Посещений:
ДНК из Органелл в Хромосомах

Эндосимбиоз

ENDOSYMBIOTIC GENE TRANSFER: ORGANELLE GENOMES FORGE EUKARYOTIC CHROMOSOMES
Jeremy N. Timmis, Michael A. Ayliffe, Chun Y. Huang, William Martin
Nature Reviews Genetics 5, No 2, 123 -135 (2004); doi:10.1038/nrg1271




Рис.1.  | Organellar DNA mobility and the genetic control of biogenesis of mitochondria and chloroplasts.


Рис.2.  | Reduction of the chloroplast genome over time.


Box 1.  | Inheritance of cytoplasmic and nuclear genes


Box 2.  | Endosymbiotic evolution and the tree of genomes


Рис.5.  | Design of experiments that showed DNA transfer from organelles to nucleus in real time

Табл.1 Sizes and coding content of some organelle and prokaryote genomes

Links

DATABASES
TAIR: rps10

FURTHER INFORMATION
CyanoBase | DOE Joint Genome Institute | The Institute for Genomic Research | The Organelle Genome Megasequencing Program
Genome sequences reveal that a deluge of DNA from organelles has constantly been bombarding the nucleus since the origin of organelles. Recent experiments have shown that DNA is transferred from organelles to the nucleus at frequencies that were previously unimaginable. Endosymbiotic gene transfer is a ubiquitous, continuing and natural process that pervades nuclear DNA dynamics. This relentless influx of organelle DNA has abolished organelle autonomy and increased nuclear complexity.

  • Геномные последовательности обнаруживают обширные треки митохондриальной и пластидной ДНК, которые интегрировны в ядерные хромосомы. Доказательства демонстрируют, что активный процесс транслокации ДНК из органелл в ядро начался из источника или органелл от свободно живущих прокариот.
  • Перемещение ДНК из органелл в ядро происходит с очень высокой скоростью. Эти скорости были измерены экспериментально для митохондрий у дрожжей и сравнительно недавно для пластид с использованием технологии трансгенных хлоропластов у табака.
  • Филогенетический анализ и сравнение геномов показывают, что приток ДНК из органелл в ядро происходит в заметных количествах, влияя на содержимое эукариотических хромосом.
  • Транслоцировнные таким образом гены м. экспрессироваться, продуцировать продукты, которые поставляются во все части клеток; не имеется магических наводящих устройств, которые направляли бы эти продукты перенесенных генов обратно в органеллы, из которых они произошли.
  • Когда перенесенные гены начинают экспрессироваться, так что продукт его обеспечивает селективные преимущества, то оригинал, теперь удвоенная копия (будь то митохондриальная, пластидная или ядерная) м. подвергаться рекомбинации, мутационному распаду или делеции.
  • Полные геномы органелл взращиваются в эукариотических хромосомах, почему же любой из генов м. покинуть органеллу? Две конкурирующие теории, рассматривают этот вопрос (redox regulation and hydrophobicity).
  • Наблюдения геномов и экспериментальные переносы свидетельствуют в пользу мнения, что масса ДНК из лизированных органелл становится вектором, который ответственен за перемещение генов, хотя в некоторых группах эукариот, как полагают, принимают участие и промежуточные РНК в качестве векторов.
  • Перемещения ДНК между генетическими компартментами м. иметь значение для стратегий генетических манипуляций, которые нацелены на секвестрирование трансгенов в органеллах.
  • Ливень ДНК из органелл на эукариотические хромосомы имеет неизбежным следствием endosymbiosis. Этот механизм естественной изменчивости является уникальным для эукариотических клеток и является важной силой в генезе геномов эукариот.
  • Роль переноса endosymbiotic генов в эукариотические хромосомы была возможно наиболее значительной на ранней фазе происхождения органелл, прежде чем была изобретена важная для белков кухня (machinery) митохондрий и хлоропластов.
    • Сайт создан в системе uCoz