Schimbarea orizontală a genelor înlocuiește rotiferele cu reproducerea sexuală • alexander marchează • știri

Bleloidele rotifere: a - Philodina roseola. b - Macrotrachela quadricornifera. c - Habrotrocha constricta. d - Adineta vaga. Lungimea scării este de 0,1 mm. Fotografie de la www.nature.com







Specii de animale care au refuzat reproducerea sexuală mor de obicei rapid. Din această regulă există o excepție enigmatică - rotiferelor bdelloid că multe zeci de milioane de ani de reproducție numai partenogenetice (fără bărbați), și, în același timp, continuă să prospere. Sa dovedit că rotiferele bdelloid au o altă caracteristică unică - spre deosebire de toate celelalte animale, ele schimbă adesea gene cu alte organisme, inclusiv bacterii, ciuperci și plante. Aparent, această abilitate permite rotiferilor să facă fără bărbați.

Există mai multe teorii pentru a explica de ce reproducerea sexuală au fost atât de larg răspândite în natură (a se vedea. Unul dintre ei în articolul lui VP Shcherbakov). Animalele pierd destul de ușor reproducerea sexuală și trec la parthenogeneză, adică la ouă nefertilizate. Acest lucru nu se întâmplă doar și continuă să se întâmple în diferite linii evolutive (numai în unele mamifere de tranziție la partenogeneză în principiu imposibilă, deoarece acestea au multe gene vitale în ou dezactivat, iar copiile lor de lucru pot fi obținute numai cu sperma. - vezi imprinting genomic) . Cu toate acestea, toate tipurile de (sau grup mic) de animale lipsite de reproducere sexuală, sunt tineri, ei au evoluat recent dintr-o strămoșii bisexuali „normale“. Aceasta înseamnă că speciile care abandonează reproducerea sexuală tind să cadă foarte repede. Ei nu au timp să se abată și să genereze, să zicem, o întreagă familie sau echipă asexuată. „Foarte repede“ pe scara de timp evolutiv - aceasta poate însemna sute de mii de ani, cel puțin primele milioane.

Numărul de gene împrumutate de colosul bdelloid Adineta vaga în reprezentanții altor regate, în zona terminalului (A) și în zona centrală (B) a cromozomilor. Noncoding - regiuni non-codare ale ADN; Genele străine, împrumutate fără îndoială de la reprezentanții altor regate; Indeterminate - genele a căror origine "extraterestră" este în discuție; Metazoan - gene care au în mod clar o origine animală, adică "a lor" sau împrumutate de la alți rodiri bdelloid sau alte animale; Genele ipotetice - ipotetice; Transpozoni, retrotranspoziții LTR, elemente retrografice - elemente genetice mobile. Fig. de la articolul din Science







La rotiferele Bdelloid, barierele care stau în calea penetrării ADN străin în ovule sunt, evident, foarte slăbite. Acest lucru se datorează stilului de viață neobișnuit al acestor animale microscopice. Ei trăiesc în bălți superficiale și tolerează perfect uscarea în orice etapă a ciclului de viață. Apoi, ca praful, pot fi purtați de vânt în altă baltă. Cu toate acestea, atunci când membrana este uscată, celulele pot fi deteriorate, ceea ce facilitează penetrarea ADN străin. Când se usucă, există și pauze în cromozomi, pe care celulele trebuie să le curețe atunci când rotitoarele devin din nou umede. În timpul reparării (reparării) cromozomilor rupți, există o mare probabilitate de includere accidentală a unui fragment străin în cromozom. Pentru motive incomplete, genele mult mai "împrumutate" se găsesc în secțiunile finale ale cromozomilor decât în ​​părțile centrale. În zonele terminale ale cromozomilor, rotiferii au, de asemenea, o concentrație crescută a elementelor genetice mobile - transpozonii și retrotranspozițiile. Poate că joacă un rol în procesul de împrumut genetic.

Interesant, unele gene bacteriene împrumutate au păstrat caracteristica structura genelor procariote (de exemplu, ei nu au introni), iar altele - probabil cele care au fost adoptate anterior - a reușit să dobândească trăsăturile caracteristice ale eucariote (inclusiv introni). Oamenii de știință au arătat că cel puțin unele dintre genele împrumutate de fapt lucrează în rotifere și codifică proteinele funcționale. Cele mai multe gene împrumutate bacterii Rotifere, fungi și plante care codifică enzimele care nu fac parte din căile biochimice complicate și etapele și care funcționează pe unele funcții biochimice independente. Acest lucru este de înțeles, deoarece astfel de gene pot fi utile dacă sunt împrumutate individual. Cu toate acestea, există indicații și că uneori genele au fost împrumutate simultan pe două. Astfel de gene sunt situate în imediata apropiere una de cealaltă, atât în ​​genomul bacteriilor donatoare, cât și în cromozomul rotifer gazdă.

Dacă rotiferelor bdelloid cel puțin uneori schimba genele unele cu altele, se dovedește că ei de fapt, nu au abandonat ideea interorganismal recombinare genetică - amestecarea gene de diferite parinti in genomul descendenților. Tocmai au întors din versiunea avansată a unei astfel de recombinare (reproducerea sexuală) la o versiune mai primitiv - schimb orizontal, care era specific strămoșii lor de departe unicelulare.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: