Evoluce bakteriálních genomů
| Autoři | |
|---|---|
| Rok publikování | 2008 |
| Druh | Článek ve sborníku |
| Konference | Zpravodaj Československé biologické společvosti v Brně |
| Fakulta / Pracoviště MU | |
| Citace | |
| www | http://www.fns.uniba.sk/?evo08 |
| Obor | Genetika a molekulární biologie |
| Klíčová slova | Bacteria; evolution; horizontal gene transfer |
| Popis | Pro bakterie je charakteristická vysoká plasticita jejich genomů s dynamicky probíhajícími změnami, které se promítají ve značných rozdílech ve velikosti genomu a v obsahu genů u jednotlivých kmenů téhož bakteriálního druhu. Hlavními faktory, které ovlivňují strukturu, informační obsah a evoluci bakteriálních genomů, jsou získávání genů horizontálním přenosem (HGT) a genomové přestavby podmíněné přítomností různých typů repetitivních sekvencí. Repetice jsou potenciálem pro destabilizaci genomu a vedou ke vzniku duplikací a inverzí často rozsáhlých úseků genomu nebo irreverzibilním ztrátám genů, jejichž důsledkem je redukce velikosti genomu, např. u intracelulárních parazitů. U většiny dosud studovaných bakteriálních druhů dosahují rozdíly ve velikosti genomů různých izolátů až stovek kbp. Rozsáhlé inzerce jsou nejčastěji způsobeny přídatnými mobilními genetickými elementy, jako jsou transpozony, integrony, konjugativní transpozony, profágy, defektní profágy, genomické ostrovy a plazmidy, jejichž proporce může představovat až 25% celkové velikosti genomu. Tyto elementy tvoří variabilní složku genomu, která je postradatelná a mnohdy se udržuje jen pod selekčním tlakem prostředí. Mobilní genetické elementy zodpovídají za rozdíly mezi kmeny a určují jejich specifické vlastnosti i celkový charakter (např. patogenitu, schopnost symbiozy s hostitelem aj). Repetitivní sekvence rozptýlené po genomu navozují chromozomální přestavby prostřednictvím homologní rekombinace a nerovného crossing-overu. Předpokládá se, že HGT spolu s genomovými přestavbami vytvářejí mozaikovou strukturu bakteriálních genomů a zodpovídají u většiny bakteriálních druhů za rychlé evoluční změny a speciaci. V tomto směru významným faktorem regulujícím vstup cizí DNA a určujícím další osud vnesené DNA jsou restrikčně-modifikační systémy. Získávání nových genů či skupin genů horizontálním přenosem v kombinaci s intragenomovými přestavbami a duplikacemi či amplifikacemi dává vysvětlení pro schopnost bakterií osídlovat nová prostředí a rychle se jim přizpůsobovat. Bodové mutace v jednotlivých genech se uplatňují na změnách vlastností bakterií a jejich evoluci spíše v dlouhodobějším horizontu. |
| Související projekty: |