close

Quá trình tiến hóa nhóm gen ở mắt người giống như những loài khác

Một bài viết trên Nature Scientific Reports cho biết rằng các nhà nghiên cứu đã khám phá ra rằng mặc dù gen của mắt người và mắt những loài động vật khác là những loài hoàn toàn khác nhau nhưng lại có sự tiến hóa từ cùng một gen.

adn mắt

Mắt là sản phẩm tuyệt vời của tạo hóa

Có thể nói, đôi mắt và đôi cánh là những món quà tuyệt vời của tạo hóa, trải qua quá trình tiến hóa lâu dài, các loài khác nhau trải qua những quá trình tiến hóa khác nhau nhưng dường như vẫn giữ nguyên được đặc điểm độc lập của từng loài. Điều này cũng tương tự như ở mắt người và mắt mực, quá trình tiến hóa không có hồi kết nhưng vẫn có những điểm chung mặc dù sự tiến hóa hội tụ không phải lúc nào cũng thật sự rõ ràng.

Cũng giống như những bộ phận khác, mắt cũng được tạo thành từ việc “cộng tác” của nhiều gen với nhau, những gen này cung cấp thông tin để tạo thành các bộ phận của mắt. Những gen tạo ra thông tin nhận biết chất màu, nhạy sáng, những gen khác thì sản xuất thủy tinh thể,…

Các gen tham gia vào quá trình tiến hóa mắt

Hầu hết những gen tham gia vào quá trình tạo thành mắt đều giữ vai trò riêng biệt để đảm bảo bộ máy được vận hành thuận lợi. Một số gen lại có nhiệm vụ chính điều khiển quy trình tạo ra mắt. Những gen này điều khiến quá trình các bộ phận nào cần hoạt động trước, phần nào cần được lắp đặt hay sản xuất để phục vụ cho đôi mắt. Với vai trò đó, các gen này được gọi là những gen điều khiển chính cho mắt.

Bằng việc xét nghiệm ADN, những nhà nghiên cứu cho biết gen điều khiển chính quan trọng nhất trong quá trình tạo ra mắt mang tên Pax6. Pax6 là một tổ hợp bao gồm các tế bào nhạy sáng làm việc cùng nhau để báo cho “chủ nhân” của nó biết được đang ở ngoài sáng hay trong bóng tối.

Pax6 được “giữ lại” trong suốt quá trình tiến hóa ở nhiều loại sinh vật từ chim, bọ cho đến sò, cá voi, mực, con người,… Có nghĩa là từ trước đến hiện tại và cho đến sau này, gen Pax6 đã tiến hóa song song với sự đa dạng của các giống loài. Gen này phụ trách thực hiện tạo thành bộ máy tổ hợp mắt cả cảm biến ánh sáng, thể hiện một hình ảnh toàn cảnh, chịu trách nhiệm thể hiện một hình ảnh toàn cảnh như một buồng máy ảnh – một cấu trúc khép kín bao gồm con ngươi và thủy tinh thể, võng mạc.

Để có thể tạo ra một cấu trúc tinh vi như vậy, Pax6 đã phải điều khiển một quy trình sản xuất phức tạp hơn nhiều. Để làm được như vậy, quá trình tiến hóa đã tăng số lệnh mà một gen Pax6 có thể đưa ra.

Gen cắt – ghép

Pax6 là một thông tin hướng dẫn được viết bằng mã ADN, để chúng có thể hoạt động được, ADN cần được đọc và sao chép sang một dạng khác. Loại mã này được gọi là ARN, nói một cách dễ hiểu, mã ARN có thể được “chỉnh sửa” – cắt ghép bằng việc cắt bỏ những phần ở giữa đoạn mã, sau đó dán 2 phần còn lại với nhau. Điều đặc biệt của phương pháp này có thể tạo ra 2 thông tin hướng dẫn khác nhau từ cùng một đoạn mã ARN. Kết quả là hai loại thông tin hướng dẫn khác nhau có thể được tạo thành từ cùng một ARN Pax6.

Atsushi Ogura và cộng sự tại Viện công nghệ và kỹ thuật sinh học Nagahama đã khám phá ra rằng cắt ghép ARN Pax6 đã được sử dụng để tạo thành loại mắt máy ảnh ở một loài động vật khiến họ sửng sốt. Nó xảy ra tại các bộ bao gồm mực ống, mực nang và bạch tuộc – thuộc lớp cephalopod. Lớp cephalopod có mắt máy ảnh, gồm các đặc điểm giống như mắt của loài có xương sống. Điều đáng chú ý là mắt máy ảnh của lớp cephalopod phát triển hoàn toàn độc lập với mắt của chúng ta. Tổ tiên chung của cephalopod và vertebrate tồn tại cách đây hơn 500 triệu năm.

Quá trình cắt ghép ARN Pax6 ở cephalopod là một minh chứng tuyệt vời cho cách thức mà quá trình tiến hóa đã tạo ra nhiều hướng với cùng một giải pháp thực hiện. Với cùng một cấu trúc, quá trình tiến hóa có thể tạo ra nhiều sáng tạo đáng kể.

<Theo The Conversation>

Liên hệ