2017. november 23. csütörtök
Kelemen, Klementina
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Újraértelmezheti a végtagok evolúciójáról szóló ismereteinket a lapátorrú tok teljes genomduplikációja - 2012-08-12 12:26:23 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Újraértelmezheti a végtagok evolúciójáról szóló ismereteinket a lapátorrú tok teljes genomduplikációja

Az Észak-Amerikában, a Mississippi vízrendszerében őshonos lapátorrú vagy kanalastok (Polyodon spathula) genomját tanulmányozva nem várt felfedezést tettek a San Francisco Állami Egyetemen dolgozó kutatók. Ennek az akár 2 méter hosszúságúra is megnövő tokfélének jellegzetes, kanálszerű orra van; kedvelt horgászzsákmány a tengerentúlon és Európában is, ahol halastavakban tenyésztik (néha elszabadulva az ilyen tavakból a Dunában is felbukkant már).

A Genome Biology and Evolution című, leginkább genomikával kapcsolatos bioinformatikai tanulmányokat közlő lapban megjelentetett eredmények azt mutatják, hogy ennek a jellegzetes toknak az őseiben mintegy 42 millió éve egy teljes genomduplázódási folyamat (Whole Genome Duplication, WGD) ment végbe. A genom, azaz egy adott élőlény ill. faj teljes genetikai állománya bizonyos esetekben képes arra, hogy teljes egészében megduplázódjon. Ha a megduplázódott genommal rendelkező élőlény életképes marad, és továbbszaporodik, egy érdekes evolúciós jelenség veheti kezdetét, melynek során az így létrejött génpárok egy részében az egyik kópia elcsendesedik, vagy teljesen elvész a genomból, minthogy az élőlény szempontjából ezek a génmásolatok feleslegesek. Bizonyos génpárokkal viszont előfordulhat, hogy az egyik példány mutációk révén új funkciót vesz fel. A genom  megduplázódásából fakadó génduplikációk tehát az evolúció számára nyersanyagot jelentenek. Emellett a genomduplikációt általában a kromoszómák szintjén megnyilvánuló változások (kromoszóma-törések, vesztések, stb.) is követik.

Erre az egész folyamatra a kutatók  ma már úgy tekintenek, mint a törzsfejlődés nagyléptékű változásainak egyik legfontosabb mozgatórugójára. Bioinformatikai módszerekkel az utóbbi szűk 2 évtizedben az élesztőktől a puhatestűeken át a gerincesekig számos élőlénycsoportról ill. törzsfejlődési ágról kimutatták már, hogy megjelenésüket egy teljes genomduplikáció előzte meg. Ráadásul a gerincesek nagyon korai evolúciójáról ma már az is ismert, hogy egymást követően 2 teljes WGD zajlott le ezekben az állatokban, ami végső soron a mai nyálkahalak, ingolák, porcoshalak és csontoshalak, valamint a négylábúak (kétéltűek, hüllők és madarak, emlősök) kifejlődéséhez vezetett. Az első WGD a fejgerinchúrosok (lándzsahalak) és a gerincesek evolúciós elválásakor történt, ennek neve a szakirodalomban R1 WGD. A második viszont már a nyálkahalak + ingolák ill. az állkapcsos gerincesek elválásakor történt az utóbbi csoportban, ezt R2 WGD-ként ismerik. A négylábúak evolúciójában tehát ennek a két fontos genom-evolúciós eseménynek volt szerepe. Azonban nemrég azt is kimutatták, hogy a primitív porcos vérteshalak (pl. a tok és a sokúszójú csuka) és a fejlett sugarasúszójú halak evolúciós elválásakor szintén történt egy WGD (ennek neve hal-specifikus, azaz FSWGD), mely tehát a szűkebb értelemben vett csontoshalak evolúciója szempontjából fontos, de a négylábúak szempontjából nem.

A közelmúltban publikált kutatás azért jelentős, mert egy viszonylag újkeletű duplikációról ad számot: a legutóbbi általános duplikáció a halak őseiben százmillió évekkel korábban történhetett. A San Francisco Állami Egyetemen dolgozó adjunktus, Karen Crow így értékelte a felfedezést: "Rájöttünk, hogy a lapátorrú tokoknak megvolt a saját genom-duplikációjuk." "Ez extra genetikai alapanyagot szolgáltat, mely komplexebbé teszi az összehasonlító elemzéseket. Lehet, hogy segítségével megváltozik majd a képünk a végtagok kifejlődéséről szóló tanulmányokról is."

Az evolúciós változásokkal is foglalkozó fejlődésbiológusok az emberi végtagok kifejlődésének megértéséhez az emlősök végtagnövekedés-irányító génjeit vetik össze a halak uszonyokért felelős génjeivel. Korábban úgy gondolták, hogy a halakban már jóval azelőtt megvoltak az ilyen gének, minthogy a négylábúak (Tetrapoda) evolúciója kezdetét vette volna, és azóta nem sokat változtak.

Az elmúlt évtizedek ilyen irányú összehasonlító kutatásaiban a lapátorrú tokot hasznos viszonyítási pontként kezelték (minthogy az evolúciósan fejlettebb halak génjeit megkeverte a FSWGD, a génjeik elemzése nem lett volna szerencsés). A tokok a gerincesek törzsfáján bazálisan helyezkednek el, így elég jól használhatóak a korai őshalak helyettesítésére az összehasonlító analízisekben (a földtörténet korai szakaszaiban élt halak genomja természetesen nem ismert, így valamilyen ősi tulajdonságokat hordozó csoporttal kell őket helyettesíteni). Azonban most, hogy kiderült, ezek a tokok saját evolúciós utat jártak be, és saját WGD-n mentek keresztül azóta, mióta elváltak a többi ma élő hal és a négylábúak közös ősétől, ez ilyen összehasonlító kutatásokat, illetve az ezekből nyert ismereteket az uszony-láb tranzícióval kapcsolatban újra kell gondolni.

Crow és munkatársai egy olyan kromoszómális régiót szekvenáltak meg, melyben 19 darab ún. Hox-gén található - ezek a gének segítenek szabályozni a test alakjának és a végtagoknak a kifejlődését. Azonban nemcsak az embriók fejlődésével kapcsolatos kutatások számára fontosak, hanem a teljes genomduplikációk detektálásánál is segítenek az evolúciós genomikával foglalkozó kutatóknak. A WGD-vel létrejövő "extra genomikai nyersanyag adja a vásznat, melyre az evolúció szabadon festhet" - tette hozzá Crow. A kutató szerint úgy tűnik, a WGD gyakoribb lehet az állatvilágban, mint azt korábban gondolták.

Forrás: Phys.org
, Genome Biology and Evolution, Kép

2012. augusztus 11.

Walter P. Pfliegler

Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 4, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés