Provocarea matematica a lui Darwin – II

Asadar, avem o populatie de veverite formata din mai multe specii sau sub-specii, care s-au diversificat prin mutatii aleatorii. Patru nucleotide in grupe de cate trei formeaza 64 de combinatii, care codeaza 20 de aminoacizi. La fiecare ciclu de reproducere, se produc recombinari minore in ordinea nucleotidelor. Deci se schimba lanturile de aminoacizi din proteine. Veveritele sunt facute din proteine. Veveritele se schimba. Restul stim de la Darwin.

Incepand din Pleistocenul timpuriu (peste 2,5 milioane de ani) veveritele s-au diversificat prin acest proces. Asa ne spun biologii. David Gelernter, profesor de informatica la Yale, spune ca nu este posibil.

Gelernter considera ca are un argument zdrobitor intr-un experiment publicat de Douglas Axe in the Journal of Molecular Biology: “Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds” (Axe, J Mol Biol 341, 1295-1315, 2004). 

Axe a supus la mutatii aleatorii o enzima (penicilinază) care confera rezistenta bacteriilor prin inactivarea antibioticelor din familia penicilinei. Scopul a fost sa identifice frecventa secventelor de 10 aminoacizi rezistente intre toate mutatiile obtinute. Concluzia lui a fost ca numai 1/10^64 din secventele rezultate au fost funcționale. 

Inapoi la Gelernter.

Douglas Axe did a series of experiments to estimate how many 150-long chains are capable of stable folds—of reaching the final step in the protein-creation process (the folding) and of holding their shapes long enough to be useful. (Axe is a distinguished biologist with five-star breeding: he was a graduate student at Caltech, then joined the Centre for Protein Engineering at Cambridge. The biologists whose work Meyer discusses are mainly first-rate Establishment scientists.) He estimated that, of all 150-link amino acid sequences, 1 in 1074 will be capable of folding into a stable protein. To say that your chances are 1 in 1074 is no different, in practice, from saying that they are zero. It’s not surprising that your chances of hitting a stable protein that performs some useful function, and might therefore play a part in evolution, are even smaller. Axe puts them at 1 in 1077. In other words: immense is so big, and tiny is so small, that neo-Darwinian evolution is—so far—a dead loss. Try to mutate your way from 150 links of gibberish to a working, useful protein and you are guaranteed to fail. Try it with ten mutations, a thousand, a million—you fail. The odds bury you. It can’t be done.

Trec peste faptul ca Gelernter extrapoleaza rezultatele experimentului pe o secventa de zece aminoacizi la orice mutatie si orice proteina, ignorand concluziile altor experimente. Din 2004 s-au intamplat multe, printre altele problema globala a bacteriilor care au evoluat rezistenta la antibiotice. Dupa Axe, fenomenul nu ar trebui sa existe pentru ca orice mutatie in genele care codeaza penicilinaza ar trebui sa duca la rezistenta scazuta fata de antibiotice. Problema a generat insa interes pentru experimente similare cu al lui Axe si o simpla cautare pe Google este suficienta pentru a le gasi. 

Ofer doar primul titlu obtinut la prima cautare. 

Plasmid-Mediated Resistance to Third-Generation Cephalosporins Caused by Point Mutations in TEM-Type Penicillinase Genes. 

Abstract

(Sariti la ultima fraza daca nu aveti rabdare).

Infections due to strains of Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, and Citrobacter freundii resistant to third-generation cephalosporins have been observed recently in France and the Federal Republic of Germany. This resistance phenotype is due to the production of new plasmid-mediated, broad-substrate-range β-lactamases designated TEM-3 to TEM7. DNA-DNA hybridization analysis with a probe specific for TEM-1 indicated that the corresponding genes blaT-3 to blaT-7 were variants of the structural genes for TEM-type β-lactamases. In the present studies, a 2.5-kilobase BamHI plasmid DNA fragment encoding TEM-3 was cloned in E. coli, and the entire nucleotide sequence of blaT-3 was determined. The deduced amino acid sequence of TEM-3 differed in two positions from that of the TEM-2 enzyme: lysine (TEM-3) was substituted for glutamic acid (TEM-2) at residue 104and serine (TEM-3) for glycine (TEM-2) at residue 238 in the numbering system of Ambler. Spontaneous mutants of TEM penicillinases with increased activity against third-generation cephalosporins were obtained in vitro by selection on cefotaxime or ceftazidime. It therefore appears that mutations in TEM-type β-lactamases contribute to resistance to new-generation cephalosporins.

Cum se explica rezultatul lui Axe?  Ne explica Arthur Hunt in Panda’s Thumb. Pe scurt, Axe nu a folosit mostra originara de penicilinaza ci cea mai instabila secventa intre mai multi cloni mutanti. Apoi a extrapolat rezultatele la tot lotul. E inutil sa adaug ca Axe nu a facut nici un experiment pe bacterii ci pe o enzima izolata. Gelernter suna intimidant cu cifrele lui si aerul de exactitate dar socoteala nu iese in viata reala. Cand ai de a face cu un domeniu atat de complex este mai bine sa dai expertului beneficiul indoielii.

5 Responses to Provocarea matematica a lui Darwin – II

  1. bazinga says:

    O provocare matematica pentru originea vietii: https://www.youtube.com/watch?v=r4sP1E1Jd_Y

  2. Sorin Săndulache says:

    Am trăit s-o văd și pe asta: un pastor – dar ce Pastor! – ne dă clasă la biologie. Vorbesc, în primul rând, în dreptul meu! Mulțumesc Edi! Fac eforturi să nu mă pierzi! Încă mă țin bine în șa!
    Pentru un respiro, voi publica un articol mai domestic și digest.

  3. „Cum se explica rezultatul lui Axe? Ne explica Arthur Hunt in Panda’s Thumb. Pe scurt, Axe nu a folosit mostra originara de penicilinaza ci cea mai instabila secventa intre mai multi cloni mutanti.

    Edi, te incurci, ca de obicei, in limbajul stiintific. De fapt, Hunt nu explica nimic, ci mistifica experimentul lui Axe. Probabil nu ai citit cu atentie ca Axe a stiut ca pentru experimentul lui mostra originara de penicilaza nu putea fi folosita. („Axe anticipated that the native TEM-1 would be rather “resistant” to random mutagenesis, owing to a “buffering effect” contributed by what is probably a robust structural fold. This would preclude a proper assessment of the constraints governing low-level function, which in turn are the constraints relevant to the question of the emergence of functional sequences.”). In natura lucrurile nu se petrec cum vrei tu, cu mutatii aleatorii si selectie naturala. „Mostra originara”, cum o numesti tu, nu este susceptibila la mutatii de acest gen, de aceea Axe a indus fortat mutatii pentru a obtine o varianta care sa fie susceptibila la mutatii („Accordingly, he first isolated, by targeted mutagenesis, a so-called “reference sequence”, a TEM-1 variant that was expected to be much more susceptible to the effects of mutational change”.).

    „Apoi a extrapolat rezultatele la tot lotul. E inutil sa adaug ca Axe nu a facut nici un experiment pe bacterii ci pe o enzima izolata.”

    Ca sa vezi cine se plange de extrapolari! Si ce altceva s-ar fi intamplat daca Axe ar fi facut experiment „pe bacterii” decat ca cifra rezultatului ar fi fost mult mai ridicata ca cea rezultata din studiul doar a unei gene?

    Plasmid-Mediated Resistance to Third-Generation Cephalosporins Caused by Point Mutations in TEM-Type Penicillinase Genes.

    Abstract

    (Sariti la ultima fraza daca nu aveti rabdare).

    Multumim frumos, dar preferam sa citim cu atentie. Tot! „Plasmid-Mediated” nu spune nimic altceva decat „transfer pe orizontala”, procedeu cunoscut de mult in lupta bacteriei pentru supravietuire. Faptul ca aceasta plasmida de 2.5-kilobase introdusa in E-coli a provocat doua substitutii, asa cum ti-am sugerat de mult timp, este doar unul din procedeele de adaptare la mediu ale bacteriei. Tu nu auzi…

  4. AG,

    Axe nu a experimentat pe bacterii ci pe o enzima izolata. End of story. Cel mai graitor experiment pe bacterii este tratamentul cu antibiotice. Daca concluziile lui Axe/Neyer ar fi corecte nu am avea MRSA.

  5. Doar un diletant care nu vrea sa fie mintit de alti diletanti. FWIW, cei trei sunt diletanti in bilologie evolutionara. Ultima data cand filozofia a dat lectii neodarwinismului a fost cazul Trofim Lysenco. Atunci neodarwinismul era stiinta burgheza. Acum este conspiratie neo-marxista.

Lasă un răspuns:

Te rog autentifică-te folosind una dintre aceste metode pentru a publica un comentariu:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Google

Comentezi folosind contul tău Google. Dezautentificare /  Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare /  Schimbă )

Conectare la %s

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.

%d blogeri au apreciat asta: