Synténia

Szinténia  - eredeti definíciója szerint bármely lókusz elhelyezkedése ugyanazon a kromoszómán (függetlenül attól, hogy öröklődésük van-e egymáshoz kapcsolódva ) [1] . Ma azonban a szinténia általában azt a helyzetet jelenti, amikor ugyanazon kromoszómán bármely lókusz elhelyezkedését különböző kromoszómakészletekben (például különböző fajokban) figyelik meg. Ezt a jelenséget megosztott szinténiának is nevezik .  Ha ezen lókuszok sorrendje a kromoszómában is egybeesik, ezt kollinearitásnak ( kollinearitásnak ) nevezzük [2] .

A "synthenia" szó jelentése "ugyanazon a szalagon" ( ógörög σύν , "bűn" - "együtt" + ταινία , "tainia" - "szalag". John H. Renwick , a London School of Hygiene & Tropical Medicine 1971-ben. 1999-ben a Nature Genetics folyóiratban megjelent egy cikk, amely arról számolt be, hogy a kifejezést gyakran új értelemben használták, és az eredeti definícióhoz való visszatérést javasolja [1] .

A klasszikus felfogás a genetikai kapcsolódáshoz kapcsolódik : a két lókusz között megfigyeltekkel megállapított kapcsolat a várakozásokkal ellentétben alacsonyabbnak bizonyult a köztük lévő rekombináció gyakoriságában. Ezzel szemben ugyanazon a kromoszómán bármely lókusznak van bizonyos szinténiája, még akkor is, ha rekombinációs gyakorisága gyakorlati kísérletekben nem választható el a nem rokon lókuszok rekombinációs gyakoriságától. Így elméletileg minden kapcsolt lókusz szinténikus, de nem minden szintén lókusz kapcsolódik szükségszerűen. Hasonlóképpen, a genomban egy kromoszómán lévő genetikai lókuszok szintetikusan függetlenek másoktól, ezt kísérleti módszerekkel lehet megállapítani, mint például DNS szekvenálás / összeállítás, fizikai lokalizáció vagy HAP térképezés .

A genetikus hallgatók a szinténia kifejezést használják olyan helyzetek leírására, amikor két genetikai lókusz ugyanahhoz a kromoszómához van rendelve, de térképi léptékben kellően nagy távolság választja el egymástól, és amelyek genetikai kapcsolatát nem erősítették meg.

A szinténia köznyelvben egy közös kromoszómaszekvencia birtoklása. Sok genetikai hajlam által okozott emberi betegség szintetiát okoz más emlősökkel, és az átfedés mértéke jelzi, hogy az egyik betegség kezelése mennyire hatásos a másikra.

Az Encyclopædia Britannica a következő leírást adja a szinténiáról: [3]

A genom szekvenálás és térképezés lehetővé tette a különböző fajok genomjainak általános szerkezetének összehasonlítását. A fő következtetés az, hogy a viszonylag új (evolúciós) divergenciával rendelkező organizmusok hasonló (szekvenciális) génblokkokkal rendelkeznek, amelyek viszonylag hasonló pozíciókkal rendelkeznek a genomban. Ezt a helyzetet szinténiának nevezik, és nagyjából úgy fordítják le, hogy a kromoszómákban közös szekvenciák vannak. Például sok emberi gén szintetikus más emlősök génjeivel, és nem csak a majmok, hanem a tehenek, egerek stb. A szinténia tanulmányozása megmutathatja, hogyan vágták el és helyezték be a genomot az evolúció során.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] A genomi szekvenálás és térképezés lehetővé tette számos különböző faj genomjának általános szerkezetének összehasonlítását. Az általános megállapítás az, hogy a közelmúltban viszonylag eltérõ szervezetek hasonló génblokkokat mutatnak a genomban azonos relatív pozíciókban. Ezt a helyzetet szinténiának nevezik, nagyjából úgy fordítva, hogy közös kromoszómaszekvenciákkal rendelkezik. Például az emberek génjei közül sok szintetikus más emlősök génjeivel – nemcsak a majmok, hanem a tehenek, egerek stb. A szinténia tanulmányozása megmutathatja, hogy a genom hogyan vágódik és tapad az evolúció során.

Általános szinténia

A közös szinténia (más néven konzervált szinténia) a gének együttes lokalizációjának fenntartását írja le a különböző fajok kromoszómáin . Az evolúció során a genomban bekövetkező átrendeződések, mint például a kromoszómális transzlokációk, elválaszthatnak két lókuszt egymástól , ami a szinténia elvesztését eredményezheti közöttük. Ezzel szemben a transzlokáció két korábban különálló kromoszómadarabot is összekapcsolhat, ami a lókuszok közötti szinténia növekedését eredményezi. A vártnál erősebben a közös szinténia tükrözheti a szintetikus gének közötti funkcionális kapcsolatok szelekcióját , például allélkombinációkat , amelyek hasznosak a ko-öröklődésben vagy a társszabályozási mechanizmusokban [4] .

A kifejezést néha arra is használják, hogy leírják a gének pontos sorrendjének megőrzését egy közös őstől származó kromoszómán [5] [6] [7] [8] , bár sok genetikus elutasítja a kifejezés használatát [9] .

A szinténia génrend szerinti elemzésének számos alkalmazása van a genomika területén. Az általános szinténia az egyik legmegbízhatóbb kritérium a különböző fajok genomiális régióinak ortológiájának megállapításához. Ezenkívül a szintetia kizárólagos megtartása a gének közötti fontos funkcionális kapcsolatokat tükrözheti. Például a „ Hox-klaszterben ” lévő gének sorrendje, amely az állatok testtervének kulcsfontosságú meghatározója , és amelyek kritikus útvonalakon kölcsönhatásba lépnek egymással, lényegében az egész állatvilágban konzervált [10] .

A synteny-t széles körben használják összetett genomok tanulmányozásában, és az összehasonlító genomika lehetővé teszi egy egyszerűbb modellszervezet génjeinek jelenlétével és adott esetben funkciójával egy összetettebb szervezetben jelenlévők azonosítását. Például a búzának nagyon nagy, összetett genomja van, amelyet nehéz tanulmányozni. 1994-ben az angliai John  Innes Centerben és a japán Nemzeti Mezőgazdasági Biológiai Kutatóintézetben végzett tanulmányok kimutatták, hogy a sokkal kisebb rizs genom szerkezete és génsorrendje hasonló a búzához [11] . Emellett a kutatások kimutatták, hogy sok gabonaféle szintetikus [12] , így az olyan növények, mint a rizs vagy a szár , modellként használhatók érdeklődésre számot tartó gének vagy genetikai markerek megtalálásához, amelyek felhasználhatók a búza nemesítésében és kutatásában. Ebben az összefüggésben a szinténia a búza egy nagyon fontos régiójának azonosításában is fontos, a genomi stabilitásban és termékenységben szerepet játszó Ph1 lókuszban, amelyet a rizs és a Brachypodium szintetikus régióiból származó információk alapján azonosítottak [13] .

A Syntheniát széles körben használják a mikrobiális genomikában is. A Rhizobiales és Enterobacteriales esetében a szintetikus gének számos fontos sejtfunkciót kódolnak, és magas szintű funkcionális kapcsolatokat képviselnek [14] .

A közös szinténia vagy a káros szinténia modelljei szimbólumként is használhatók több faj közötti filogenetikai kapcsolatok , sőt a generikus fajok kihalt szervezeteinek genomjának feltárására is. Néha minőségi különbséget tesznek a makroszinténiák között , amelyeket a kromoszóma nagy területein a synténia őriz meg, és a mikroszinténiát , amelyet egyszerre csak néhány gén szinténiája őriz meg.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Passarge E., Horsthemke B., Farber RA A synteny kifejezés helytelen használata  // Nature Genetics  : Journal  . - 1999. - 1. évf. 23 . - 387. o . - doi : 10.1038/70486 . Archiválva az eredetiből 2017. január 26-án.
  2. ↑ Molecular Techniques in Crop Improvement / S. Mohan Jain, DS Brar. — 2. kiadás. - Springer Science & Business Media, 2009. - P. 29. - 772 p. — ISBN 9789048129676 .
  3. ↑ öröklődés (genetika): Microevolution - Britannica Online Encyclopedia . Letöltve: 2015. június 30. Az eredetiből archiválva : 2019. szeptember 16..
  4. ↑ Moreno-Hagelsieb G., Treviño V., Pérez-Rueda E., Smith TF, Collado-Vides J. Transzkripciós egység megőrzése az élet három területén  : a Perspektíva Escherichia coliból  // Trends in Genetics : folyóirat. - Cell Press , 2001. - Vol. 17 , sz. 4 . - 175-177 . o . - doi : 10.1016/S0168-9525(01)02241-7 . — PMID 11275307 .
  5. ↑ Engström PG, Ho Sui SJ, Drivenes O., Becker TS, Lenhard B. Genomiális szabályozási blokkok alapozzák meg a rovarok kiterjedt mikroszintén megőrzését  // Genome Res  . : folyóirat. - 2007. - Vol. 17 , sz. 12 . - P. 1898-1908 . - doi : 10.1101/gr.6669607 . — PMID 17989259 .
  6. ↑ Heger A., ​​Ponting CP Ortológok és paralógok evolúciós sebesség-elemzései 12 Drosophila genomból  // Genome Res  . : folyóirat. - 2007. - Vol. 17 , sz. 12 . - P. 1837-1849 . - doi : 10.1101/gr.6249707 . — PMID 17989258 .
  7. ↑ Poyatos JF, Hurst LD A génrend megőrzésének meghatározó tényezői élesztőgombákban   // Genome Biol : folyóirat. - 2007. - Vol. 8 , sz. 11 . — P.R233 . - doi : 10.1186/gb-2007-8-11-r233 . — PMID 17983469 .
  8. ↑ Dawson DA, Akesson M., Burke T., Pemberton JM, Slate J., Hansson B. Génsorrend és rekombinációs ráta homológ kromoszómarégiókban a csirke és a féregmadárban  //  Molecular Biology and Evolution : folyóirat. - Oxford University Press , 2007. - Vol. 24 , sz. 7 . - P. 1537-1552 . - doi : 10.1093/molbev/msm071 . — PMID 17434902 .
  9. ↑ Passarge, E., B. Horsthemke és R. A. Farber. A synteny kifejezés helytelen használata  (angolul)  // Nature Genetics  : Journal. - 1999. - 1. évf. 23 , sz. 4 . - 387. o . - doi : 10.1038/70486 .
  10. ↑ Amores, A; Erő, A; Yan, YL; Joly, L; Amemiya, C; Fritz, A; Ho, R.K.; Langeland, J; herceg, V; Wang, YL; Westerfield, M; Ecker, M; Postlethwait, JH Zebrafish hox klaszterek és a gerinces genom evolúciója. (angol)  // Tudomány: folyóirat. - 1998. - november 27. ( 282. évf. , 5394. sz.). - P. 1711-1714 . - doi : 10.1126/tudomány.282.5394.1711 . — PMID 9831563 .
  11. ↑ Kurata, N., Moore, G., Nagamura, Y., Foote, T., Yano, M., Minobe, Y., & Gale, M. Conservation of genome structure between rice and wheat.  (angol)  // Nature Biotechnology  : Journal. - Nature Publishing Group , 1994. - Vol. 12 , sz. 3 . - 276-278 . - doi : 10.1038/nbt0394-276 .
  12. ↑ Moore, G., Devos, KM, Wang, Z., & Gale, M.D. Gabona genom evolúciója: füvek, sorakoznak fel és alkotnak egy kört. (angol)  // Current Biology  : folyóirat. - Cell Press , 1995. - Vol. 5 , sz. 7 . - P. 737-739 . - doi : 10.1016/S0960-9822(95)00148-5 .
  13. ↑ Griffiths, Simon, Rebecca Sharp, Tracie N. Foote, Isabelle Bertin, Michael Wanous, Steve Reader, Isabelle Colas és Graham Moore. A Ph1 mint fő kromoszómapárosító lókusz molekuláris jellemzése poliploid búzában  (angol)  // Nature : Journal. - 2006. - 20. évf. 439 . - P. 749-752 . - doi : 10.1038/nature04434 .
  14. ↑ Guerrero, G; Peralta, H; Aguilar, A; Diaz, R; Villalobos, M.A.; Medrano-Soto, A; Mora, J. Evolúciós, szerkezeti és funkcionális kapcsolatok, amelyeket a Rhizobiales szintetikus gének összehasonlító elemzése tárt fel. (angol)  // BioMed Central : folyóirat. - 2005. - október 17. ( 5. köt. ). — 55. o . - doi : 10.1186/1471-2148-5-55 . — PMID 16229745 .

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák