši, 19.000 baznih parov dolg virus Mavirus. Slednji se nikoli ne pojavlja sam, saj je aktiven le, če je celica okužena tudi s CroV. V tem primeru upočasni širjenje CroV, ker verjetno uporabi njegov replikacijski mehanizem za tvorjenje lastnih kopij. Virusi, ki za delovanje potrebujejo prisotnost drugih virusov in jih na nek način "okužijo", se po analogiji z bakteriofagi imenujejo virofagi.

Obe zgodbi se srečata pri virofagih in transpozonih. Izkazalo se je, da je virofag Mavirus genetsko zelo soroden eni vrsti transpozonov. Znanstveniki zato predvidevajo, da so se transpozoni razvili iz virofagov, ki so napadli celice, že okužene z virusi. Ker so na širjenje prvotnih virusov delovali zaviralno, so imele te celice evolucijsko prednost. Sčasoma je DNK virofaga, ki je bila trdno vgrajena v DNK gostitelja, mutirala in iz nje so nastali transpozoni, ki še vedno živahno poskakujejo po genomu, za kar potrebujejo energijo za replikacijo, medtem ko kakšne posebne koristi od njih ni.

Spam v DNK obstoji že milijone let.