17
Transferència gènica horitzontal TRANSFERÈNCIA GÈNICA HORITZONTAL EN EUCARIOTES Marta Puig Mòdul de Genòmica i Proteòmica

Transferència gènica horitzontal

  • Upload
    dirk

  • View
    69

  • Download
    0

Embed Size (px)

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 Presentation

Citation preview

Page 1: Transferència gènica horitzontal

Transferència gènica horitzontal

TRANSFERÈNCIA GÈNICA HORITZONTAL

EN EUCARIOTES

Marta Puig

Mòdul de Genòmica i Proteòmica

Page 2: Transferència gènica horitzontal

TGH/L: Definició

• Es defineix com el moviment o transferència d’informació genètica a organismes que no són els propis descendents.

Page 3: Transferència gènica horitzontal

Teoria de l’endosimbiosi

Paulinella chromatophora

Page 4: Transferència gènica horitzontal

HGT: com es produeix?

Page 5: Transferència gènica horitzontal

TGH: com ho detectem?

Incongruències filogenètiques

Page 6: Transferència gènica horitzontal

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…

Page 7: Transferència gènica horitzontal

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).

Page 8: Transferència gènica horitzontal

TGH: Tipus

• Tenim diverses possibilitats…

Page 9: Transferència gènica horitzontal

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?).

Page 10: Transferència gènica horitzontal

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.

Page 11: Transferència gènica horitzontal

Procariota Eucariota

• Cromosoma 19 d’Ostreococcus tauri: no s’assembla al d’altres algues verdes. Sembla derivat completament d’un altre llinatge!

Page 12: Transferència gènica horitzontal

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.

Page 13: Transferència gènica horitzontal

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.

Page 14: Transferència gènica horitzontal

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).

Page 15: Transferència gènica horitzontal

TGH: reconstrucció filogenètica

Page 16: Transferència gènica horitzontal

TGH i l’arbre de la vida

2.000’s

1.977

Page 17: Transferència gènica horitzontal

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.