transferència gènica horitzontal
DESCRIPTION
TRANSFERÈNCIA GÈNICA HORITZONTAL EN EUCARIOTES. Transferència gènica horitzontal. Marta Puig Mòdul de Genòmica i Proteòmica. TGH/L: Definició. Es defineix com el moviment o transferència d’informació genètica a organismes que no són els propis descendents. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Transferència gènica horitzontal
TRANSFERÈNCIA GÈNICA HORITZONTAL
EN EUCARIOTES
Marta Puig
Mòdul de Genòmica i Proteòmica
TGH/L: Definició
• Es defineix com el moviment o transferència d’informació genètica a organismes que no són els propis descendents.
Teoria de l’endosimbiosi
Paulinella chromatophora
HGT: com es produeix?
TGH: com ho detectem?
Incongruències filogenètiques
TGH: problemes per a detectar-la
• Pèrdua gènica diferencial
• Artefactes en la reconstrucció filogenètica
• Degeneració (milions d’anys)
• Poca diferència si es tracta de llinatges molt emparentats.
• Duplicació gènica ancestral…
TGH: Generalitats
• No tots els gens/rutes metabòliques tenen la mateixa probabilitat de ser transmesos.
• Alguns, funcions clarament especialitzades (metabolisme anaeròbic a diferents llinatges d’eucariotes).
• Funcions més generalistes: (D. discoideum, adaptació al sòl, 18 HGTs potencials).
TGH: Tipus
• Tenim diverses possibilitats…
TGH: Tipus • Procariotes Eucariotes.
• Eucariotes Eucariotes (infraestimada?)
• Procariotes orgànuls (molt estranya).
• Orgànuls Nucli
• Orgànul Orgànul
• Eucariotes Procariotes (menys comú que vice-versa: N molt més grans en procariotes, altres mecanismes, poc “interès” pels gens eucariòtics?).
Procariota Eucariota
• És la més comuna (procariotes N molt grans), però en vertebrats (humans inclosos) s’ha posat en dubte per a un nombre important de gens.
• Factors decisiu perquè es produeixi: “contacte”, connexió “íntima” amb el sistema vascular de l’hoste, engoliment i digestió…
• Exemples: Saccharomyces cerevisiae. Gen DHOD adquirit de Lactobacilliales (pèrdua del DHOD nadiu) i DBS1 dels α-proteobacteris.
Procariota Eucariota
• Cromosoma 19 d’Ostreococcus tauri: no s’assembla al d’altres algues verdes. Sembla derivat completament d’un altre llinatge!
Eucariota Eucariota
• Entre diferents llinatges de fongs (factors de virulència, MAT loci al gènere Stemphylium).
• Entre diferents patògens de plantes (fongs filamentosos del fílum ascomicets oomicets).
• Molts d’aquests gens provenen de procariotes: detecció més fàcil.
Eucariota Eucariota
Elysia chlorotica
Cargols marins “fotosintètics”: Aquireixen els cloroplasts d’una espècie d’algues de la qual s’alimenten (Vaucheria litorea) i poden fer la fotosíntesi amb l’energia solar: molt important en períodes d’escassetat, perquè poden emmagatzemen els sucres. Elysia no pot fabricar els cloroplasts per sí sol, però tot indica que la seva capacitat de mantenir-los depèn d’alguns gens (psbO) que haurien passat al nucli per HGT, originalment provinents d’aquestes algues.
Orgànul Orgànul• Plastidis: cap cas documentat d’incorporació de gens foranis (+
compactació genoma).
• Mitocondris: Relativament abundant.
• Exemples: Citocrom b de mitocondris entre 3 espècies d’escarabats mexicans, plantes (parasitisme directe o bé a través de simbionts fúngics).
TGH: reconstrucció filogenètica
TGH i l’arbre de la vida
2.000’s
1.977
Bibliografiao Stanhope, M. J., Lupas, A., Italia, M. J., Koretke, K. K., Volker, C., & Brown, J. R. (2001). Phylogenetic analyses do not
support horizontal gene transfers from bacteria to vertebrates. Nature, 411(6840), 940-944.o Bergthorsson, U., Adams, K. L., Thomason, B., & Palmer, J. D. (2003). Widespread horizontal transfer of
mitochondrial genes in flowering plants. Nature, 424(6945), 197-201.o Patron, N. J., Rogers, M. B., & Keeling, P. J. (2004). Gene replacement of fructose-1, 6-bisphosphate aldolase
supports the hypothesis of a single photosynthetic ancestor of chromalveolates. Eukaryotic Cell, 3(5), 1169-1175.o Andersson, J. O., Sarchfield, S. W., & Roger, A. J. (2005). Gene transfers from nanoarchaeota to an ancestor of
diplomonads and parabasalids. Molecular biology and evolution, 22(1), 85-90.o Davis, C. C., Anderson, W. R., & Wurdack, K. J. (2005). Gene transfer from a parasitic flowering plant to a fern.
Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 272(1578), 2237-2242.o Hall, C., Brachat, S., & Dietrich, F. S. (2005). Contribution of horizontal gene transfer to the evolution of
Saccharomyces cerevisiae. Eukaryotic Cell, 4(6), 1102-1115.o Richards, T. A., Dacks, J. B., Jenkinson, J. M., Thornton, C. R., & Talbot, N. J. (2006). Evolution of filamentous plant
pathogens: gene exchange across eukaryotic kingdoms. Current Biology, 16(18), 1857-1864.o Alvarez, N., Benrey, B., Hossaert-McKey, M., Grill, A., McKey, D., & Galtier, N. (2006). Phylogeographic support for
horizontal gene transfer involving sympatric bruchid species. Biol. Direct, 1, 21. o Derelle, E., Ferraz, C., Rombauts, S., Rouzé, P., Worden, A. Z., Robbens, S., ... & Moreau, H. (2006). Genome analysis
of the smallest free-living eukaryote Ostreococcus tauri unveils many unique features. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103(31), 11647-11652.
o Keeling, Patrick J., and Jeffrey D. Palmer. "Horizontal gene transfer in eukaryotic evolution." Nature Reviews Genetics 9.8 (2008): 605-618.
o Nedelcu, A. M., Miles, I. H., Fagir, A. M., & Karol, K. (2008). Adaptive eukaryote to eukaryote lateral gene ‐ ‐transfer: stress related genes of algal origin in the closest unicellular relatives of animals. ‐ Journal of evolutionary biology, 21(6), 1852-1860.
o Schwartz, J. A., Curtis, N. E., & Pierce, S. K. (2010). Using algal transcriptome sequences to identify transferred genes in the sea slug, Elysia chlorotica. Evolutionary Biology, 37(1), 29-37.