معلومة

3.1: نقل الجينات الأفقي في البكتيريا - علم الأحياء

3.1: نقل الجينات الأفقي في البكتيريا - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

بعد الانتهاء من هذا القسم ، يجب أن تكون قادرًا على تنفيذ الأهداف التالية.

  1. قارن بين الطفرات ونقل الجينات الأفقي كطرق لتمكين البكتيريا من الاستجابة للضغوط الانتقائية والتكيف مع البيئات الجديدة.
  2. حدد نقل الجينات الأفقي وحدد الشكل الأكثر شيوعًا لنقل الجينات الأفقي في البكتيريا.
  3. صف بإيجاز آليات التحول في البكتيريا.
  4. صف بإيجاز الآليات التالية لنقل الجينات الأفقي في البكتيريا:
    1. التنبيغ المعمم
    2. توصيل متخصص
  5. صف بإيجاز الآليات التالية لنقل الجينات الأفقي في البكتيريا:
    1. نقل البلازميدات المقترنة ، الينقولات المترافقة ، والبلازميدات القابلة للتعبئة في البكتيريا سالبة الجرام
    2. F+ اقتران
    3. اقتران Hfr
  6. وصف البلازميدات R وأهمية البلازميدات R في علم الأحياء الدقيقة الطبية.

البكتيريا قادرة على الاستجابة للضغوط الانتقائية والتكيف مع البيئات الجديدة من خلال اكتساب سمات وراثية جديدة نتيجة للطفرة ، وتعديل وظيفة الجينات داخل البكتيريا ، ونتيجة لنقل الجينات الأفقي ، اكتساب جينات جديدة من بكتيريا أخرى . تحدث الطفرة ببطء نسبيًا. معدل الطفرات الطبيعية في الطبيعة في حدود 10-6 حتى 10-9 لكل نيوكليوتيد لكل جيل بكتيري ، على الرغم من أنه عندما تكون المجموعات البكتيرية تحت الضغط ، يمكنها زيادة معدل الطفرات بشكل كبير. علاوة على ذلك ، فإن معظم الطفرات ضارة بالبكتيريا. من ناحية أخرى ، فإن نقل الجينات الأفقي يمكّن البكتيريا من الاستجابة والتكيف مع بيئتها بسرعة أكبر بكثير من خلال الحصول على تسلسلات كبيرة من الحمض النووي من بكتيريا أخرى في عملية نقل واحدة.

نقل الجينات الأفقي ، المعروف أيضًا باسم النقل الجانبي للجينات ، هو عملية يقوم فيها الكائن الحي بنقل المادة الوراثية إلى كائن حي آخر ليس نسله. قدرة بكتيريا و العتيقة إن التكيف مع البيئات الجديدة كجزء من التطور البكتيري غالبًا ما ينتج عن اكتساب جينات جديدة من خلال نقل الجينات الأفقي بدلاً من تغيير وظائف الجينات من خلال الطفرات. (تشير التقديرات إلى أن ما يصل إلى 20٪ من جينوم الإشريكية القولونية نشأت من نقل الجينات الأفقي.)

إن نقل الجينات الأفقي قادر على إحداث تغييرات واسعة النطاق في الجينوم البكتيري. على سبيل المثال ، تحتوي بعض البكتيريا على جينات ضراوة متعددة تسمى جزر الإمراضية والتي تقع في مناطق كبيرة وغير مستقرة من جينوم البكتيريا. يمكن أن تنتقل هذه الجزر المسببة للأمراض إلى بكتيريا أخرى عن طريق نقل الجينات الأفقي. ومع ذلك ، إذا لم توفر هذه الجينات المنقولة أي ميزة انتقائية للبكتيريا التي تكتسبها ، فعادة ما تُفقد عن طريق الحذف. بهذه الطريقة يمكن أن يظل حجم جينوم البكتيريا بنفس الحجم تقريبًا بمرور الوقت.

هناك ثلاث آليات لنقل الجينات الأفقي في البكتيريا: التحول ، والتنبيغ ، والاقتران. الآلية الأكثر شيوعًا لانتقال الجينات الأفقي بين البكتيريا ، خاصة من الأنواع البكتيرية المانحة إلى الأنواع المتلقية المختلفة ، هي الاقتران. على الرغم من أن البكتيريا يمكن أن تكتسب جينات جديدة من خلال التحول والتحول ، إلا أن هذا عادة ما يكون انتقالًا نادرًا بين البكتيريا من نفس النوع أو الأنواع وثيقة الصلة.

تحويل

التحول هو شكل من أشكال إعادة التركيب الجيني حيث يدخل جزء من الحمض النووي من بكتيريا ميتة ومتحللة إلى بكتيريا متلقية مختصة ويتم استبدالها بقطعة من الحمض النووي للمتلقي. عادةً ما ينطوي التحول على إعادة التركيب المتماثل ، إعادة تركيب مناطق الحمض النووي المتماثلة التي تحتوي تقريبًا على نفس متواليات النيوكليوتيدات. عادةً ما يتضمن هذا سلالات أو سلالات بكتيرية مماثلة من نفس الأنواع البكتيرية.

عدد قليل من البكتيريا ، مثل النيسرية البنية ، النيسرية السحائية ، الهيموفيلوس النفلونزا ، الليجيونيلا النيموفيلا ، العقدية الرئوية، و هيليكوباكتر بيلوري تميل إلى أن تكون مختصة بشكل طبيعي وقابلة للتحول. البكتيريا المختصة قادرة على ربط الحمض النووي أكثر بكثير من البكتيريا غير الكفؤة. تخضع بعض هذه الأجناس أيضًا للانحلال الذاتي الذي يوفر الحمض النووي لإعادة التركيب المتماثل. بالإضافة إلى ذلك ، تقتل بعض البكتيريا المختصة الخلايا غير الكفؤة لإطلاق الحمض النووي للتحول.

أثناء التحول ، يتم إطلاق شظايا الحمض النووي (عادة حوالي 10 جينات) من بكتيريا متحللة ميتة وترتبط ببروتينات ربط الحمض النووي على سطح بكتيريا متلقية حية مؤهلة. اعتمادًا على البكتيريا ، إما أن يخترق كل من خيوط الحمض النووي المتلقي ، أو أن النيوكلياز يحط ​​خيطًا واحدًا من الجزء ويدخل خيط الحمض النووي المتبقي إلى المتلقي. يتم بعد ذلك تبادل جزء الحمض النووي هذا من المتبرع مقابل قطعة من الحمض النووي للمستلم عن طريق بروتينات RecA والجزيئات الأخرى ويتضمن تكسير وإعادة توحيد مقاطع الحمض النووي المقترنة كما هو موضح في (الشكل ( فهرس الصفحة {1} )). تم تلخيص التحول في الشكل ( PageIndex {2} ).

الشكل ( PageIndex {2} ): التحول: الخطوة 1: تموت بكتيريا المتبرع وتتحلل الخطوة 2: شظايا الحمض النووي ، التي يبلغ طولها عادةً حوالي 10 جينات ، من البكتيريا المتبرعة الميتة إلى التحولات الموجودة على جدار الخلية لبكتيريا حية متلقية مؤهلة الخطوة 3: في في هذا المثال ، يقوم نوكلياز بتحطيم خيط واحد من جزء المتبرع ويدخل حبلا الحمض النووي المتبقي إلى المتلقي. ترتبط بروتينات ربط الحمض النووي أحادية الجديلة الخاصة بالكفاءة بحبل DNA المتبرع لمنعه من التدهور في السيتوبلازم. الخطوة 4: تعزز بروتينات RecA التبادل الجيني بين جزء من DNA المتبرع والحمض النووي للمتلقي (انظر الشكل ( PageIndex {1} ) لمعرفة وظائف بروتينات RecA). هذا ينطوي على كسر وإعادة لم شمل شرائح الحمض النووي المقترنة. الخطوة 5: اكتمال التحول.

التوضيح

ينطوي التنبيغ على نقل جزء من الحمض النووي من بكتيريا إلى أخرى بواسطة العاثية. هناك نوعان من أشكال التنبيغ: التنبيغ المعمم و توصيل متخصص.

أثناء تكرار العاثيات المحللة و عاثيات معتدلة، أحيانًا تتجمع قفيصة الملتهمة عن طريق الخطأ حول جزء صغير من الحمض النووي البكتيري. عندما تصيب هذه البكتيريا ، التي تسمى الجسيم المحول ، بكتيريا أخرى ، فإنها تحقن جزء من الحمض النووي البكتيري المتبرع الذي تحمله إلى المتلقي حيث يمكن استبداله لاحقًا بقطعة من الحمض النووي للمتلقي عن طريق إعادة التركيب المتماثل. تم تلخيص التحويل المعمم في الشكل ( PageIndex {3} ).

  • الخطوة 1: عاثية تمتص لبكتيريا حساسة.
  • الخطوة 2: يدخل جينوم العاثية البكتيريا. يوجه الجينوم آلية التمثيل الغذائي للبكتيريا لتصنيع مكونات البكتيريا والإنزيمات. ستعمل الإنزيمات المشفرة بالبكتيريا أيضًا على تفتيت الكروموسوم البكتيري.
  • الخطوه 3: من حين لآخر ، تتجمع قفيصة العاثية عن طريق الخطأ إما حول جزء من كروموسوم البكتيريا المانحة أو حول البلازميد بدلاً من حول جينوم العاثية.
  • الخطوة 4: يتم إطلاق العاثيات مع تحلل البكتيريا. لاحظ أن عاثية واحدة تحمل جزءًا من الحمض النووي للبكتيريا المانحة بدلاً من جينوم العاثية.
  • الخطوة الخامسة: تمتص العاثية التي تحمل الحمض النووي للبكتيريا المانحة إلى البكتيريا المتلقية.
  • الخطوة السادسة: تقوم العاثية بإدخال الحمض النووي للبكتيريا المانحة التي تحملها في البكتيريا المتلقية.
  • الخطوة السابعة: يحدث إعادة التركيب المتماثل ويتم تبادل الحمض النووي للبكتيريا المانحة لبعض الحمض النووي للمتلقي. (يوضح الشكل ( PageIndex {1} ) وظائف بروتينات RecA المشاركة في إعادة التركيب المتماثل.)

يحدث التنبيغ المعمم في مجموعة متنوعة من البكتيريا ، بما في ذلك المكورات العنقودية ، الإشريكية ، السالمونيلا، و الزائفة.

البلازميدات ، مثل بلازميد البنسليناز المكورات العنقودية الذهبية، يمكن أيضًا أن تنتقل من بكتيريا إلى أخرى عن طريق التنبيغ المعمم.

النقل المتخصص: قد يحدث هذا في بعض الأحيان خلال دورة الحياة اللايسوجينية لعاثمة معتدلة. أثناء التحريض التلقائي ، يمكن أحيانًا استبدال قطعة صغيرة من الحمض النووي البكتيري بقطعة من جينوم العاثية ، والتي تظل في النواة البكتيرية. تتكاثر هذه القطعة من الحمض النووي البكتيري كجزء من جينوم العاثية ويتم وضعها في كل قفيصة فج. يتم إطلاق العاثيات ، وامتصاص البكتيريا المتلقية ، وحقن البكتيريا المانحة بمركب DNA / DNA في البكتيريا المتلقية حيث يتم إدراجها في الكروموسوم البكتيري (الشكل ( فهرس الصفحة {4} )).

اقتران

إعادة التركيب الجيني حيث يتم نقل الحمض النووي من بكتيريا متبرع حي إلى بكتيريا متلقية حية عن طريق الاتصال من خلية إلى خلية. في البكتيريا سالبة الجرام عادة ما يتضمن اقتران أو الجنس بيلوس.

يتم ترميز الاقتران بواسطة البلازميدات أو الينقولات. وهي تنطوي على بكتيريا مانحة تحتوي على بلازميد مترافق وخلية متلقية لا تحتوي عليها. يعتبر البلازميد المقترن قابلاً للانتقال ذاتيًا ، من حيث أنه يمتلك جميع الجينات اللازمة لذلك البلازميد لينقل نفسه إلى بكتيريا أخرى عن طريق الاقتران. جينات الاقتران المعروفة باسم ترا تمكن الجينات البكتيريا من تكوين زوج تزاوج مع كائن حي آخر ، بينما oriT تحدد تسلسلات (أصل النقل) مكان بدء نقل DNA البلازميد من خلال العمل كموقع بدء النسخ المتماثل حيث تقوم إنزيمات تكرار الحمض النووي بتقطيع الحمض النووي لبدء نسخ الحمض النووي ونقله. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البلازميدات القابلة للتعبئة التي تفتقر إلى ترا الجينات للانتقال الذاتي ولكنها تمتلك oriT يمكن أيضًا نقل متواليات بدء نقل الحمض النووي عن طريق الاقتران إذا كانت البكتيريا التي تحتوي عليها تمتلك أيضًا بلازميدًا مترافقًا. ال ترا تمكن جينات البلازميد الاقتراني من تكوين زوج من التزاوج ، في حين أن oriT من البلازميد القابل للتنقل يمكّن الحمض النووي من التحرك عبر الجسر المقترن (الشكل ( PageIndex {5} )).

الينقولات ("الجينات القافزة") عبارة عن قطع صغيرة من الحمض النووي تقوم بترميز الإنزيمات التي تمكن الترانسبوزون من الانتقال من موقع DNA إلى آخر ، إما على نفس جزيء الحمض النووي أو على جزيء مختلف. يمكن العثور على الينقولات كجزء من كروموسوم البكتيريا (الينقولات المقترنة) أو في البلازميدات وعادة ما يتراوح طولها بين جين واثني عشر جينًا. يحتوي الينقولات على عدد من الجينات ، مثل تلك التي ترمز لمقاومة المضادات الحيوية أو سمات أخرى ، محاطة عند كلا الطرفين بتسلسلات إدخال ترميز لإنزيم يسمى transpoase. Transpoase هو الإنزيم الذي يحفز قطع وإعادة ختم الحمض النووي أثناء التحويل.

تحمل الينقولات المقترنة ، مثل البلازميدات المقترنة ، الجينات التي تمكن أزواج التزاوج من تكوين الاقتران. لذلك ، فإن الينقولات المقترنة تمكن أيضًا من نقل اللازميدات القابلة للتعبئة واللينقولات غير المقترنة إلى بكتيريا متلقية أثناء الاقتران.

تمتلك العديد من البلازميدات المقترنة والترانسبوزونات المقترنة أنظمة نقل مختلطة إلى حد ما تمكنها من نقل الحمض النووي ليس فقط للأنواع المتشابهة ، ولكن أيضًا إلى الأنواع غير ذات الصلة. غالبًا ما تنتج قدرة البكتيريا على التكيف مع البيئات الجديدة كجزء من التطور البكتيري من اكتساب تسلسلات كبيرة من الحمض النووي من بكتيريا أخرى عن طريق الاقتران.

أ. الآلية العامة لنقل البلازميدات المقترنة عن طريق الاقتران في البكتيريا سالبة الجرام

في البكتيريا سالبة الجرام ، تتضمن الخطوة الأولى في الاقتران اقترانًا (جنس بيلوس أو F بيلوس) على البكتيريا المانحة التي ترتبط ببكتيريا متلقية تفتقر إلى اقتران بيلوس. عادةً ما يتراجع الإقتران أو يزيل البلمرة عن طريق سحب البكتريا معًا. تشكل سلسلة من بروتينات الغشاء المشفرة بواسطة البلازميد الاقتراني جسرًا وفتحة بين البكتريا ، والتي تسمى الآن زوج التزاوج.

باستخدام نموذج الدائرة المتدحرجة لتكرار الحمض النووي ، يكسر نوكلياز خيطًا واحدًا من DNA البلازميد في أصل موقع النقل (oriT) من البلازميد وهذا الخيط المكسور يدخل البكتيريا المتلقية. يبقى الخيط الآخر في الخلية المانحة. ثم يقوم كل من خيوط البلازميد المانحة والمتلقية بعمل نسخة مكملة من نفسها. تمتلك كلتا البكتريا الآن البلازميد المقترن. تم تلخيص هذه العملية في الشكل ( PageIndex {6} )).

هذه هي الآلية التي يتم بواسطتها مقاومة البلازميدات (R- البلازميدات), يتم نقل الترميز لمقاومة المضادات الحيوية المتعددة وتشكيل الاقتران من البكتيريا المانحة إلى المتلقي. هذه مشكلة كبيرة في علاج الالتهابات الانتهازية سالبة الجرام مثل التهابات المسالك البولية والتهابات الجروح والالتهاب الرئوي وتسمم الدم بواسطة كائنات حية مثل E. coli ، Proteus ، Klebsiella ، Enterobacter ، Serratia، و الزائفة ، وكذلك مع الالتهابات المعوية بواسطة كائنات حية مثل السالمونيلا و شيغيلا.

هناك أيضًا دليل على أن نموذج الاقتران قد يعمل أيضًا كقناة مباشرة يمكن من خلالها نقل الحمض النووي أحادي الجديلة أثناء الاقتران.

ب. F+ اقتران

ينتج عن هذا نقل F+ حيازة البلازميد ترا ترميز الجينات فقط من أجل اقتران بيلوس وتكوين زوج التزاوج من بكتيريا مانحة إلى بكتيريا متلقية. خيط واحد من F+ يتكسر البلازميد مع نوكلياز في أصل النقل (oriT) التسلسل الذي يحدد مكان بدء نقل DNA البلازميد من خلال العمل كموقع بدء النسخ المتماثل حيث تقوم إنزيمات تكرار الحمض النووي بتقطيع الحمض النووي لبدء نسخ الحمض النووي ونقله. يدخل الخيط المكسور البكتيريا المتلقية بينما تظل خصلة البلازميد الأخرى في المتبرع. ثم يقوم كل خصلة بعمل نسخة تكميلية. يصبح المستلم بعد ذلك F+ ذكر ويمكنه ممارسة الجنس (انظر 7 أ حتى 7 د).

بالإضافة إلى ذلك ، فإن البلازميدات القابلة للتعبئة التي تفتقر إلى ترا الجينات للانتقال الذاتي ولكنها تمتلك oriT يمكن أيضًا نقل تسلسل بدء نقل الحمض النووي عن طريق الاقتران. ال ترا جينات F.+ تمكن البلازميد من تكوين زوج التزاوج و oriT تُمكِّن تسلسلات البلازميد القابل للتنقل الحمض النووي من التحرك عبر الجسر الاقتراني (الشكل ( PageIndex {5} )).

ج. اقتران Hfr (المؤتلف عالي التردد)

يبدأ اقتران Hfr عندما يبدأ حرف F+ مع البلازميد ترا ترميز الجينات لتكوين أزواج التزاوج يدخل أو يدمج في الكروموسوم لتشكيل بكتيريا Hfr. (يطلق على البلازميد القادر على الاندماج في النواة المضيفة أن الخلاصة.) ثم يكسر نوكلياز أحد خيوط الحمض النووي للمانح عند أصل النقل (oriT) موقع F المدرج+ يبدأ البلازميد والشريط المكسور للحمض النووي المتبرع بدخول البكتيريا المتلقية. يبقى خيط الحمض النووي غير المكسور المتبقي في المتبرع ويصنع نسخة مكملة من نفسه.

عادة ما ينقطع الاتصال البكتيري قبل اكتمال نقل الكروموسوم بأكمله ، وبالتالي فإن باقي F+ نادرا ما يدخل البلازميد المتلقي. نتيجة لذلك ، هناك نقل لبعض الحمض النووي الصبغي ، والذي يمكن استبداله بقطعة من الحمض النووي للمتلقي من خلال إعادة التركيب المتماثل ، ولكن ليس القدرة على تكوين أزواج الاقتران والتزاوج (انظر الشكل ( PageIndex {8}) ) من خلال 8E).

تمرين: أسئلة فكر - ثنائي - شارك

  1. سلالة من الحياة العقدية الرئوية التي لا تستطيع صنع كبسولة يتم حقنها في الفئران وليس لها تأثير سلبي. ثم يتم خلط هذه السلالة مع ثقافة القتل بالحرارة العقدية الرئوية أنه عندما كان على قيد الحياة كان قادرًا على صنع كبسولة وقتل الفئران. بعد فترة من الزمن ، يتم حقن هذا الخليط في الفئران ويقتلها. فيما يتعلق بنقل الجينات الأفقي ، صف ما قد يفسر ذلك.
  2. البكتيريا سالبة الجرام التي كانت عرضة لمعظم المضادات الحيوية الشائعة تصبح فجأة مقاومة للعديد منها. كما يبدو أنها تنشر هذه المقاومة للآخرين من نوعها. صف الآلية التي يرجح أن تكون مسؤولة عن ذلك.

ملخص

  1. الطفرة هي تعديل لوظيفة الجين داخل البكتيريا ، وبينما تُمكِّن البكتيريا من التكيف مع البيئات الجديدة ، فإنها تحدث ببطء نسبيًا.
  2. يمكّن نقل الجينات الأفقي البكتيريا من الاستجابة والتكيف مع بيئتها بسرعة أكبر من خلال الحصول على تسلسلات كبيرة من الحمض النووي من بكتيريا أخرى في عملية نقل واحدة.
  3. نقل الجينات الأفقي هو عملية يقوم فيها الكائن الحي بنقل المادة الوراثية إلى كائن حي آخر ليس نسله.
  4. تتضمن آليات نقل الجينات الأفقي البكتيري التحول ، والتحول ، والاقتران.
  5. أثناء التحول ، يدخل جزء من الحمض النووي من بكتيريا ميتة ومتحللة إلى بكتيريا متلقية مختصة ويتم استبدالها بقطعة من الحمض النووي للمتلقي. عادةً ما يتضمن هذا سلالات أو سلالات بكتيرية مماثلة من نفس الأنواع البكتيرية.
  6. ينطوي التنبيغ على نقل إما جزء من الحمض النووي الكروموسومي أو البلازميد من بكتيريا إلى أخرى عن طريق العاثية.
  7. الاقتران هو نقل الحمض النووي من بكتيريا متبرع حي إلى بكتيريا متلقية حية عن طريق الاتصال من خلية إلى أخرى. في البكتيريا سالبة الجرام أنها تنطوي على اقتران بيلوس.
  8. إن البلازميد المترافق قابل للانتقال ذاتيًا ، أي أنه يمتلك جينات الاقتران المعروفة باسم جينات tra التي تمكن البكتيريا من تكوين زوج تزاوج مع كائن حي آخر ، وتسلسلات oriT (أصل النقل) التي تحدد مكان بدء نقل DNA البلازميد.
  9. يمكن نقل البلازميدات القابلة للتنقل التي تفتقر إلى جينات tra الخاصة بالانتقال الذاتي في بكتيريا تمتلك بلازميدًا مترافقًا.
  10. الينقولات ("الجينات القافزة") عبارة عن قطع صغيرة من الحمض النووي تقوم بترميز الإنزيمات التي تمكن الترانسبوزون من الانتقال من موقع DNA إلى آخر ، إما على نفس جزيء الحمض النووي أو على جزيء مختلف.
  11. تحمل الينقولات المقترنة الجينات التي تمكن أزواج التزاوج من تكوين الاقتران.
  12. F+ الاقتران هو نقل F+ يمتلك البلازميد ترميزًا للجينات فقط من أجل اقتران وتكوين زوج التزاوج من بكتيريا مانحة إلى بكتيريا متلقية. يمكن نقل البلازميدات القابلة للحركة بشكل مشترك خلال F+ اقتران.
  13. أثناء اقتران Hfr ، يتم استخدام حرف F+ يتم إدراج البلازميد مع ترميز الجينات tra لتكوين أزواج التزاوج في الكروموسوم البكتيري لتكوين بكتيريا Hfr. ينتج عن هذا نقل بعض الحمض النووي الصبغي من المتبرع إلى المتلقي والذي يمكن استبداله بقطعة من الحمض النووي للمتلقي من خلال إعادة التركيب المتماثل.

نقل الجينات الأفقي

& # 8226 عشرة أشياء لا تعرفها عن ويكيبيديا & # 8226
نقل الجينات الأفقي
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب الى: برنامج الملاحة، ابحث
& # 8220HGT & # 8221 يعيد التوجيه هنا. للاستخدامات الأخرى ، انظر HGT (توضيح).

نقل الجينات الأفقي (HGT) ، وكذلك نقل الجينات الجانبي (LGT) ، هو أي عملية يقوم فيها الكائن الحي بنقل المادة الجينية إلى خلية أخرى ليست نسلها. على النقيض من ذلك ، يحدث النقل الرأسي عندما يتلقى الكائن مادة وراثية من سلفه ، على سبيل المثال والدها أو أحد الأنواع التي تطورت منها. ركز معظم التفكير في علم الوراثة على النقل الرأسي الأكثر انتشارًا ، ولكن هناك وعي حديث بأن نقل الجينات الأفقي هو ظاهرة مهمة. نقل الجينات الأفقي الاصطناعي هو شكل من أشكال الهندسة الوراثية.

كما قال جاين وريفيرا ولايك (1999): "تشير دراسات الجينات والجينوم بشكل متزايد إلى حدوث انتقال أفقي كبير بين بدائيات النوى." [1] (انظر أيضًا Lake and Riveral ، 2007). [2] يبدو أن لهذه الظاهرة بعض الأهمية بالنسبة لحقيقيات النوى أحادية الخلية أيضًا. مثل Bapteste et al. (2005) لاحظ ، "تشير أدلة إضافية إلى أن نقل الجينات قد يكون أيضًا آلية تطورية مهمة في تطور الطلائع." [3]

هناك بعض الأدلة على أن النباتات والحيوانات الأعلى تأثرت. كتب الدكتور ماي وان هو ، وهو عالم بارز وناقد للهندسة الوراثية: "في حين أن نقل الجينات الأفقي معروف جيدًا بين البكتيريا ، إلا أنه خلال السنوات العشر الماضية فقط أصبح حدوثه معروفًا بين النباتات والحيوانات العليا. إن مجال نقل الجينات الأفقي هو في الأساس المحيط الحيوي بأكمله ، حيث تعمل البكتيريا والفيروسات كوسطاء لتهريب الجينات وكمستودعات لتكاثر الجينات وإعادة التركيب (عملية تكوين مجموعات جديدة من المواد الجينية). "[4] لكن ريتشاردسون و بالمر (2007) أكثر حذرًا: "لقد لعب النقل الجيني الأفقي (HGT) دورًا رئيسيًا في التطور البكتيري وهو شائع إلى حد ما في بعض حقيقيات النوى أحادية الخلية. ومع ذلك ، فإن انتشار وأهمية HGT في تطور حقيقيات النوى متعددة الخلايا لا يزال غير واضح." [5]

نظرًا للكم المتزايد من الأدلة التي تشير إلى أهمية هذه الظواهر للتطور (انظر أدناه) ، فقد وصف علماء الأحياء الجزيئية مثل Peter Gogarten نقل الجينات الأفقي بأنه "نموذج جديد للبيولوجيا".

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن العملية أكدها الدكتور ماي وان هو كعامل مهم في "المخاطر الخفية للهندسة الوراثية" ، حيث إنها قد تسمح للحمض النووي المعدل وراثيًا (الذي تم تحسينه للنقل) بالانتشار من الأنواع إلى الأنواع. [4]
محتويات
[إخفاء]

* 1 بدائيات النوى
* 2 حقيقيات النوى
* 3 نظرية التطور
3.1 الجينات
* 4 انظر أيضا
* 5 مصادر وملاحظات
* 6 قراءات إضافية

يعتبر نقل الجينات الأفقي أمرًا شائعًا بين البكتيريا ، حتى تلك ذات الصلة البعيدة جدًا. يُعتقد أن هذه العملية سبب مهم لزيادة مقاومة الأدوية عندما تكتسب خلية بكتيرية واحدة مقاومة ، يمكنها نقل جينات المقاومة بسرعة إلى العديد من الأنواع. يبدو أن البكتيريا المعوية تتبادل المواد الجينية مع بعضها البعض داخل القناة الهضمية التي تعيش فيها. هناك ثلاث آليات شائعة لنقل الجينات الأفقي:

* التحول ، التغيير الجيني للخلية الناتج عن إدخال المواد الجينية الأجنبية (DNA أو RNA) وامتصاصها والتعبير عنها. هذه العملية شائعة نسبيًا في البكتيريا ، ولكنها أقل شيوعًا في حقيقيات النوى. غالبًا ما يستخدم التحول لإدخال جينات جديدة في البكتيريا للتجارب ، أو للتطبيقات الصناعية أو الطبية. انظر أيضًا البيولوجيا الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية.
* التنبيغ ، وهي العملية التي يتم فيها نقل الحمض النووي البكتيري من بكتيريا إلى أخرى بواسطة فيروس بكتيري (عاثية ، تسمى عادة بالعاثية).
* الاقتران البكتيري ، وهي عملية تنقل فيها خلية بكتيرية حية المادة الوراثية من خلال الاتصال من خلية إلى أخرى.

يشير تحليل تسلسل الحمض النووي إلى أن النقل الأفقي للجينات قد حدث أيضًا داخل حقيقيات النوى ، من البلاستيدات الخضراء وجينوم الميتوكوندريا إلى جينومها النووي. كما هو مذكور في نظرية التكافل الداخلي ، من المحتمل أن تكون البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا نشأت على شكل تعايش داخلي بكتيري لسلف الخلية حقيقية النواة.

تم توثيق النقل الأفقي للجينات من البكتيريا إلى بعض الفطريات ، وخاصة الخميرة Saccharomyces cerevisiae ، بشكل جيد.

هناك أيضًا دليل حديث على أن خنفساء الفاصوليا قد اكتسبت بطريقة ما مادة وراثية من التعايش الداخلي (غير المفيد) من Wolbachia ولكن هذا الادعاء محل نزاع والأدلة ليست قاطعة.

"تشير مقارنات التسلسل إلى النقل الأفقي الأخير للعديد من الجينات بين الأنواع المتنوعة بما في ذلك عبر حدود" نطاقات "النشوء والتطور. وبالتالي لا يمكن تحديد تاريخ تطور السلالات للأنواع بشكل قاطع عن طريق تحديد الأشجار التطورية للجينات المفردة." [10]

يعتبر نقل الجينات الأفقي عاملاً مربكًا محتملاً في استنتاج أشجار النشوء والتطور بناءً على تسلسل جين واحد. على سبيل المثال ، بالنظر إلى نوعين من البكتيريا ذات الصلة البعيدة والتي تبادلت الجين ، فإن شجرة النشوء والتطور بما في ذلك تلك الأنواع ستظهر أنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا لأن هذا الجين هو نفسه ، على الرغم من أن معظم الجينات الأخرى قد تباعدت بشكل كبير. لهذا السبب ، غالبًا ما يكون من المثالي استخدام معلومات أخرى لاستنتاج سلالات قوية ، مثل وجود أو عدم وجود الجينات ، أو ، بشكل أكثر شيوعًا ، لتضمين مجموعة واسعة من الجينات لتحليل النشوء والتطور قدر الإمكان.

على سبيل المثال ، الجين الأكثر شيوعًا الذي يتم استخدامه لبناء علاقات النشوء والتطور في بدائيات النوى هو جين الرنا الريباسي 16 ثانية ، نظرًا لأن تسلسله يميل إلى الحفاظ عليه بين الأعضاء الذين لديهم مسافات نسجية قريبة ، ولكنه متغير بدرجة كافية بحيث يمكن قياس الاختلافات. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، قيل أيضًا أن جينات الرنا الريباسي 16s يمكن أيضًا نقلها أفقيًا. على الرغم من أن هذا قد يكون نادر الحدوث ، يجب إعادة تقييم صلاحية أشجار النشوء والتطور التي شيدتها الرنا الريباسي في 16 ثانية.

يقترح عالم الأحياء غوغارتن أن "الاستعارة الأصلية للشجرة لم تعد تتناسب مع البيانات المأخوذة من أبحاث الجينوم الحديثة" لذلك "يجب على علماء الأحياء استخدام استعارة الفسيفساء لوصف التواريخ المختلفة مجتمعة في الجينوم الفردي واستخدام استعارة الشبكة لتصور الأغنياء التبادل والتأثير التعاوني لـ HGT بين الميكروبات. "[6]

باستخدام جينات مفردة كعلامات للتطور ، من الصعب تتبع السلالات العضوية في وجود نقل الجينات الأفقي. يشير الجمع بين نموذج الاندماج البسيط لتكوين cladogenesis مع أحداث نقل الجينات الأفقية HGT النادرة إلى عدم وجود سلف مشترك واحد يحتوي على جميع الجينات الموروثة عن تلك المشتركة بين مجالات الحياة الثلاثة. كل جزيء معاصر له تاريخه الخاص ويعود إلى سلف جزيء فردي. ومع ذلك ، كان من المحتمل أن تكون هذه الأسلاف الجزيئية موجودة في كائنات مختلفة في أوقات مختلفة. "

اقتلاع شجرة الحياة بقلم دبليو فورد دوليتل (Scientific American ، فبراير 2000 ، ص 72-77) [12] يحتوي على مناقشة حول آخر سلف مشترك عالمي ، والمشكلات التي نشأت فيما يتعلق بهذا المفهوم عندما نفكر في الجين الأفقي. نقل. يغطي المقال مساحة واسعة - فرضية التعايش الداخلي لحقيقيات النوى ، واستخدام الحمض النووي الريبي الريبوسومي الصغير (SSU rRNA) كمقياس للمسافات التطورية (كان هذا هو المجال الذي عمل فيه كارل ووز عند صياغة أول "شجرة حياة" حديثة ، وقد دفعته نتائج أبحاثه مع SSU rRNA إلى اقتراح Archaea كمجال ثالث للحياة) ومواضيع أخرى ذات صلة. في الواقع ، أثناء فحص وجهة النظر الجديدة ذات المجالات الثلاثة للحياة ، نشأ نقل الجينات الأفقي كمسألة معقدة: تم الاستشهاد بـ Archaeoglobus fulgidus في المقالة (ص 76) باعتباره حالة شاذة فيما يتعلق بشجرة النشوء والتطور القائمة على الترميز بالنسبة إلى إنزيم اختزال HMGCoA - الكائن المعني هو كائن عتيق محدد ، مع كل دهون الخلية وآلات النسخ التي يُتوقع أن تكون من أركيان ، ولكن جيناتها HMGCoA هي في الواقع من أصل بكتيري.

مرة أخرى في الصفحة 76 ، يتابع المقال:

"لا يزال وزن الدليل يدعم احتمال أن تكون الميتوكوندريا في حقيقيات النوى مشتقة من خلايا ألفا بروتينية وأن البلاستيدات الخضراء جاءت من البكتيريا الزرقاء المبتلعة ، ولكن لم يعد من الآمن افتراض أن هذه كانت عمليات النقل الجيني الجانبي الوحيدة التي حدثت بعد ظهور أول حقيقيات النوى وفي وقت لاحق فقط ، نعرف حقيقيات النوى متعددة الخلايا بوجود قيود محددة على التبادل الجيني الأفقي ، مثل ظهور خلايا جرثومية منفصلة (ومحمية). "[13]

المقال يتابع مع:

"إذا لم يكن هناك أي نقل جيني جانبي على الإطلاق ، فإن كل هذه الأشجار الجينية الفردية سيكون لها نفس الهيكل (نفس ترتيب التفرع) ، وستكون جميع جينات الأسلاف في جذر كل شجرة موجودة في آخر سلف مشترك عالمي ، خلية واحدة قديمة. لكن النقل الواسع لا يعني ذلك أيضًا: ستختلف أشجار الجينات (على الرغم من أن العديد منها سيكون لها مناطق ذات طوبولوجيا متشابهة) ولن تكون هناك أبدًا خلية واحدة يمكن أن يطلق عليها آخر سلف مشترك عالمي. [13 ]

"كما كتب Woese ،" لا يمكن أن يكون السلف كائنًا حيًا معينًا ، أو سلالة كائن حي واحد. لقد كان مجتمعًا ، وتكتلًا غير مترابط ومتنوعًا من الخلايا البدائية التي تطورت كوحدة واحدة ، وتطورت في النهاية إلى مرحلة حيث انكسر إلى العديد من المجتمعات المتميزة ، والتي أصبحت بدورها الخطوط الأولية الثلاثة للنسب (البكتيريا ، والعتائق وحقيقيات النوى). وبعبارة أخرى ، اختلفت الخلايا المبكرة ، التي تحتوي كل منها على عدد قليل نسبيًا من الجينات ، من نواحٍ عديدة. من مواهبهم مع معاصريهم. في نهاية المطاف ، اندمجت هذه المجموعة من الخلايا الانتقائية والمتغيرة في المجالات الأساسية الثلاثة المعروفة اليوم. أصبحت هذه المجالات قابلة للتمييز لأن الكثير (وإن لم يكن كل شيء) من نقل الجينات الذي يحدث هذه الأيام يحدث داخل المجالات. "[13]

فيما يتعلق بكيفية تأثير نقل الجينات الأفقي على النظرية التطورية (الأصل المشترك ، شجرة النشوء والتطور العالمية) يقول كارل ووز:

"من شبه المؤكد أن ما رفع النسب المشترك إلى الوضع العقائدي هو الاكتشاف المتأخر لعالمية الكيمياء الحيوية ، والذي كان يبدو من المستحيل تفسيره بخلاف ذلك. ولكن كان ذلك قبل النقل الأفقي للجينات (HGT) ، والذي يمكن أن يقدم تفسيرًا بديلاً لعالمية تم التعرف على الكيمياء الحيوية كجزء رئيسي من الديناميكية التطورية. عند التشكيك في عقيدة السلالة المشتركة ، يتساءل المرء بالضرورة عن شجرة النشوء والتطور العالمية. هذه الصورة الشجرية المقنعة تكمن بعمق في تمثيلنا للبيولوجيا. لكن الشجرة ليست أكثر من رسم بياني الجهاز ليس شكلاً بديهيًا تفرضه الطبيعة على العملية التطورية. إنها ليست مسألة ما إذا كانت بياناتك متسقة مع شجرة ، ولكن ما إذا كانت طوبولوجيا الشجرة طريقة مفيدة لتمثيل بياناتك. عادةً ما تكون كذلك ، بالطبع ، ولكن الشجرة العامة ليست شجرة عادية ، وجذرها ليس له جذر عادي. في ظل ظروف HGT المتطرفة ، لا توجد "شجرة" (عضوية). Evoluti on هو شبكي بشكل أساسي. "[14]

[تحرير] الجينات
هذه القائمة غير مكتملة ، يمكنك المساعدة من خلال توسيعها.

هناك أدلة على النقل الأفقي التاريخي للجينات التالية:

* انزيم اللايكوبين للتخليق الحيوي الكاروتين ، بين كلوروبي والبكتيريا الزرقاء.

* الفيروسات القهقرية الذاتية
* جيرملاين
* هيلا
* انتجرون
* بروفيروس
* Retrotransposon
* جذمور (فلسفة)
* كائن معدل جينيا

1. ليك ، جيمس أ. وماريا سي ريفيرال (1999). "نقل الجينات الأفقي بين الجينومات: فرضية التعقيد". PNAS (وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم) 96: 7: ص 3801-3806. استرجع في 2007-03-18.
2. ليك ، جيمس أ. وماريا سي ريفيرال (2004). "حلقة الحياة تقدم دليلاً على أصل اندماج الجينوم في حقيقيات النوى". الطبيعة 431 [1]. استرجع في 2007-03-16.
3. Bapteste et al. (2005). "هل سلالات الجينات المتعامدة تدعم حقاً التفكير الشجري؟". علم الأحياء التطوري BMC 5:33. استرجع في 2007-03-18.
4. ^ أ ب sfsu.edu الدكتور ماي وان هو
5. ريتشاردسون وآرون أو وجيفري دي بالمر (يناير 2007). "نقل الجينات الأفقي في النباتات". مجلة علم النبات التجريبي 58: ص 1-9 [2]. استرجع في 2007-03-18.
6. ^ أ ب غوغارتن ، بيتر (2000). "نقل الجينات الأفقي: نموذج جديد لعلم الأحياء". مركز Esalen للنظرية والبحث مؤتمر. استرجع في 2007-03-18.
7. ^ جيفري إل بلانشارد ومايكل لينش (2000) ، "الجينات العضوية: لماذا ينتهي بهم الأمر في النواة؟" ، الاتجاهات في علم الوراثة ، 16 (7) ، الصفحات 315-320. (يناقش النظريات حول كيفية نقل جينات الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء إلى النواة ، وكذلك الخطوات التي يجب أن يمر بها الجين لإكمال هذه العملية.) [3]
8. ^ القاعة C ، Brachat S ، ديتريش ف. "مساهمة نقل الجينات الأفقي في تطور Saccharomyces cerevisiae." خلية حقيقيات النوى 2005 4 يونيو (6): 1102-15. [4] يجادل المقال بأن النقل الأفقي للحمض النووي البكتيري إلى Saccharomyces cerevisiae قد حدث.
9. ^ Natsuko Kondo و Naruo Nikoh و Nobuyuki Ijichi و Masakazu Shimada و Takema Fukatsu (2002) "تم نقل جزء الجينوم من Wolbachia endosymbiont إلى كروموسوم X للحشرة المضيفة" ، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية ، 99 (22) : 14280-14285 ".
10. ^ okstate.edu
11. ورقة Cladogenesis
12. دوليتل ، فورد و. (فبراير 2000). "اقتلاع شجرة الحياة". مجلة Scientific American: ص 72 - 77.
13. أ ب ج د اقتلاع شجرة الحياة بقلم دبليو فورد دوليتل (Scientific American ، February 2000 ، pp 72-77)
14. علم الأحياء الدقيقة ومراجعات الأحياء الجزيئية ، يونيو 2004 ، ص. 173-186 ، المجلد. 68 ، العدد 2 مقالة بيولوجيا جديدة لقرن جديد لكارل ووز
15. د. براينت ون. Frigaard (نوفمبر 2006). "التمثيل الضوئي بدائية النواة والضوئية المضيئة". اتجاهات ميكروبيول. 14 (11): 488. DOI: 10.1016 / j.tim.2006.09.001.

* http://en.citizendium.org/wiki/Horizontal_gene_transfer
* http://en.citizendium.org/wiki/Horizontal_gene_transfer_in_prokaryotes
* ستيفن إل سالزبيرج ، وأوين وايت ، وجيريمي بيترسون ، وجوناثان أيزن (2001) "الجينات الميكروبية في الجينوم البشري: النقل الجانبي أم فقدان الجينات؟" العلوم 292 ، 1903-1906. [6] (مقالة كاملة مجانية) تشير هذه المقالة إلى أن أحد الادعاءات الدراماتيكية بنقل الجينات الأفقي - حيث ادعت مجموعة متميزة من العلماء أن البكتيريا نقلت حمضها النووي مباشرة إلى سلالة الإنسان - كان ببساطة خاطئًا.
* ووز ، كارل (2002) "حول تطور الخلايا" ، PNAS ، 99 (13) 8742-8747. [7] (مقال كامل مجاني) تسعى هذه المقالة إلى تحويل التركيز في التكيف التطوري المبكر من نقل الجينات العمودي إلى النقل الأفقي.
* Snel B، Bork P، Huynen MA (1999) "نسالة الجينوم على أساس المحتوى الجيني" ، Nature Genetics ، 21 (1) 66-67. [8] تقترح هذه المقالة استخدام وجود أو عدم وجود مجموعة من الجينات لاستنتاج الأنساب ، من أجل تجنب العوامل المربكة مثل نقل الجينات الأفقي.
* Webfocus in Nature مع مقالات مراجعة مجانية [9]
* Prabhu B. Patil and Ramamesh V. Sonti (2004) "التباين الموحي لنقل الجينات الأفقية في Xanthomonas oryzae pv. oryzae ، الممرض لفحة الأوراق في الأرز" BMC Microbiology 4:40.
* المعلوماتية الحيوية المجلد. 22 لا. 21 2006 ، صفحات 2604 & # 82112611 لتقنية لتقليل تأثير أحداث HGT على التحليلات العشوائية القصوى.
* نقل الجينات الأفقي - نموذج جديد لعلم الأحياء
* نقل الجينات الأفقي (صفحة 334 من علم الوراثة الجزيئية بواسطة أولريش ميلشر)
* تقرير عن نقل الجينات الأفقي بواسطة ماي وان هو ، 22 مارس 1999
* تؤكد الأدلة الحديثة مخاطر نقل الجينات الأفقي
* نقل الجينات الأفقي في sciences.sdsu.edu
* نقل الجينات الأفقي بين الجينومات: فرضية التعقيد المجلد. 96 ، العدد 7 ، 3801-3806 ، 30 مارس 1999 من الأكاديمية الوطنية للعلوم
* مقالة PDF عن نقل الجينات الأفقي
* The New Yorker، July 12، 1999، pp. 44-61 "الجدري يعرف كيف يصنع بروتين فأر. كيف تعلم الجدري ذلك؟" إن فيروسات الجدري مختلطة في التقاط الجينات من مضيفيهم ، قال إسبوزيتو. أنت هذا الجدري كان ذات مرة داخل فأر أو بعض القوارض الصغيرة الأخرى. "
* النقل العكسي أو الالتقاط الجيني: سمة من سمات البلازميدات المقترنة ، ذات أهمية بيئية وتطورية
* نتائج البحث في نقل الجينات الأفقي هل يمكن أن تمتص الكائنات الدقيقة الجينات المحورة من النباتات المعدلة وراثيا وتنتشر بهذه الطريقة؟

[إخفاء]
الخامس & # 8226 د & # 8226 هـ
علم الوراثة: إعادة التركيب الجيني

الاقتران البكتيري - التقاطع الكروموسومي - التحويل الجيني - الجين الانصهار - نقل الجينات الأفقي - التبادل الكروماتيد الشقيق - التحويل - التحويل - التحول
تم الاسترجاع من "http://en.wikipedia.org/wiki/Horizontal_gene_transfer"

الفئات: قوائم غير كاملة | علم الوراثة | علم الأحياء الميكروبي
الآراء

* مقالة - سلعة
* مناقشة
* تحرير هذه الصفحة
* تاريخ

* الصفحة الرئيسية
* محتويات
* محتوى متميز
* الاحداث الحالية
* مقال عشوائي

* حول ويكيبيديا
* بوابة المجتمع
* التغييرات الأخيرة
* اتصل ويكيبيديا
* تبرع إلى ويكيبيديا
* يساعد

* ما الروابط هنا
* التغييرات ذات الصلة
* رفع ملف
* صفحات خاصة
* نسخة قابلة للطباعة
* رابط دائم
* استشهد بهذا المقال

* دانسك
* الألمانية
* الاسبانية
* أوسكارا
* البحث
* الهولندية
* 日本語
* بولسكي
* Русский
* صومي
* Українська
* 中文

مدعوم من ميدياويكي
مؤسسة ويكيميديا

* تم تعديل هذه الصفحة آخر مرة في الساعة 00:20 ، بتاريخ 27 أغسطس 2007.
* كل النصوص متاحة بموجب شروط رخصة التوثيق الحرة GNU. (انظر حقوق النشر للحصول على التفاصيل.)
Wikipedia & # 174 هي علامة تجارية مسجلة لمؤسسة Wikimedia Foundation، Inc. ، وهي مؤسسة خيرية غير ربحية مسجلة في الولايات المتحدة 501 (c) (3) معفاة من الضرائب.
* سياسة خاصة
* حول ويكيبيديا
* إخلاء المسؤولية


مقدمة

تتكون البوليكيتيدات من فئة كبيرة من المنتجات الطبيعية التي يتم تصنيعها بواسطة كائنات غير مرتبطة ، مثل البكتيريا والطلائعيات والنباتات والفطريات والحيوانات. غالبًا ما توجد هذه المركبات في الكائنات الحية التي تعيش في روابط متبادلة ، مثل البكتيريا التكافلية للفطريات والحشرات والإسفنج [1] & # x02013 [4] ، أو الفطريات المكونة للحزاز [5].في الواقع ، تتميز الفطريات المسحونة ، التي تحافظ على ارتباطات ملزمة مع شركاء التمثيل الضوئي للبكتيريا الزرقاء أو الطحالب ، بتشكل نباتي متطور واستقلاب غني بالبوليكيتيد [6] ، [7]. اللافت للنظر ، فقط حوالي 10 & # x00025 من المركبات الموجودة في تكافل الحزاز تحدث في الفطريات الأخرى أو في النباتات الوعائية [8]. يمثل التمثيل الغذائي الثانوي الفريد للفطريات المسحونة أمثلة على بعض المشكلات السائدة في أبحاث المنتجات الطبيعية: كيف تطور التنوع الكبير للمركبات؟ ما هي العمليات التي أدت إلى حدوث الإشعاع المتفجر لمستقلبات ثانوية في بعض السلالات؟ لمعالجة هذه القضايا ، استخدمنا أساليب نسج نسبي مقارنة على مجموعة من الجينات المشاركة في التخليق الحيوي للبوليكيتيد الخارجيات في البكتيريا ، وكذلك في الفطريات المحززة وغير المحززة.

تشارك مركبات بوليكيتايدز (PKSs) ، من بين إنزيمات أخرى ، في التخليق الحيوي لعديد الكيتيدات. PKSs هي إنزيمات متعددة الوظائف ، ترتبط بمركبات الأحماض الدهنية (FAS) [9] ، [10]. تعمل وحدات PKS و FAS على تكثيف وحدات الكربون الصغيرة لتشكيل العمود الفقري الكربوني لبولي كيتيد. يتم إنشاء التباين الهيكلي من خلال استخدام وحدات بداية مختلفة وركائز تمديد السلسلة [11] ، وتفاعلات الاختزال المتغيرة على بعض أو كل مجموعات الكيتو [10] ، وبعد تفصيل PKS لمنتج PKS [12]. عادة ما تؤوي البكتيريا والفطريات مجموعة من PKSs تتكون من مركب بروتين واحد يحمل جميع المواقع المحفزة (النوع الأول PKS). غالبًا ما تشارك PKSs في التخليق الحيوي العطري للبوليكيتيد [13]. يمكن استخدام مجالات النوع I PKSs بشكل متكرر. تحمل وحدة الحد الأدنى مجالات الكيتوزينثيز (KS) ، وأسيلترانسفيراز (AT) ، ونطاقات البروتين الناقل لأسيل (ACP) لأداء دورة استطالة سلسلة واحدة. المجالات الإضافية الاختيارية المسؤولة عن خطوات التخفيض المتتالية هي كيتوردوكتاز (KR) ونزعة هيدروكيتاز (DH) واختزال إنوييل (ER). أكثر مناطق الجينات المحفوظة في النوع الأول PKS هي مجالات KS و AT ، والتي تُستخدم كثيرًا لاستنتاج تطور جينات PKS [14] & # x02013 [21]. يمكن أن يكون الموضع التطوري لـ KS تنبئيًا لبعض خصائص PKS ، مثل وظائف الاختزال أو عدم الاختزال [16] ، [22] ، [23].

لعبت الحركة الأفقية للمواد الجينية بين الكائنات الحية ذات الصلة البعيدة ، النقل الأفقي للجينات (HGT) ، دورًا مهمًا في تطور بدائيات النوى [24] وكذلك حقيقيات النوى [25] ، [26]. كما تم إثبات انتقال الجينات بين المقاطعات في الفطريات [27] ، [28]. في حين أن غالبية جينات PKS في الجينومات الفطرية نشأت على الأرجح من تكرار الجينات والوظائف الفرعية اللاحقة للجينات الفردية [16] ، تشير مجموعة متزايدة من الأدلة إلى أن HGT قد أثر أيضًا على تطور هذه العائلة الجينية. تم اقتراح التنظيم المشترك للتعبير ليكون من بين العوامل المسببة لتجمع جينات التخليق الحيوي في الفطريات [29] ، [30]. يسهل هذا التجميع النقل وكان من بين الحجج لـ HGT للجينات التخليقية الحيوية [31]. تتضمن الحجج الإضافية موقع الجينات التخليقية الحيوية في مناطق الجينوم التي يُرجح أن تتحد بشكل خاص ، مثل نهايات التيلومير للكروموسومات [30] ، والقرب الشديد من العناصر الوراثية المتنقلة [32] ، [33]. تم الاستشهاد بتجمع البنسلين ، الذي يحدث في العديد من البكتيريا وبعض الفطريات كمثال على الجين التخليقي الحيوي HGT. تم العثور على دليل مبدئي لهذا الحدث في استخدام الكودون في مجموعة البنسلين الفطرية ، والتي تشبه إلى حد كبير بدائيات النوى [34] ، وفي تقديرات الساعة الجزيئية على سلالة مجموعة البنسلين ، والتي تشير إلى ذلك فيما يتعلق بوقت التباعد بين البكتيريا والفطريات ، تبدو الكتلة أقرب بكثير من المتوقع للجينات البكتيرية [35].

في الدراسة الحالية ، نستنتج التاريخ التطوري لسلسلة من جينات النوع الأول من PKS الفطرية التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بـ PKSs البكتيرية. المنتجات الجينية لـ PKSs في هذا الفرع عبارة عن مركبات عطرية أحادية الحلقة أو متعددة الحلقات ، وهي سلائف للمضادات الحيوية الفطرية ، مثل الباتولين [36] ، والسموم الفطرية الملوثة للأغذية على نطاق واسع ، مثل ochratoxin [37]. نظرًا لأن سينثاس حمض 6 ميثيل الساليسيليك (6-MSAS) كان أول PKS في هذه المجموعة يتم تمييزه [36] ، فقد أطلقنا على هذا clade & # x0201c6-MSAS-type PKS & # x0201d. تشمل المنتجات الجينية لـ PKSs البكتيرية وثيقة الصلة شقوق عطرية من المضادات الحيوية القوية ، مثل avilamycin [38] و calicheamicin [39]. نظرًا لأن PKSs التي تعمل بشكل متكرر نادرة في البكتيريا ، يُشار إلى هذه المجموعة أحيانًا باسم & # x0201cfungal & # x0201d type I PKS في البكتيريا [40]. عادةً ما يتم استدعاء HGT باعتباره التفسير الأكثر احتمالًا لوضع النشوء والتطور للكتلة 6-MSAS [15] ، [16] ، [21]. ومع ذلك ، استندت الدراسات السابقة إلى هذا الاستنتاج على طوبولوجيا الأشجار فقط ، وظل اتجاه النقل بين الكنائس بعيد المنال. كروكن وآخرون. (2003) وجد مجموعة من جينات PKS الفطرية متداخلة داخل التسلسلات البكتيرية وافترضت HGT من البكتيريا إلى الفطريات ، بينما Jenke-Kodama et al. (2005) فسر وضع الجينات البكتيرية ضمن مجموعات من المتواليات الفطرية كدليل على HGT في الاتجاه المعاكس.

سبب إضافي لاهتمامنا بهذا الفرع هو حدوث متواليات من الفطريات المسززة [41]. في حين أنه لم يتم حتى الآن تمييز جينات PKS الموجودة في الأشنات وظيفيًا ، فمن المحتمل أن الجينات من نوع 6-MSAS متورطة في تكوين مركب حزاز. يمكن تصنيع الحزازات و depsidones المميزة للحزاز ، والتي تنتج عن اقتران اثنين أو أكثر من polyketides أحادية الحلق (مثل حمض orsellinic) ، بواسطة 6-MSAS-type PKS (دانييل أرماليو ، اتصال شخصي). يمكن استنتاج هذا من التشابه الهيكلي للجزيئات وبنية الجينات: يختلف 6-MSAS عن حمض الأورسيلينيك في اختزال واحد فقط (الشكل 1). قد يكون نطاقا keto reductase (KR) و dehydratase (DH) المسئولين عن هذا التعديل مفقودًا أو غير فعال في mycobiont PKS ، مما يؤدي بعد ذلك إلى تخليق حمض الأورسيلينيك. علاوة على ذلك ، أظهرت دراسات سابقة في علم الوراثة أن حمض الأورسيلينيك البكتيري PKS (aviM ، <"type": "entrez-protein" ، "attrs": <"text": "AAK83194" ، "term_id": "15077467" ، "term_text ":" AAK83194 ">> AAK83194) وثيق الصلة بـ PKSs الفطرية من النوع 6 MSAS [16].

كان الهدف من هذه الدراسة هو تحديد أصل النشوء والتطور لجين PKS الفطري الغامض 6-MSAS-type PKS في إطار نسبي مقارن. توفر نتائجنا دعمًا إحصائيًا للفرضية القائلة بأن هذا PKS قد تم نقله من مصدر البكتيريا الشعاعية إلى الفطريات غير الفطرية خلال حدث HGT قديم. لقد أبلغنا عن اكتشاف جينات PKS من نوع 6-MSAS في مجموعة متنوعة من الفطريات المكونة للحزاز ، ونتوقع الدور المحتمل لمتعايشات الأشنة في تطور هذا الجين.


المواد والأساليب

أخذ العينات تاكسون

البيانات الجينومية لـ بارتونيلا وغيرها من الكائنات البكتيرية ذات الصلة بهذه الدراسة من المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ ، تم الوصول إليه آخر مرة في 15 أغسطس 2014) أو من موقع الويب الخاص بـ بارتونيلا مشروع التسلسل الجماعي ، معهد برود بجامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (http://www.broadinstitute.org/ ، تم الوصول إليه آخر مرة في 15 أغسطس 2014). بارتونيلا تم تصنيف الأنواع في أربع سلالات (L1 & # x02013L4) زائد تميع و B. australis، وفقًا للتصنيف الحالي (Engel et al. 2011 Pulliainen and Dehio 2012 Guy et al. 2013). لغرض هذه الدراسة ، سوف نشير إلى جميع البارتونيلا ما عدا تميع مثل eubartonellae. هذا يقوم على الاعتراف بأن تميع تم وصفه على أنه متميز بشكل واضح عن جميع سلالات بارتونيلا المعروفة حاليًا (Kosoy et al. 2008 Guy et al. 2013). ما مجموعه 28 بارتونيلا تم فحص الأنواع في هذه الدراسة (الجدول 1).

بلاست تحليل توزيع ضرب بارتونيلا الجينوم & # x02014 شاشة الاكتشاف الأولي

تم دعم تحليل الاكتشاف الأولي لأحداث HGT المفترضة في المسارات الأيضية من خلال خط أنابيب آلي (متوفر في Dittmar Lab: https://github.com/DittmarLab/HGTector ، تم الوصول إليه آخر مرة في 15 أغسطس 2014). يعتمد خط الأنابيب هذا على طريقة حسابية للكشف السريع والشامل والجينوم عن HGT ، والذي يتميز بالتحليل المنهجي لأنماط توزيع ضربات BLAST جنبًا إلى جنب مع فئات تطورية هرمية محددة مسبقًا (Zhu et al. 2014). دفعة BLASTP من بارتونيلا تم إجراء جينات ترميز البروتين مقابل قاعدة بيانات NCBI nr بأكملها (ه قيمة القطع = 1 & # x000d7 10 & # x02212 5 ، تظل المعلمات الأخرى افتراضية). الجينات التي لديها أقل من عتبة ذات صلة إحصائيًا للعدد المتوقع من الزيارات بناءً على الأقارب المعروفين لـ بارتونيلا، ولكن في الوقت نفسه تظهر العديد من النتائج الأعلى من الكائنات البعيدة تصنيفيًا (مجموعات غير Rhizobiales) ، تم اعتبارها مرشحة للجينات المشتقة من HGT وخضعت لمزيد من التحليلات التطورية (انظر أدناه) (انظر Zhu et al. 2014 للحصول على تفاصيل حول خط الأنابيب ). تم إيلاء اهتمام خاص للجينات المشاركة في التمثيل الغذائي الوسيط المركزي الأساسي وتشكيل جدار الخلية ، والتي تم تحديدها في الدراسات السابقة على التمثيل الغذائي البكتيري (Zientz وآخرون ، 2004).

تحليلات علم الوراثة والتحقق من صحة الجينات المنقولة أفقيا

تم استخدام تحليلات علم الوراثة للتحقق من صحة التواريخ الأفقية والرأسية المفترضة للجينات المحددة في شاشة الاكتشاف الأولية. تعشيش أنماط النشوء والتطور أ بارتونيلا الجين داخل صنف جيني متماثل لمجموعة مانح مرشحة ، أو كمجموعة شقيقة مدعومة بقوة لمجموعة مانح مرشح ، تم اعتباره دليلاً هامًا يدعم النقل الأفقي من هذا المتبرع المعين إلى بارتونيلا (Koonin et al. 2001 Nelson-Sathi et al. 2012 Husnik et al. 2013 Schonknecht et al. 2013). تم استخراج متواليات النوكليوتيدات للجينات الأيضية ذات الأهمية (أي مسار الفسفوليبيد) من بارتونيلا الجينومات وكذلك جينومات الكائنات الحية المختارة التي تمثل المجموعة المانحة المفترضة ومجموعاتها الشقيقة. تمت محاذاة التسلسلات في الإصدار 7 من MAFFT (Katoh و Standley 2013) ، باستخدام خوارزمية L-INS-i. تم استدعاء برنامج MAFFT من لوحة & # x0201cTranslational Align & # x0201d لـ Geneious 6.1 (Biomatters 2013). تم قطع حواف المحاذاة يدويًا ، إذا لزم الأمر. أعيد بناء سلالات عائلات الجين المفرد بناءً على محاذاة تسلسل النوكليوتيدات والأحماض الأمينية (للتحقق من التطابق) في إطار عمل إحصائي لسلسلة بايزيان ماركوف مونت كارلو (MCMC) باستخدام MrBayes 3.2 (Ronquist et al. 2012) ، بالإضافة إلى طريقة الاحتمال القصوى (ML) المطبقة في RAxML 7.7 (Stamatakis 2006). يبلغ طول سلسلة تشغيل Bayesian MCMC 20 مليون جيل ، مع تعيين تردد العينة على 1000. تم حساب نماذج الاستبدال المثلى للنيوكليوتيدات لجميع مواضع الكودون الثلاثة في PartitionFinder 1.1 (Lanfear et al. 2012). تم إجراء ثلاث عمليات تشغيل مستقلة لكل مجموعة بيانات لضمان الاتساق بين عمليات التشغيل. تم تحليل ملفات التتبع في Tracer 1.5 (Drummond and Rambaut 2007) للتحقق من التقارب من أجل تحديد قيمة احتراق مناسبة لكل تحليل. تم بناء شجرة إجماع من مساحة الشجرة المحتجزة ، ويتم الإبلاغ عن الاحتمالات الخلفية لكل كليد. تم تشغيل ML باستخدام نموذج GTR + G (لجميع مواضع الكودون) وتم إجراء تحليل التمهيد لقياس دعم clade.

مسح البيئات الجينومية

من أجل تحديد تواتر ومكونات وحدود المواد الجينية المنقولة أفقيًا المفترضة ، تم فحص البيئات الجينية يدويًا في Geneious 6.1 (Biomatters 2013). افتراضاتنا هي أن عمليات النقل المتعددة المستقلة للجين من المحتمل أن تؤدي إلى تأثر بيئات جينية مختلفة. وبالمثل ، إذا كانت مختلفة بارتونيلا تشترك الأنواع في نفس البيئة الجينية المجاورة للمادة الوراثية المنقولة أفقيًا ، وتتبع الجينات المنقولة النمط التطوري الرأسي الذي تم اكتشافه سابقًا لـ bartonellae ، ويُفترض أنه يمكن استنتاج حدث HGT سلفي واحد لجميع الأنواع في هذا النسب. تم تحديد الجينات المشتقة من HGT وعناصرها الجينومية المجاورة في جينومات المتلقي والمانح ومقارنتها عبر الأنواع وداخل الأنساب. تم تعيين نتائج هذا التحليل على بارتونيلا شجرة الأنواع (انظر أدناه).

تحليلات التطور الجزيئي

تم إجراء تحليلات الانتقاء لقياس الضغوط الانتقائية العاملة على جميع الجينات في مسار الفسفوليبيد. تم تقييم الاختيار باستخدام طريقة ML في برنامج Codeml لتحليل النشوء والتطور من خلال الحزمة القصوى للاحتمالية (PAML) 4.7 (يانغ 2007). كخطوة أولى ، تم إجراء تحليل تحت نموذج النسبة الواحدة (M0) لتقدير القيمة العالمية & # x003c9 (dنس نسبة) عبر شجرة النشوء والتطور. تم تقييم الضغوط الانتقائية العالمية باستخدام نماذج الموقع (M1a و M2a و M8 و M8a). المعدلات التطورية لفروع معينة من الفائدة (& # x003c91) مقابل نسبة الخلفية (& # x003c90) باستخدام نموذج الفرع (النموذج = 2). تم حساب الضغوط الانتقائية التي تعمل على مجموعات فرعية من مواقع هذه الفروع باستخدام نماذج موقع الفرع (نموذج A و A1). تم تقييم أهمية التغيير في قيمة & # x003c9 ودليل الاختيار الإيجابي باستخدام اختبار نسبة الاحتمالية. تم تحديد المواقع الإيجابية باستخدام تحليل Bayes Empirical Bayes (BEB) (Yang et al. 2005).

البنية الثلاثية لبروتين GpsA (NAD (P) H-Based glycerol-3-phosphate dehydrogenase) في كوكسيلا بورنيتي (Gammaproteobacteria: Legionellales) تم استخدامه لنمذجة موضع المواقع المحددة مع التحديد الإيجابي في النقل الأفقي GPS الجينات (Seshadri et al. 2003 Minasov et al. 2009).

احتمالية أن تكون مكتسبة أفقيا GPS خضعت الجينات لتطور متقارب في بارتونيلا ، تم استكشاف نسبة إلى أسلافهم. الدول الأجداد المحتملة لل GPS تم إعادة بناء الجينات قبل HGT وفقًا للنموذج A في Codeml of PAML (انظر أعلاه). ثم تمت مقارنة التسلسل بالتسلسل الإجماعي الموجود بارتونيلا محيط. نهج إحصائي تم تقديمه مؤخرًا بواسطة Parker et al. (2013) للتعرف على تواقيع التطور المتقارب لـ GPS الإصدارات بعد الاستحواذ الأفقي. باختصار ، تعتمد هذه الطريقة على أهمية الاختلافات في دعم سجل احتمالية الموقع بين شجرة الأنواع المقبولة عمومًا وتعطى طبولوجيا متقاربة بديلة تحت نفس نموذج الاستبدال.

تحليل النشوء والتطور بارتونيلا صنف

من أجل رسم خريطة شحيحة لأحداث HGT للتاريخ التطوري لبارتونيلا ، علاقات النشوء والتطور بين بارتونيلا تم الاستدلال على الأنواع باستخدام المقاربات القياسية للتطور والتطور على النحو التالي:

تحليل النشوء والتطور: بروتينات 23 مشروحة بارتونيلا تم تنزيل الجينومات ، والتي تم من خلالها تحديد المجموعات المتعامدة (OGs) باستخدام OrthoMCL 2.0 (Li et al. 2003) مع المعلمات الافتراضية (BLASTP ه قيمة القطع = 1 & # x000d7 10 & # x02212 5 ، النسبة المئوية للقطع المطابق = 80٪ ، معلمة التضخم MCL = 1.5). تم عزل OGs التي تحتوي على عضو واحد بالضبط في كل جينوم ، مما أدى إلى 516 OGs. تمت محاذاة أعضاء كل من OGs هذه في MAFFT (Katoh and Standley 2013) وصقلها في Gblocks 0.91b (Castresana 2000) لإزالة المناطق الإشكالية. تم حساب نموذج الاستبدال الأمثل للأحماض الأمينية لكل OG في ProtTest 3.3 (Darriba et al. 2011) باستخدام معيار المعلومات Bayesian. تم تجميع محاذاة 516 في مجموعة بيانات واحدة ، بناءً على ذلك تم إعادة بناء شجرة النشوء والتطور باستخدام طريقة ML كما هو مطبق في RAxML (Stamatakis 2006) مع 100 نسخة مكررة من تمهيد التشغيل السريع. بارتونيلا طعمية تم استخدامه كمجموعة خارجية ، مع معاملة جميع البارتونيلا الأخرى على أنها مجموعة.

تحليل النشوء والتطور القياسي: خمسة أنواع إضافية لا يمكن تضمينها في النهج أعلاه ، لأن البروتينات الخاصة بهم غير متوفرة من GenBank. لاستكشاف وتأكيد المواقف التطورية لهذه بارتونيلا الأنواع ، تم إجراء تحليل منفصل باتباع الأساليب المحددة سابقًا (انظر أعلاه) باستخدام ستة علامات جينية شائعة الاستخدام (Inoue et al. 2010 Sato et al. 2012 Mullins et al. 2013) من 28 بارتونيلا الجينومات (تميع المدرجة في مجموعة) وسبعة جينومات خارجية ، والتي تمثل أجناس شقيقة قريبة من بارتونيلا (الجدول التكميلي S1 ، المواد التكميلية عبر الإنترنت) (Gupta and Mok 2007 Guy et al. 2013).

التنميط الجيني التجريبي

من أجل مزيد من استكشاف توزيع بارتونيلا clades مع الجينات الأيضية المشتقة من HGT في الحشرات التي تتغذى بالدم ، قمنا بفحص عينات عالمية من 21 نوعًا من Siphonaptera و Hippoboscoidea من أجل GPS تسلسل (الجدول 2). كل هذه العينات كانت إيجابية ل Bartonella gltA اكتشاف الجين و 16S rRNA بواسطة تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) في التحليلات السابقة (Morse et al. 2012 ، 2013). تم استخراج الحمض النووي الجيني من كل عينة فردية ، باستخدام مجموعة الأنسجة DNeasy Blood & # x00026 Tissue Kit (Qiagen Sciences Inc. ، Germantown ، MD) ، باتباع بروتوكول الأنسجة الحيوانية. تم تقييم جودة وتركيزات الحمض النووي باستخدام مطياف NanoDrop (Thermo Fisher Scientific ، Wilmington ، DE). جرثومي GPS تم تقييم التنوع من خلال تضخيم GPS الجينات من كل عينة باستخدام بادئات وظروف تفاعل محددة: هيليكوباكتر-مشتق GPS (هو) (انظر النتائج) إلى الأمام: 5 & # x02032-ATG AAA ATA ACA RTT TTT GGW GGY GG-3 & # x02032 ، عكس: 5 & # x02032-TTA ATA CCT TCW GCY ACT TCG CC-3 & # x02032 Enterobacteriales المشتقة GPS (Ar / Se) للأمام: 5 & # x02032-GGT TCT TAT GGY ACY GCW TTA GC-3 & # x02032 ، عكس: 5 & # x02032-TAR ATT TGY TCG GYA ATT GGC ATT TC-3 & # x02032. تم إجراء استنساخ TA اللاحق (إن أمكن) لعزل الأمبليكون. بناءً على الدراسات السابقة للتنوع الميكروبي لذباب الخفافيش ، نتوقع أن تؤوي مجموعة فرعية من الأنواع أرسينوفونوس ومثل الكائنات الحية (ALOs) مثل المتعايشين الداخليين (Morse et al. 2013 Duron et al. 2014). في هذه الأنواع ، استهدفنا على وجه التحديد أرسينوفونس-نوع GPS لأغراض المقارنة. اتبع تحليل التسلسل وتحليل النشوء والتطور البروتوكولات القياسية الموضحة أعلاه.


نقل الجينات الأفقي وتطور جينومات Microvirid Coliphage

تين. 1. المنطقة بين الجينات H-A لتجمع العاثيات مع α3 و φK ترميز خمسة إطارات قراءة مفتوحة محفوظة. تم استبعاد الجين A * من خريطة الجينوم لأنه ، كما هو الحال بالنسبة لـ α3 ، هناك العديد من مواقع البدء المحتملة لهذا الجين.يتم توفير تسلسل الإجماع لمواقع ربط الريبوسوم والمحفز واستنادًا إلى العزلات الجديدة فقط. تعتمد مواضع الجينات على تسلسل WA13. تين. 2. الحد الأقصى لنسالة احتمالية لاحقة بناءً على محاذاة جينوم كاملة. يتم إعطاء الاحتمالات اللاحقة فوق الفروع ذات الصلة. تظهر ثلاث مجموعات متميزة على الأقل ومدعومة جيدًا ، كل منها يشتمل على واحدة على الأقل من السلالات المختبرية المتسلسلة سابقًا. الشجرة متوسطة الجذور من أجل الوضوح البصري. تين. 3. تُظهِر سلالات الجينات أنماطًا تطورية معقدة في تطور الجينوم. النماذج المستخدمة للتحليلات هي كما يلي: A ، TIM + I + GC ، K80 + GD ، TrN + I + GF ، TrN + I + GG ، HKY + GH ، GTR + GJ ، TrNef + I ، على النحو المحدد بواسطة DT- مودسل. لاحظ أن الجينات A و C على مستويات مختلفة عن بقية الأنساب. تين. 4. يضع الجين D أقصى احتمالية لتطور السلالات أسلاف المجموعة الشبيهة بـ α3 والمجموعة الشبيهة بـ G4 ضمن مجموعة شبيهة بـ φX174. يشير هذا والمعدل الأبطأ لتطور الجين D إلى أن التجسد الحالي للجين D لهذه المجموعات الأخرى نشأ في مجموعة تشبه φX174 ثم انتشر لاحقًا إلى المجموعات الأخرى.

الملخص

تتطور البكتيريا بسرعة ليس فقط عن طريق الطفرات والتكاثر السريع ، ولكن أيضًا عن طريق نقل الحمض النووي ، مما قد يؤدي إلى سلالات ذات طفرات مفيدة من أكثر من والد واحد. يتضمن التحول إطلاق الحمض النووي العاري متبوعًا بامتصاص وإعادة التركيب. عادةً ما تقصر عمليات إعادة التركيب المتماثل وإصلاح الحمض النووي هذا على الحمض النووي من البكتيريا المماثلة. ومع ذلك ، إذا تحرك الجين إلى بلازميد واسع النطاق ، فقد يكون قادرًا على الانتشار دون الحاجة إلى إعادة التركيب. هناك حواجز أمام هاتين العمليتين ولكنها تقلل من اكتساب الجينات بدلاً من منعها.


آليات النقل الأفقي

نقل الجينات الأفقي وطبيعة الوراثة

كان الوصف الأول لنقل الجينات الأفقي تقدمًا كبيرًا في علم الأحياء الجزيئي ، ويمكن اعتباره حتى التجربة التأسيسية له. من خلال إثبات أن بكتيريا المكورات الرئوية غير الخبيثة يمكن أن تصبح مسببة للأمراض ببساطة عن طريق ملامستها للبكتيريا الخبيثة ، حتى البكتيريا التي تدمرها الحرارة ، أظهر جريفيث (1928) أن هناك مبدأًا قابلًا للحرارة قادرًا على تعديل الوراثة. سيتم تحديد هذا المبدأ بعد سنوات على أنه DNA (Avery et al. 1944). ومع ذلك ، فإن هذا الاكتشاف لا يمكن أن يحدث إلا بسبب القدرة الرائعة للمكورات الرئوية على اكتساب الحمض النووي أفقيًا. نحن نعلم الآن أنه في هذه التجربة ، يتم نقل الجين المسؤول عن تخليق كبسولة السكاريد للبكتيريا ، ويتم دمجه بدلاً من نظيره الناقص في السلالات غير الفتاكة.

يتم عزل السيتوبلازم للبكتيريا ، حيث يوجد الجينوم ، بشكل فعال عن الوسط الخارجي بواسطة غشاء واحد أو أكثر ، اعتمادًا على مجموعات البكتيريا. لا يمكن للحمض النووي أن يجتاز هذه العقبات بشكل سلبي. هناك آليات محددة تسهل وصول الحمض النووي الأجنبي إلى الجينوم. ثلاثة من هؤلاء موثقة جيدا.

التحول هو آلية نشطة يتم بواسطتها وجود الحمض النووي الحر في الوسط ، وعادة ما يتم اشتقاقه من الكائنات الحية الميتة ويتم امتصاصه في السيتوبلازم. قد يكون هذا بشكل أساسي للأغراض الغذائية ، لكن بعض البكتيريا انتقائية جدًا لنوع الحمض النووي الذي تسمح له بالدخول إلى الخلية ، مما يشير إلى أنه يعمل أيضًا على تفضيل إعادة التركيب مع الأقارب (Redfield et al.1997 Szöllősi et al.2006 Mell and ريدفيلد 2014).

الاقتران هو آلية انتقال أحادية الاتجاه للحمض النووي من خلية إلى أخرى عبر "قضيب جنسي" يتم من خلاله نقل الحمض النووي. تم مقارنة هذه الآلية بشكل زائف مع الجنس حقيقيات النوى. توصف البكتيريا المانحة على أنها ذكر ، بينما تسمى البكتيريا المتلقية أنثى. في الواقع ، يتم نقل الجينات المسؤولة عن الاقتران بواسطة البلازميدات أو العاثيات المعروفة باسم "الاقتران" ، والتي تستخدم الاقتران لضمان انتقالها (وبالتالي تحويل الأنثى إلى ذكر). ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، تحمل هذه العناصر المقترنة معها عن طريق الخطأ الحمض النووي للمضيف ، وفي هذه الحالة يمكن أن تعزز نقل الجينات بخلاف جيناتها.

التنبيغ هو نوع من النقل يحدث عبر العاثية التي تنقل الحمض النووي من خلية إلى أخرى. في نهاية دورة النسخ المتماثل ، تخضع الخلية المضيفة للتحلل ، ويتم أحيانًا تعبئة الحمض النووي المجزأ للجينوم المضيف داخل الجسيمات المعدية. يمكن بعد ذلك حقن هذا الحمض النووي في شخص آخر ، بدلاً من الحمض النووي للفيروس. لقد اختطفت بعض أنواع البكتيريا هذه الآلية لصالحها وجندت جينات البكتيريا لتسهيل التبادل الجيني. تسمى قفيصة الملتهمة المعيبة هذه ، الموجودة على وجه الخصوص ، في العديد من البكتيريا البروتينية ألفا ، "عوامل نقل الجينات" (GTAs) (لانج وبيتي 2007).

بمجرد دخول الحمض النووي إلى السيتوبلازم ، يكون للحمض النووي العديد من المصائر المحتملة. يمكن تدميره بواسطة أنظمة تحلل الحمض النووي الموجودة في السيتوبلازم للمضيف (إنزيمات التقييد ، والحمض النووي ، وما إلى ذلك) أو تستمر ككيانات تكرار ذاتي ، مثل البلازميدات. أخيرًا ، يمكن دمج كل أو جزء من الحمض النووي في كروموسوم المضيف. يعتمد هذا التكامل على عدة عوامل مثل درجة التشابه مع الحمض النووي الجيني للمضيف ، في حالة إعادة التركيب المتماثل ، أو الارتباط المادي مع متواليات أخرى قادرة على التكامل مثل العناصر القابلة للنقل أو جينات العاثية. عندما يحدث إعادة التركيب المتماثل ، فإن تسلسل الحمض النووي الغريب يحل محل التسلسلات المتماثلة الموجودة في جينوم المضيف - وهذا ما يحدث في مثال المكورات الرئوية. على العكس من ذلك ، عندما يتم دمج الحمض النووي في الجينوم بوسائل أخرى ، غالبًا ما يتم إدخاله ببساطة كجين جديد تمامًا.

العواقب التطورية للنقل الأفقي

لم يتحقق الدور التطوري الحقيقي والتأثير الذي أحدثه نقل الجينات الأفقي على تطور الحياة إلا مؤخرًا مع ظهور تسلسل الجينوم. الآليات المذكورة أعلاه لها خصوصية منخفضة نسبيًا ، وبالتالي تسمح بنقل المعلومات الجينية حتى بين الأنواع البعيدة ، مع عواقب عميقة مماثلة على أنماط التكيف ومفهوم الأنواع البكتيرية (Ochman et al.2005).

بالمقارنة مع النسب مع التعديل ، فإن نقل الجينات الأفقي يوفر إمكانية تكيف جذري للغاية. ومع ذلك ، بعيدًا عن التشكيك في مبدأ التطور الدارويني ، كما تم اقتراحه ، يؤكد نمط التطور هذا على أهمية مراعاة مستويات الانتقاء المختلفة (على سبيل المثال ، الجينات مقابل الجينومات) لفهم تطور الجينوم. تأتي العديد من الجينات الموجودة في الجينوم البكتيري من نواتج الحمل وبالتالي تطورت تحت قيود مختلفة عن بقية الجينوم. ومع ذلك ، فقد اختارت الجينومات البكتيرية بشكل متكرر الوظائف من طفيلياتها الجينومية (Canchaya et al. 2004 Bobay et al. 2014). أيضًا ، تم اقتراح أن التنظيم في عوامل الجينوم البكتيري (أي في مجموعات من الجينات ذات الصلة وظيفيًا والنسخ المتماثل) يمكن أن يكون نتيجة للحاجة إلى التنظيم وكذلك ضغط الاختيار للجينات التي تتفاعل لأداء وظيفة البقاء معًا أثناء النقل الأفقي. يُعرف هذا النموذج باسم "الأوبرا الأناني" (Lawrence and Roth 1996 Price et al. 2006). يُنظر أيضًا إلى نقل الجينات الأفقي على أنه عائق أمام تحديد الأنواع في بدائيات النوى (وكما سنرى لاحقًا ، أيضًا لمفهوم سلالة بدائية النواة). يتم تعريف الأنواع البيولوجية في الحيوانات وفقًا لمعيار التفاعل ، أو على مستوى جزيئي أكثر ، بحدود إعادة التركيب ، وهو مفهوم يصعب تطبيقه على البكتيريا.


النتائج والمناقشة

تحليل الأنساب المانحة في أحداث HGT

للتحقيق في الكائنات المانحة لـ HGTs لـ 64 سلالة من الكلاميديا ​​، استنتجنا أحداث النقل من خلال التوفيق بين كل شجرة جينية من 1030 مجموعة جينات متجانسة إلى 2472 من سلالات الأنواع بدائية النواة المتسلسلة تمامًا. بعد إجراء التحديد والتقييم الأولي ، اكتشفنا 1،030 حدثًا موثوقًا به للغاية من أحداث HGT بين الأنواع المختلفة بما في ذلك الكلاميديا لكل عائلة جينية. يبدو أن HGT قد حدث بشكل إيجابي بين الأنواع في الكلاميديا phylum ، ولكن كان هناك أيضًا عدد من الجينات المشتقة من كائنات حية خارج الشعبة. تنتمي هذه الكائنات الحية إلى 59 جنسًا مختلفًا ، تغطي 12 شعبةًا بكتيرية وأثرية تشمل مجموعة واسعة من أنماط الحياة (الشكل 1). تعرضت العديد من أحداث HGT بين الكلاميديا و بروتيوباكتيريا, اللولبيات، بينما الكلاميديا بالكاد تلقى الجينات من الكائنات الحية في أكتينوباكتيريا الشعبة. كما لوحظت اتجاهات مختلفة خاصة بالأنواع الخاصة بـ HGT في كل نوع من أنواع الكلاميديا. على سبيل المثال ، عدة أنواع في شعبة الحزم مثل عصيات الجمرة الخبيثة CDC 684 ، المكورات المعوية البرازية Aus 0085 و المكورات العنقودية الذهبية subsp. المذهبة نقل TCH60 الجينات فقط إلى ج. psittaci، وغياب HGT إلى ج. مريداروم من العديد من الكائنات المانحة في الجراثيم لوحظ (الشكل 1).

(أ) يوضح هذا الشكل النمط العالمي لـ HGT في 8 الكلاميديا الأنواع التي تم تحليلها. تم إنشاء شجرة النشوء والتطور المكونة من 2472 نوعًا بدائية النواة باستخدام FastTree (الإصدار 2.9) بناءً على محاذاة التسلسل المتعدد لـ 16S rRNA. تم تصور شجرة باستخدام Interactive Tree of Life الإصدار 3.4.3 (http://itol.embl.de/) [28]. يمثل كل شريط ملون من الدائرة الخارجية شعبة مختلفة من البكتيريا والعتائق. يتم تمييز أسماء المانحين الفعلية بعلامة النجمة. من الداخل إلى الخارج ، تمثل المخططات الشريطية الدائرية ج. مجهض, ج. كافيا, ج. فيليس, ج. مريداروم, ج. البيكوروم, ج. الرئوية, ج. psittaci، و ج. التراخوماتيس، على التوالى. يُظهر كل مخطط شريطي عمليات نقل الجينات من الكائن الحي المقابل في الشجرة ، وتمثل الأشرطة الرأسية عدد أحداث HGT بين المتبرعين والكائنات المتلقية المقابلة. (ب) خريطة الحرارة توضح عدد HGTs بين الكلاميديا والأنواع المانحة غير المتدثرة. تمثل الصفوف جميع الأنواع المانحة المحددة (SV 0.9) وتمثل الأعمدة المستلم الكلاميديا محيط. يتم عرض أحداث HGT فقط التي تحتوي على SV ≥ 0.9 هنا.

على الرغم من أن العديد من الكائنات الحية المانحة مثل النيسرية السحائية و لولبية القدم من المعروف أنها مسببة للأمراض للفقاريات أو المضيف المرتبط بها ، وهناك أنواع أخرى من المتبرعين والتي تعتبر عادةً بكتيريا حرة المعيشة بما في ذلك Isophaera pallida ATCC 43644 ، ميثيل أسيدفيلوم جهنم V4 و سالينيسبيرا باسيفيكا L21-RPU1-D2. أولاً ، بالنسبة للأنواع المانحة التي تشغل منافذ متشابهة جدًا مثل الكلاميديا، تم تحديد العديد من الكائنات الحية التي تعيش وتسبب التهابات في الجهاز التنفسي أو الأعضاء التناسلية في الإنسان أو الحيوانات الأخرى ، حيث تم تحديد معظم الكلاميديا الأنواع مرتبطة. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر نتائجنا حدوث العديد من HGTs مع الكائنات الحية المتعايشة المعزولة من الجهاز الهضمي (GI) للثدييات. على سبيل المثال ، تم نقل جين بيروفوسفوكيناز الريبوز-فوسفات من Ureaplasma parvum التي تسكن مناطق الأعضاء التناسلية (SV: 1.0) ، و المكورات المعوية البرازية نقل الجين ترميز بروتين عائلة الناقل ABC إلى ج. psittaci (إس في: 1.0). في دراسة سابقة ، تم اكتشاف ذلك ليس فقط الكلاميديا يمكن أن تصيب بكفاءة الجهاز الهضمي لجميع العوائل ، بما في ذلك البشر ، ولكن يمكن أن يعمل الجهاز الهضمي أيضًا كمواقع مستودعات للعدوى المستمرة بالكلاميديا ​​[29 ، 30]. تم الإبلاغ عن أن الجهاز الهضمي يعتبر أيضًا بقعة ساخنة لـ HGT بين البكتيريا [31].

بالإضافة إلى البكتيريا المقيمة في مواقع جسم الإنسان أو الحيوان ، لاحظنا نسبة كبيرة من الأنواع المانحة البيئية التي تعيش في الموائل المائية أو الأرضية (الشكل 1). على سبيل المثال ، تم نقل جين Lysyl-tRNA synthetase من البكتيريا المائية ، كالديليني أيروفيلي (SV: 0.97) ، وتم نقل إنزيم تعديل الحمض النووي الريبي (tRNA) الذي يشبه MiaB لترميز الجينات من Thermanaerovibrio acidaminovorans DSM 6589 البيئات الأرضية المقيمة (SV: 1.0). الآليات التي يتم من خلالها نقل الجينات الكلاميديا الحدوث لا يزال غير واضح. تم اكتشاف عدد من العاثيات اللازمة للتنقل ولوحظ نقل الحمض النووي بعد العدوى المشتركة للمضيف لسلالات متعددة في العديد من الدراسات [9-11]. الكلاميدياتعتبر شعبة البريد الإلكتروني بمثابة مجموعة من الطفيليات الناجحة التي لها نطاق عائل واسع للغاية وموزعة في كل مكان بطبيعتها. كانت هناك أربع عائلات فقط (Parachlamydiaceae, Simkaniaceae, Waddliaceae, و Criblamydiaceae) تم اكتشافه داخل الشعبة التي يمكن أن تنمو في عوائل طبيعية مثل الأميبات [2]. ومع ذلك ، فقد تم الإبلاغ في العديد من الدراسات أن عددًا كبيرًا من تسلسل الرنا الريباسي للكائنات الشبيهة بالكلاميديا ​​تم اكتشافه في عينات بيئية مختلفة مثل عينات التربة والمياه والينابيع الساخنة والحمأة المنشطة [4 ، 32 ، 33]. نتائجنا تشير إلى ذلك الكلاميديا قد يكون لها نطاق مضيف أكثر تنوعًا مما كنا نظن ، ومن المحتمل أن نتبادل الجينات في مضيف طبيعي غير معروف حتى الآن. كما يقترح الفرضية القائلة بإمكانية وجود آلية جديدة لنقل الجينات الكلاميديا لتبادل الجينات مع الكائنات الحية الحرة.

الاختلاف في تأثير HGT بين الأنواع

حدد تحليل 64 جينوم الكلاميديا ​​باستخدام قاعدة بيانات HGTree أن 701 عائلة جينية خضعت لواحد أو أكثر من HGT ، مع 97 عائلة جينية تم نقلها من خارج الكلاميديا. أدى الفحص الإضافي للجينات المكتسبة 701 HGT باستخدام RAxML و RANGER-DTL 2.0 إلى 548 جينًا مفترضًا بما في ذلك 42 جينًا غير الكلاميديا ​​مع موثوقية عالية. كانت النسبة المئوية للجينات المستلمة متغيرة بشكل ملحوظ عبر الأنواع ، حيث كانت أكبر بثلاثة أضعاف في ج. فيليس النسب (30.1٪ من مجموع الجينات) ، ج. مجهض النسب (27.4٪ من مجموع الجينات) ، و ج. كافيا النسب (27.1٪ من مجموع الجينات) من في ج. التراخوماتيس (8.15

9.66٪) (الشكل 2). يُستمد القدر الكبير من التباين في عدد الجينات المنقولة بين الأنواع بشكل أساسي من أحداث النقل داخل اللُجَم ، ومن ناحية أخرى ، تظهر نسبة الجينات المنقولة بين الشعبة منخفضة باستمرار عبر جميع السلالات. نظرنا أيضًا في توزيع جميع عائلات الجينات المكتشفة عبر الفئات الوظيفية لـ COG [26]. وجدنا أن الجينات من جميع الفئات الوظيفية (الأيض ، وتخزين المعلومات ومعالجتها ، والعمليات الخلوية والإشارات) تخضع للنقل (الشكل 3). في المقابل ، في عمليات النقل بين اللغات ، يتم تعيين الجينات المتعلقة بعملية التمثيل الغذائي وتخزين المعلومات ومعالجتها بدرجة عالية نسبيًا (31٪ و 49٪ على التوالي) ، بينما يتم تعيين 16٪ فقط من العمليات الخلوية وجينات الإشارة (الشكل 3). تشير هذه النتائج إلى أنه قد توجد حواجز وراثية لـ HGT inter-phylum في جينومات المتدثرة. من المعروف أن نقل الجينات بين الكائنات الحية ذات الصلة البعيدة يحدث بشكل أقل تواترًا مما يحدث بين الكائنات الحية ذات الصلة الوثيقة نظرًا لأن الآليات الوراثية وتنظيم الجينوم المختلف يمكن أن يعمل كقيود على HGT inter-phylum HGT [34 ، 35].

توضح Boxplots توزيع نسبة الجينات المنقولة للكائنات الحية في كل منها الكلاميديا محيط. توضح كل قطعة توزيع نسب الجينات المنقولة من الكائنات الحية خارج الكلاميديا الشعبة (أعلى) ونسب الجينات المنقولة من الكلاميديا (قاع). يشير المحور x إلى 8 الكلاميديا الأنواع المستخدمة في هذه الدراسة ، ويشير المحور ص إلى نسبة عدد الجينات المنقولة في عدد الجينات الكلية في كل سلالة. يُستمد القدر الكبير من التباين في عدد الجينات المنقولة بين الأنواع بشكل أساسي من أحداث النقل داخل اللُجَم ، ومن ناحية أخرى ، تظهر نسبة الجينات المنقولة بين الشعبة منخفضة باستمرار عبر جميع السلالات.

الفئات الوظيفية طبقًا لقاعدة بيانات COG [26]. (أ) يوضح توزيع الجينات المستلمة من الكلاميديا. (ب) يوضح توزيع الجينات المستلمة من كائنات أخرى غير الكلاميديا الشعبة. تخضع الجينات من جميع الفئات الوظيفية (العمليات الخلوية والإشارات ، وتخزين المعلومات ومعالجتها ، والتمثيل الغذائي) للنقل. في المقابل ، في عمليات النقل بين اللغات ، يتم تعيين الجينات المتعلقة بالاستقلاب وتخزين المعلومات ومعالجتها بدرجة عالية نسبيًا (31٪ و 49٪ على التوالي) ، بينما يتم تخصيص 16٪ فقط من العمليات الخلوية وجينات الإشارة.

كما ذكر أعلاه ، فإن ج. فيليس و ج. مجهض أظهر الجينوم أعلى نسبة لجينات HGT في جميع الأنواع ، مع 30.1٪ و 27.4٪ من إجمالي الجينات ، على التوالي. ج. مجهض هي أحدث الأنواع المتباينة والمسؤولة بشكل رئيسي عن الإجهاض الوراثي في ​​الأغنام والماشية [36]. هناك علاقة قوية بين التكيف و HGT. من المعروف أن البكتيريا يمكن أن تستجيب لـ SOS الناجم عن الإجهاد البيئي وتعزز التوزيع الأفقي للجينات الأساسية للبقاء [37]. في دراسة حديثة ، لوحظت 190 حدث إعادة تركيب في 12 ج. التراخوماتيس المؤتلفات تحت ضغط المضادات الحيوية [38]. تم الإبلاغ أيضًا عن أن البكتيريا الناقصة في إصلاح عدم التطابق قد زادت بشكل كبير من معدل HGT وإعادة التركيب اللاحق لتلك الجينات [39]. بهذه الطريقة ، يمكن استخدام HGT لتسريع معدلات التكيف في البيئات الجديدة [40] ، من ناحية أخرى ، يتم الاحتفاظ بها عند الحد الأدنى [41]. لذلك ، فإن نسبة عالية من جينات HGT ج. مجهض يمكن تفسيره على أنه نتيجة للتكيف المستمر مع نمط حياة ممرض جديد في المشيمة. في المقابل ، كل من ج. التراخوماتيس تظهر السلالات نسبًا منخفضة نسبيًا ، بمتوسط ​​9.08٪ من الجينات المنقولة. التفسير المحتمل لهذه الظاهرة هو أن ج. التراخوماتيس له تاريخ تطوري طويل جدًا منذ اختلافه عن الآخر الكلاميديا منذ ما يقرب من 6 ملايين سنة [42] ، وعلى عكس الآخرين الكلاميديا التي تصيب أنواعًا مضيفة متعددة لها تاريخ من قفزات متكررة للأنواع المضيفة [14 ، 43] ، ج. التراخوماتيس لديها البشر كمضيف طبيعي حصري. ومع ذلك ، فقد تم تكييفها بنجاح مع مسببات الأمراض داخل الخلايا ، والتي تعد العدوى من أكثر أنواع العدوى البكتيرية البشرية شيوعًا لأنها سبب رئيسي للعدوى المنقولة جنسياً والعمى في جميع أنحاء العالم [44 ، 45]. في وجهة النظر هذه ، قد يُفترض أن استقرارها كمسببات الأمراض التي تتكيف جيدًا في البيئات الساكنة لفترة طويلة قد جعلها تحافظ على نقل الجينات عند الحد الأدنى. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم وجود ج. التراخوماتيس قد يكون للعدوى المكتشفة تأثير على النسبة المنخفضة من HGT [11].

تم إجراء تحليل KEGG لعائلات الجينات المنقولة لاستكشاف المسارات التي قد تلعب أدوارًا مهمة فيها الكلاميديا واختبار ما إذا كانت مجموعات الجينات المنقولة لكل سلالة متنوعة عبر المسارات الوظيفية. في تحليلنا ، كان التباين في عدد مجموعات الجينات المنقولة بين السلالات متشابهًا تمامًا عبر المسارات ، في معظم الأنساب ، تم تبادل الكربوهيدرات والنيوكليوتيدات والعامل المساعد بكثرة (الشكل 4). في دراسة سابقة ، لوحظ التبادل المتكرر للجينات في نقل الكربوهيدرات والتمثيل الغذائي بين الكائنات الحية المرتبطة بالحيوان [46]. ومع ذلك ، وجدنا أن تأثير النقل داخل الشعبة والنقل بين اللغات على كل مسار كان مختلفًا (الشكل 5). على سبيل المثال ، تم الحصول على الجينات المرتبطة بمسار التخليق الحيوي للأمينو أسيل-الحمض الريبي النووي النقال أفقياً بشكل رئيسي من الأنواع غير الكلاميديا ​​، ومن المثير للاهتمام ، أن HGT للجينات المرتبطة بنظام إفراز النوع الثالث (T3SS) حدث بشكل حصري تقريبًا على مستوى داخل الشعبة (الشكل 5). يشير التأثير المتغير على الفئات والأنواع الوظيفية إلى أن بعض المسارات قد تقبل إدخال جينات جديدة من شعبة مختلفة أفضل من المسارات الأخرى. ليست كل الجينات تسمح بنقل الجينات بين الأنواع. الجينات التي تشفر البروتينات التي تشكل معقدات كبيرة أو الجينات التي تتفاعل منتجاتها مع الجسيمات الأخرى تظهر تفضيلًا أقل تجاه HGT [47]. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون التفاعل الضار بين البروتينات الأصلية والمكتسبة حواجز مهمة أيضًا [47 ، 48]. تم التعرف على الحواجز بين بعض الأنواع أيضًا للعديد من الأنواع البكتيرية والبدئية [49].

يعرض الشكل التباين في عدد مجموعات الجينات المنقولة عبر مسارات KEGG. تمثل Boxplots عدد الجينات المرتبطة بمسار KEGG المقابل المنقولة إلى كل منها الكلاميديا محيط. كل صف يدل على 8 مختلفة الكلاميديا الأنواع المستخدمة في هذه الدراسة. يشير المحور الصادي إلى عدد الجينات المنقولة المحسوبة.

يعرض الشكل التباين في عدد مجموعات الجينات المنقولة بين HGT inter-phylum و intra-phylum HGT. تعرض Boxplots عدد الجينات المنقولة إلى كل منها الكلاميديا الأنواع الموزعة عبر مسارات KEGG. يشير كل صف إلى جينات HGT الداخلية وداخلية. يشير المحور الصادي إلى عدد الجينات المستلمة الكلاميديا تحسب الأنواع.

HGT من الجينات المرتبطة بالفوعة الكلاميديا

يعتمد التطور البكتيري إلى حد كبير على القدرة على التكيف واستعمار مجالات محددة. قد تؤثر عمليات النقل الجيني للجينات المرتبطة بالفوعة على التسبب في مرض معين الكلاميديا سلالات. لذلك ، من المهم تحديد هذه الأحداث لتوسيع فهمنا لحدث الانتواع وظهور السلالة. بالرغم ان الكلاميديا لديهم جينومات محفوظة للغاية نتيجة لتقليل الجينوم الذي فرضه نمط حياتهم داخل الخلايا [42] ، هناك منطقة من النقاط الساخنة لتنوع الجينوم والتي تسمى "منطقة اللدونة" ، وتشفير المنطقة عوامل الضراوة بما في ذلك مركب هجوم الغشاء / بروتين بيرفورين (MACPF) ، والسم الخلوي ، والجينات ذات الصلة بالتخليق الحيوي ومسارات الإنقاذ المهمة [50]. من المعروف أن وجود أو عدم وجود هذه الجينات في المنطقة يمنح خصوصية متخصصة مختلفة للكائنات الحية. بناءً على عملنا ، يبدو أن هناك العديد من أحداث HGT في منطقة اللدونة تحدث في الداخل الكلاميديا جنس. حيث الكلاميديا تتفاعل بشكل متكرر مع الأغشية أثناء الإصابة ، دور MACPF مهم [51]. وجدنا نقل الجينات من MACPF من ج. مجهض S26 / 3 إلى ج. فيليس Fe / C-56 (SV: 1.0) و ج.psittaci M56 (SV: 1.0) بشكل منفصل. مسار التخليق الحيوي التربتوفان ضروري لبقاء الكلاميديا منذ المضيف يقيد نمو الكلاميديا ​​عن طريق تدهور التربتوفان كآلية دفاع [52]. كل الكلاميديا تمتلك الأنواع مستويات مختلفة من مجموعات الجينات الوظيفية لمسار التخليق الحيوي للتربتوفان [53]. من بين الجينات المرتبطة بهذا المسار فقط TyrP الجين المشفر لبروتين نقل التيروزين / التربتوفان تم نقله داخل الكلاميديا جنس (من ج. فيليس Fe / C-56 إلى ج. كافيا جيبك إس في: 1.0). ومع ذلك ، فإن التناقض الوراثي يشير إلى ذلك TrpC من ج. البيكوروم E58 ، ج. فيليس Fe / C-56 و ج. كافيا ربما تم نقل جيبك من كوكسيلا بورنيتي سلالة dugway 5J108-111 ، عامل ممرض آخر داخل الخلايا للإنسان والحيوان (SV: 1.0). TrpC يشفر سينثيز إندول-3-جلسرين فوسفات وهو أمر ضروري في الخطوة الرابعة من مسار التخليق الحيوي للتربتوفان. تم اقتراح ذلك سابقا حرق كوكسيلااكتسبت etti أوبرا trp من سيمكانيا نيجيفينسيس، وهي بكتيريا تنتمي إلى الكلاميديا اللجوء [54]. كما لوحظت عمليات نقل جينات متعددة مفترضة داخل الجنس في ديميناز الأدينوزين (يضيف) المرتبطة بمسار التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات البيورين (S1 الشكل) ، على الرغم من عدم اكتشاف أي علامات على HGT في GuaAB. قد يؤثر وجود السم / الالتصاق الكلاميديا التسبب في المرض ومجموعة المضيف. هذه المواقع موجودة فقط في ج. التراخوماتيس, ج. مريداروم, ج. البيكوروم, ج. psittaci, ج. كافيا، و ج. فيليس محيط. من المهم تحديد ما إذا كانت السلالات التي تمتلك الموضع قد اكتسبت الجين مؤخرًا أو ما إذا كانت هذه الجينات قد فقدت بسبب السلالات غير الصحيحة [14]. وفقًا لتحليلنا ، حدث HGT للسموم / الالتصاق من الإشريكية القولونية و Citrobacter القوارض إلى ج. كافيا جيبك (SV: 1.0).

الكلاميديا يعرض دورة تنموية فريدة ثنائية الطور. في جميع مراحل العدوى ، التفاعلات بين الكلاميديا ومضيفه ضروريان ، وهما ينقلان أنواعًا مختلفة من البروتينات المؤثرة إلى الضراوة إلى السيتوبلازم المضيف التي تُستخدم لمعالجة الوظائف الخلوية المضيفة [55]. مثل جينات الفوعة في منطقة اللدونة ، يبدو أن جينات T3SS تنتقل في الغالب داخلها الكلاميديا. من بين الجينات التي ترمز المكونات الهيكلية لجهاز T3SS ، كانت هناك أدلة على HGT داخل الجنس في 5 جينات (SctW, SctS, SctR, SctF, و SctP). من بين البروتينات المستجيبة المستخدمة في معالجة الاستجابة المناعية للخلايا المضيفة ، المنطقة الاقتصادية الأوروبية 1, كاب 1, CPAF, ملعقة شاي، و pGP6-D يبدو أن لها تاريخ HGT فقط مع الآخرين الكلاميديا.

HGT بين الكلاميديا ظهرت في العديد من دراسات الجينوميات المقارنة في السنوات القليلة الماضية [13 ، 14 ، 56]. لقد اكتشفنا ، باستخدام طريقة التوفيق بين الأشجار ، أن عمليات تبادل الجينات ذات الصلة بالفوعة تحدث بشكل أساسي في الداخل الكلاميديا جنس. يقترح أن HGT داخل الجنس قد يكون آلية رئيسية لاكتساب العوامل المحددة للعدوى في الكلاميديا. يعكس هذا الاكتشاف أن الجينات المرتبطة بالضراوة تنتشر بين الكلاميديا مما قد يسهل حدوث الانتواع وظهور سلالة جديدة. في مسببات الأمراض الميكروبية ، تعد جينات الفوعة محددات مهمة بشكل خاص للمضيف ونطاق الأنسجة [57] ، وقد يوفر نقل هذه الجينات فائدة لياقة للمتلقي. إن اكتساب الجينات من الأنواع وثيقة الصلة والتي تكيفت بالفعل لتلبية المتطلبات الخاصة لمكانة مماثلة من شأنه أن يمنح المزيد من المزايا للتكيف. سيكون من المفيد معرفة ما إذا كان HGT داخل الجنس هو آلية عامة لاكتساب مثل هذه العوامل أيضًا في التسبب في الأمراض داخل الخلايا. في هذه الدراسة ، اكتشفنا العديد من ميزات HGT التي تعمل على الكلاميديا تطور الجينوم واقترح توسيعًا للفهم الحالي لـ الكلاميديا علم البيئة. مزيد من الأفكار حول آلية HGT الكلاميديا سيأتي من التجارب المعملية المستقبلية.


البحوث الأصلية المادة

  • 1 قسم علم البيئة وعلم الأحياء التطوري ، جامعة ييل ، نيو هافن ، كونكتيكت ، الولايات المتحدة الأمريكية
  • 2 Gen & # x000D8k-Center for Biosafety، The Science Park، Troms & # x000F8، Norway
  • 3 قسم الصيدلة ، كلية العلوم الصحية ، جامعة ترومس & # x000F8 ، ترومس & # x000F8 ، النرويج

اعتمدت الأساليب التجريبية لتحديد أحداث نقل الجينات الأفقي (HGT) للحمض النووي غير المتحرك في البكتيريا عادةً على اكتشاف المحولات الأولية أو نسلها المباشر. ومع ذلك ، من غير المرجح اكتشاف أحداث HGT النادرة التي تحدث في مجموعات كبيرة ومنظم في إطار زمني قصير. لذلك فإن النمذجة الجينية السكانية لديناميات نمو الأنماط الجينية البكتيرية ضرورية لمراعاة الانتقاء الطبيعي والانحراف الجيني خلال الفاصل الزمني والتنبؤ بالأطر الزمنية الواقعية للكشف باستخدام تصميم أخذ عينات معين. نحن هنا نستند إلى الأساليب الإحصائية للنظرية الجينية السكانية لبناء إطار احتمالي متماسك للتحقيق في HGT من الحمض النووي الخارجي في البكتيريا. على وجه الخصوص ، يتم حساب التوقيت العشوائي لأحداث HGT النادرة. من خلال الدمج في جميع أوقات الأحداث الممكنة ، نقدم معادلة لاحتمال الكشف ، بالنظر إلى أن HGT قد حدث بالفعل. علاوة على ذلك ، نحدد المتغيرات الرئيسية التي تحدد احتمالية اكتشاف أحداث HGT في أربعة سيناريوهات حالة مختلفة تمثل التجمعات البكتيرية في بيئات مختلفة. يوفر تحليلنا النظري نظرة ثاقبة للجوانب الزمنية لنشر المواد الجينية ، مثل الجينات المقاومة للمضادات الحيوية أو الجينات المحورة الموجودة في الكائنات المعدلة وراثيًا. نظرًا للمقاييس الزمنية الطويلة المتضمنة والنمو الأسي للبكتيريا ذات اللياقة المختلفة ، فإن التحليلات الكمية التي تتضمن وقت توليد البكتيريا ، ومستويات الاختيار ، مثل تلك المعروضة هنا ، ستكون مكونًا ضروريًا لأي تصميم تجريبي مستقبلي وتحليل HGT كما يحدث في البيئات الطبيعية.


نقل الجينات الأفقية من البكتيريا إلى Entamoeba المركب: إستراتيجية لتعارف الأحداث على طول اختلاف الأنواع

ثبت أن نقل الجينات الأفقي مهم في تطور حقيقيات النوى ، حيث تم العثور عليه في كثير من الأحيان أكثر من المتوقع ويتعلق بالتكيف مع منافذ معينة. تم اقتراح وتقييم قائمة كبيرة نسبيًا من الجينات المنقولة جانبياً للطفيلي المتحولة الحالة للنسج. كانت أهداف هذا العمل هي توضيح أهمية نقل الجينات الجانبي على طول التاريخ التطوري لبعض أعضاء الجنس Entamoeba، من خلال تحديد مجموعات المانحين وتقدير وقت الاختلاف لبعض هذه الأحداث. من أجل تقدير وقت التباعد لبعض أحداث نقل الجينات الأفقي ، تأريخ البعض Entamoeba كانت الأنواع ضرورية ، باتباع استراتيجية تأريخ غير مباشرة تستند إلى السجل الأحفوري للعوائل المقبولة. الاختلاف بين هستوليتيكا و E. nuttallii ربما حدث قبل 5.93 مليون سنة (ميا) تباعد هذا النسب عنه E. dispar 9.97 ميا ، في حين انفصل سلف هذا الأخير عن E. الغزاة 68.18 ميا. قدّرنا الأوقات لـ 22 عملية تحويل ، أحدثها كانت 31.45 ميا والأقدم 253.59 ميا. في الواقع ، قد يكون اكتساب الجينات من خلال النقل الجانبي قد أطلق فترة من الإشعاع التكيفي ، وبالتالي لعب دورًا رئيسيًا في تطور Entamoeba جنس.

1 المقدمة

Entamoeba يتكون الجنس من الأميبات المتشابهة شكليًا ، ومعظمها من الطفيليات المعوية التي يمكن أن تصيب عدة عوائل [1]. المتحولة الحالة للنسج هي واحدة من أهم الطفيليات المعوية التي تصيب الإنسان وتسبب التهاب القولون الأميبي ، كما يمكنها أن تغزو الكبد مسببة خراج الكبد الأميبي. تشير التقديرات إلى أن هذا الطفيلي يتسبب في وفاة 70000 في جميع أنحاء العالم كل عام [2]. علاوة على ذلك ، فإن E. dispar الأنواع متطابقة تقريبًا من الناحية الشكلية هستوليتيكا. ومع ذلك ، حتى اليوم ، كان يعتبر هذا ككائن حي متكافئ في الأمعاء البشرية. مع ذلك، E. dispar تم اكتشافه في المرضى الذين يعانون من التهاب القولون الأميبي وكذلك في مادة خراجات الكبد الأميبية [3]. في الآونة الأخيرة ، سلالة جديدة من Entamoeba تم الكشف عن جنس في أمعاء قرود المكاك الريسوسية مكاكا مولاتا. علاوة على ذلك ، تم اقتراحه كمرشح لإحياء الاسم E. nuttallii لهذا النسب ، خاصة بسبب خصائصه الوراثية.

E. nuttallii تصيب قرود المكاك الأسيرة والبرية وهي قادرة على التسبب في خراجات في كبد الهامستر [4]. أنواع Entamoeba يغزو يصيب الزواحف ويسبب التهاب القولون وخراجات الكبد وفي بعض الأحيان الموت الحاد. تم استخدامه كنموذج تشفير رئيسي لـ Entamoeba الأنواع ، منذ الاستنبات في المختبر E. dispar يمكن أن ينتج المحفز إنتاج النواشط ، وبعد ذلك ، يمكن أن تخضع هذه الجوائز للتشفير في المختبر. عمليات إعادة البناء الوراثي التي أجراها Stensvold وآخرون ، في عام 2011 ، بناءً على تسلسل الجين للوحدة الفرعية الصغيرة من الرنا الريباسي ، المجمعة معًا هستوليتيكا و E. nuttallii و ، القاعدية إلى العقدة الأخيرة ، المتفرعة من تلك من E. dispar. تسلسلات SSURNA من E. الغزاة تشعبت مع تلك راناروم. شكل كلا التسلسلين المجموعة الشقيقة لعقدة تتكون من أكثر من ثلثي Entamoeba الأنواع المدرجة في التحليل [1].

من المعروف أن نقل الجينات الأفقي (HGT ، أو نقل الجينات الجانبي ، LGT) للمواد الجينية بين الأفراد غير المرتبطين ، قد لعب دورًا مهمًا في اكتساب الجينات بدائية النواة وتطور الجينوم [5 ، 6]. على مدى السنوات القليلة الماضية ، تمت إعادة تقييم أهميتها في تطور حقيقيات النوى حيث تم العثور عليها بتردد أعلى مما كان متوقعًا ومرتبطًا بالتكيف مع منافذ معينة [7]. على الرغم من وجوده في الكائنات متعددة الخلايا مثل الروتيفر Bdelloid [8] ، فمن المرجح أن يحدث في حقيقيات النوى وحيدة الخلية [9]. Alsmark et al. ، في عام 2013 ، وجد تحليل العديد من جينومات البروتوزوا ذلك عمدة الليشمانيا, المتحولة الحالة للنسج، و المثقبية البروسية تمتلك النسبة المئوية الكبرى من الجينات المكتسبة عن طريق النقل الجانبي 0.96 و 0.68 و 0.47 على التوالي [10]. على الرغم من أن التناقض في علم الوراثة كان الطريقة الأكثر موثوقية لتحديد الجينات المنقولة أفقيًا ، فقد تم انتقاد هذا الإجراء الأخير ، بسبب الحجج التالية: من المعروف أنه يمكن تعديله بسبب القطع الأثرية المنهجية مثل التشبع البديل أو جاذبية الفروع الطويلة . نظرًا لوجود أربع قواعد فقط تشكل الأحماض النووية ، فهناك احتمال كبير نسبيًا أن يتشارك تسلسلان من النوكليوتيدات في نفس القواعد في موقع عشوائي بمجرد الصدفة. تحدث هذه الظاهرة بانتظام بسبب معدل الاستبدال الجزيئي العالي الموجود في الموقع ، ونتائجها غير المرغوب فيها على وجه الخصوص هي فقدان معلومات النشوء والتطور والتشابه العالي المحتمل بين التسلسلات غير ذات الصلة. بشكل عام ، تُعرف هذه الظاهرة باسم التشبع البديل وهي إحدى المشكلات الرئيسية عند تحليل البيانات الجزيئية [11]. قد يتم الاستدلال على خطأ HGT بسبب تشبع الاستبدال ويجب أن يؤخذ في الاعتبار في كل تحليل للتطور.

عادة ما يكون تقدير وقت الاختلاف للأنواع الأولية من المسعى الصعب ، خاصة في خطوة معايرة العقدة. على الرغم من أن بعض الأصناف الأولية قد يكون لها سجل أحفوري ، فإن الإستراتيجية الأكثر شيوعًا لمعايرة تقديرات التاريخ هي المعايرة غير المباشرة القائمة على أحافير الحيوانات أو النباتات مع فرضية بيولوجية أساسية محددة [12]. في الواقع ، أثبتت معايرة تقديرات الوقت التي تم إجراؤها باستخدام سجل الحفريات الأولية أنها غير عملية بالنسبة للأنواع الموجودة [13]. على الرغم من أنه قد اقترح من مقارنات الجينات أن وقت الاختلاف بينهما هستوليتيكا و E. dispar ربما حدث منذ حوالي عشرات الملايين من السنين [14-16] ، حتى الآن لم يتم إجراء أي بحث شامل حول هذا الموضوع.

في الشرح الأول لجينوم هستوليتيكا HM1: ذكرت IMSS بواسطة Loftus et al. ، تم تضمين قائمة من 96 مرشحًا لـ HGT ، العديد من المتبرعين البكتيريين [17]. في وقت لاحق ، في عام 2007 ، Clark et al. حدّثوا التحليلات وفرزوا هؤلاء المرشحين الـ 96 إلى فئات مختلفة وفقًا لاتساقهم في أشجار بايزي وأقصى مسافة ممكنة لأشجار التمهيد [18]. من بين 96 مرشحًا أصليًا ، ظل 41 مدعومًا بقوة ، وتحول 27 إلى دعم أضعف مما كان عليه قبل إضعاف فرضية نقل الجينات الجانبي لـ 14 مرشحًا من خلال زيادة أخذ العينات التصنيفية ، تم العثور على 9 مرشحين في حقيقيات النوى الميكروبية الأخرى ، وفي الحالات الخمس المتبقية ، يعتبر نقل الجينات الآن أبسط تفسير للطوبولوجيا المرصودة. يظل النقل الجيني الأفقي أقوى فرضية لشرح 68 من أصل 96 طوبولوجيا أصلية [18]. لكن يمكن أن يتغير عدد مرشحي LGT وفقًا لمنهجية علم الوراثة. على سبيل المثال ، مؤخرًا ، في دراسة أجراها جرانت وكاتز ، في عام 2014 ، استنتج أن هناك 116 جينًا من Entamoeba ذات أصل جرثومي أو بدائي [19]. في المختبر ، فيلد وآخرون. أظهر أن إنزيم الأسيتيل CoA وجينات adh1 الخاصة بـ هستوليتيكا تشترك في تاريخ تطوري مشترك ، أكثر ارتباطًا بدائيات النوى من حقيقيات النوى الأخرى ، واقترح أن هذه الجينات تم نقلها مبكرًا [20]. يدا بيد ، نيكسون وآخرون. حاول إثبات أن الجينات لعملية التمثيل الغذائي اللاهوائي في الجيارديا و Entamoeba تم الحصول على أجناس بشكل جانبي بينما لا توجد بيانات كافية متاحة لتحقيق هذا الهدف ، رفض المؤلفون أحفورة الأميتوكوندريات وفرضيات الهيدروجين لشرح تشابه هذه الجينات مع متواليات بدائية النواة [21].

الهدف من هذه الدراسة هو ، في المقام الأول ، تقدير وقت الاختلاف بينهما هستوليتيكا, E. dispar، و E. الغزاة ثم تأريخ أحداث HGT لجينات ممثلة ، من خلال تطور هذه الأنواع من Entamoeba. تم أخذ الجين التمثيلي من قائمة 68 مرشحًا المذكورة أعلاه وتم إجراء تحليل إضافي للتمييز بين المستويات المختلفة لمعدلات التشبع في تسلسل الحمض النووي أو تقارب الفرضيات أو HGT القديم.

2. الطرق

2.1. اختيار الجينات وتسلسل المحاذاة

تم الحصول على أرقام الانضمام لـ 68 مرشحًا مدعومين جيدًا من القائمة في Clark et al. ، 2007 ، ثم تم البحث عنها في قاعدة بيانات Amoeba DB ، http://amoebadb.org/amoeba/ [22] ، من أجل الحصول على amino متواليات الحمض والترميز.

تم اختيار الجينات التالية لتنفيذ Entamoeba تقديرات وقت الاختلاف: RNA polymerase I الموجه من DNA الوحدة الفرعية RPA2 (EHI_186020) ، عامل الاستطالة 2 (EHI_189490) ، الأكتين (EHI_131230) ، سلسلة غاما توبيولين (EHI_008240) ، وسلسلة كلاثرين الثقيلة (EHI_201510) لأنها نسخة مفردة ، التدبير المنزلي الجينات التي لم يتم الحصول عليها بواسطة HGT.

تم استخدام كل تسلسل من متواليات الأحماض الأمينية المرشحة لـ HGT كاستعلام مقابل قاعدة بيانات التسلسل المرجعي للبروتين NCBI (RefSeq) [23] باستخدام خوارزمية BLASTp [24] ، باستخدام المعلمات الافتراضية. تم جمع أفضل 50 انفجارًا لمزيد من التحليلات.

تسلسل الأحماض الأمينية المتماثلة من E. nuttallii تم تضمينه في التحليلات لمعايرة تقديرات وقت الاختلاف HGT. كل هستوليتيكا تم استخدام مرشح HGT كاستعلام مقابل E. nuttallii ص 19 افتح قاعدة بيانات ترجمة إطار القراءة باستخدام خوارزمية BLASTp. تم جمع النتيجة الأعلى فقط وإهمالها ، إذا كانت تغطية الاستعلام و / أو الهوية أقل من 60٪.

من أجل تقدير وقت الاختلاف في جينات التدبير المنزلي ، تسلسل من E. dispar تم تنزيله ثم تم البحث عن أطباء تقويم العظام مقابل قاعدة بيانات ترجمة إطار القراءة المفتوح الخاصة بـ هستوليتيكا, E. nuttallii، و E. الغزاة (متاح على http://amoebadb.org/common/downloads/) باستخدام خوارزمية BLASTp ، مع المعلمات الافتراضية. بالإضافة إلى ذلك ، تم البحث عن متماثلات من السابق في قاعدة بيانات تسلسل الأحماض الأمينية من ديسكويستيليوم ديسكويديوم (متاح في http://dictybase.org/) [25] أيضًا باستخدام بحث BLASTp. تم جمع النتيجة الأعلى فقط وإهمالها إذا كانت تغطية الاستعلام أو الهوية أقل من 60٪.

تمت محاذاة كل تسلسل للأميبا مع تقويم العظام الأميبي (عند وجود تقرير في قاعدة بيانات Amoeba DB) ومع التسلسلات بدائية النواة التي تم العثور عليها بواسطة بحث BLAST. في كل دراسة ، تمت محاذاة تسلسل الأحماض الأمينية باستخدام برنامج Clustal W [26] ثم تسلسل الكودون وفقًا لمحاذاة الأحماض الأمينية مع برمجة Biopython [27]. تم فحص محاذاة التسلسل يدويًا وتحريرها لإزالة التشابك العصبي والكودونات مع أخطاء التسلسل.

2.2. اختبار تشبع الإحلال

تم بناء مصفوفات المسافة لمحاذاة النيوكليوتيدات. كان نموذج استبدال النوكليوتيدات المستخدم هو الحد الأقصى لاحتمالية المركب ، مع توزيع جاما لتغير المعدل بين المواقع. تم تضمين جميع مواضع الكودون وإزالة المواضع الغامضة لكل زوج تسلسلي. تم إجراء هذا التحليل في برنامج MEGA [28].

لكل مصفوفة مسافة تطورية ، تسلسلات ذات قيم مسافة منخفضة (تساوي أو تقل عن 0.1 انحراف معياري) وفقًا لـ هستوليتيكا تم اختيار التسلسلات لعمل محاذاة تسلسلية أقصر ، بما في ذلك التسلسلات وثيقة الصلة فقط ، وفقًا لمصفوفات المسافة.

فهارس الاستبدال المشكلة. تم حساب و Iss.c [12 ، 29] لكل محاذاة ، مع الأخذ في الاعتبار المواضع الثلاثة لكل كودون. كلما أظهرت محاذاة التسلسل تشبعًا كبيرًا بعد التحليل الأول ، تم حساب الفهارس مرة أخرى ، على الرغم من أننا أزلنا الموضع الثالث من كل كودون لتجنب تشبع الاستبدال المحتمل بسبب انحطاط الكود الجيني. في هذه الاختبارات ، تم تعيين قيمة دلالة إحصائية في

. تم تنفيذ هذه الاختبارات باستخدام الحزمة DAMBE [30].

كان فحص طوبولوجيا الشجرة ضروريًا لتحديد ما إذا كانت المحاذاة مفيدة نسبيًا لتلك المحاذاة التي أظهرت تشبعًا كبيرًا عند استبعاد الموضع الثالث لكل كودون.

2.3 تحليلات النشوء والتطور

من أجل تقييم صلة النشوء والتطور للمحاذاة الأقصر التي قدمت تشبعًا كبيرًا عند إزالة الموضع الثالث من كل كودون ، تم تقديم اختبارات تشبع الاستبدال إلى البرنامج MrBayes 3.2 [31]. كان عدد أجيال MCMC التي تم تشغيلها 500000 ، باستثناء الموضع الثالث لكل كودون كل 125 جيلًا تم أخذ عينات من الشجرة. عندما نتج عن شجرة من هذا الأخير طوبولوجيا غير متناظرة ، تم تجاهل مرشح HGT من التحليل.

في جميع الحالات ، تم استخدام نموذج استبدال النوكليوتيدات GTR + I + G ، وتم التخلص من 25 ٪ من عينات الأشجار على أنها احتراق. تم إنشاء شجرة إجماع من العينات المتبقية ، ثم تم فحصها يدويًا وتحريرها باستخدام Dendroscope [32].

تم إنشاء أشجار الإجماع لتعيين مجموعة المانحين باستخدام طريقتين مختلفتين: الاحتمالية القصوى وعلم الوراثة البايزي. تم تقديم 61 محاذاة تسلسلية لبرنامج jModeltest2 [33] ، من أجل العثور على نموذج استبدال التسلسل الذي يناسب المحاذاة المرصودة بشكل أفضل. تم استخدام أحد عشر مخططًا للاستبدال ، جنبًا إلى جنب مع الترددات النسبية لكل قاعدة ، ونسبة المواقع الثابتة ، وتباين معدلات الاستبدال على طول المحاذاة. تم بناء الشجرة الأساسية لإجراء كل تحليل باستخدام خوارزمية BioNJ وخوارزمية بحث NNI. أخيرًا تم استخدام معيار AICc لاختيار أفضل نموذج لكل محاذاة.

تم بناء أشجار الاحتمالية القصوى لكل محاذاة بواسطة برنامج PhyML 3 [34]. في كل حالة ، تم بناء الشجرة الأساسية باستخدام BioNJ وتم اختيار أفضل شجرة سواء من خوارزميات البحث NNI أو SPR. تم تنفيذ مائة اختبار تمهيد لكل محاذاة. تم تضمين نفس الإستراتيجية في مدخلات برنامج PhyML للمرشحين الذين اجتازوا اختبارات التشبع ، عند تجاهل المركز الثالث لكل كودون.

وبالمثل ، تم استخدام المحاذاة التي لم تقدم أي تشبع بديل في تحليل التشبع الأول كمدخلات لإنشاء الأشجار بواسطة البرنامج MrBayes [31]. تم تشغيل 1،000،000 مليون متر مكعب من أجيال الشجرة كل 200 جيل. أيضًا ، تم تشغيل 1،000،000 MCMC من الأجيال باستثناء الموضع الثالث من كل كودون للمرشحين الذين لم يقدموا أي تشبع بديل في تحليل التشبع الثاني ، تم أخذ عينات من شجرة كل 200 جيل. في كلتا الحالتين ، تم استخدام نموذج الاستبدال GTR + I + G ، وتم بناء شجرة إجماع بعد التخلص من 25٪ من الهياكل الناتجة عن الاحتراق. لكل من 61 مرشحًا ، تمت إضافة قيم التمهيد للعقد المتزامنة في أشجار الاحتمالية القصوى يدويًا إلى الهيكل الناتج لتحليلات نظرية التطور البايزي باستخدام برنامج Dendroscope (معلومات تكميلية ، في المواد التكميلية المتاحة عبر الإنترنت في http: // dx .doi.org / 10.1155/2016 / 3241027).

2.4 تقديرات وقت الاختلاف البايزي

تم إجراء مجموعتين من التقديرات: الأولى ، Entamoeba تم حساب وقت التباعد باستخدام مجموعة من خمسة جينات التدبير المنزلي: الحمض النووي الريبي الموجه للحمض النووي الريبي بوليميريز 1 الوحدة الفرعية RPA2 ، عامل الاستطالة 2 ، الأكتين ، سلسلة غاما توبولين ، وسلسلة كلاثرين الثقيلة. تقويم العظام من هستوليتيكا, E. nuttallii, E. dispar, E. الغزاة، و D. discoideum تم تضمينها في مجموعة البيانات. كانت شجرة الإدخال المستخدمة للتحليل كما يلي: ((((E. nuttallii, هستوليتيكا), E. dispar), E. الغزاة), D. discoideum).

بعد ذلك ، تم تقييم تواريخ حدث HGT فقط مع المرشحين المختارين ، بعد النظر في ثلاثة معايير: التفرع المدعوم جيدًا في سلالات Bayesian ، ومجموعة المانحين المعينة على الأقل على مستوى الشعبة ، ووجود أخصائي تقويم في E. nuttallii. تضمنت مجموعة البيانات لكل تقدير التسلسلات الواردة في المحاذاة والمستخدمة لإعادة بناء النشوء والتطور من (i) هستوليتيكا، (2) E. dispar و / أو E. الغزاة، (3) ما يصل إلى أربعة متواليات تم اختيارها عشوائيًا من المجموعة الشقيقة الناتجة Entamoeba مجموعة في سلالات بايز يشار إليها بـ "أ" و "ب" و "ج" و "د" ، (4) ما يصل إلى ثلاثة متواليات تم اختيارها عشوائيًا من المجموعة الخارجية الناتجة في السلالات البايزية المشار إليها باسم "س ، "" y "و" z. " علاوة على ذلك ، فإن التسلسل المتماثل من E. nuttallii بالعين مع بقية مجموعة البيانات. ستبدو شجرة إدخال المستخدم الشائعة على النحو التالي: ((((((E. nuttallii, هستوليتيكا), E. dispar), E. الغزاة) ، ((أ ، ب) ، (ج ، د))) ، ((س ، ص) ، ض)) ، على الرغم من أن العلاقات داخل المجموعة الشقيقة (أ ، ب ، ج ، د) قد تختلف.

تم تنفيذ التقديرات باستخدام البرامج Estbranches و Multidivtime [35 ، 36] ، باتباع الدليل خطوة بخطوة بواسطة Rutschmann [37]. العقدة بين E. nuttallii و هستوليتيكا لمعايرة تقديرات الاختلاف. حيث E. nuttallii تم عزله فقط في قرود المكاك الريسوسية و هستوليتيكا تم العثور عليها في براز قرود البابون البرية (بابيو ص) [38 ، 39] ، افترضنا أن E. nuttallii تباعدت النسب من هستوليتيكا في نفس الوقت الذي سلالة الرئيسيات مكاكا و بابيو فعلت. تشير الأدلة الحفرية إلى أن هذا الاختلاف حدث بعد 8 ميا ، ولكن قبل 4 ميا [40 ، 41]. وبالتالي تمت معايرة العقدة بين 5.5 و 6.5 ميا. لكل محاذاة ، تم استخدام برنامج Baseml [42] مع نموذج F84 + G لتقدير ترددات النوكليوتيدات ، ونسبة معدل الانتقال / التحويل (المعلمة κ) ، ومعدل عدم التجانس بين المواقع (معلمة الشكل α). بعد ذلك ، تم تقدير الحد الأقصى لاحتمالية أطوال فرع الشجرة ومصفوفة التباين والتغاير بواسطة برنامج Estbranches. أخيرًا ، تم إجراء تحليل Bayes MCMC باستخدام برنامج Multidivtime لتقريب التوزيعات اللاحقة لمعدلات الاستبدال وأوقات الاختلاف. تم تشغيل ما مجموعه 5100000 جيل ، وتم التخلص من 100000 على أنها احتراق ، ثم تم أخذ عينة كل 100 جيل.

بالنسبة إلى Entamoeba وقت التباعد ، تم تحليل الجينات الخمسة للتدبير المنزلي في وقت واحد ، وتم تشغيل 5100000 جيل ، وتم التخلص من 100000 على أنها احتراق ، ثم تم أخذ عينة كل 100 جيل. تم ضبط الوحدات الزمنية على مليون سنة ويشار إليها بـ "مليون سنة مضت" (ميا). بالنسبة إلى المعلمات السابقة ، اخترنا 100 وحدة زمنية بين رأس الشجرة وجذرها ، مع انحراف معياري قدره 50 وحدة زمنية ، وأقدم قيمة زمنية قدرها 300. لكل مرشح ، المتوسط ​​والانحراف المعياري للتوزيع السابق لـ تم تعيين معدل التطور الجزيئي في العقدة الجذرية داخل المجموعة كمتوسط ​​لمعدلات التطور التي توفرها الفروع. تم إجراء تقديرات وقت الاختلاف في ثلاث نسخ لتأكيد نتائج مماثلة للتحليل بين التكرارات. تم عرض النتائج على أنها Mya ± الانحراف المعياري الذي توفره Multidivtime.

3. النتائج

3.1. اختبارات تشبع الاستبدال

فهارس الاستبدال المشكلة. و Iss.c [12، 28] تم حسابها لكل محاذاة مع الأخذ في الاعتبار الموضعين الأولين أو المواضع الثلاثة لكل كودون. إصدار الفهرس. هو مقياس للانتروبيا لمحاذاة تسلسل النوكليوتيدات. الفهرس Iss.c هو مقياس الانتروبيا لمحاذاة التسلسل المحاكاة التي تشترك في عدد التسلسلات وعدد المواقع مع السابق ولكن لها توزيع عشوائي لقواعد النوكليوتيدات. ومن ثم ، إذا كانت القضية. تقترب القيمة من Iss.c ، وهي إشارة إلى أن محاذاة التسلسل تحمل تشبعًا عاليًا للاستبدال. تم حساب كلا الفهرين لكل محاذاة أقصر. عند استخدام المواقع الثلاثة لكل كودون ، عرضت 38 محاذاة عددًا أقل. قيم من قيم Iss.c الخاصة بكل منها كانت هذه الاختلافات ذات دلالة إحصائية () ، مما يعني تشبعًا ضئيلًا. في 14 حالة ، فإن الاختلافات بين Iss. و Iss.c لم تكن ذات دلالة إحصائية. يظهر 10 مرشحين آخرين نفس السلوك ، وفي الحالات الست المتبقية قيمة المشكلة. كان المؤشر أعلى من Iss.c وأيضًا كانت الفروق ذات دلالة إحصائية. في المقال الثاني ، حيث لم يتم تضمين أول 38 تسلسلًا ، تم تجاهل كل موضع ثالث من كل كودون ، من أجل تجنب تشبع الاستبدال المحتمل الذي لوحظ بسبب انحطاط الكود الجيني. إجمالاً ، أدت 15 محاذاة إلى إصدار أقل بكثير. الفهرس ، و 4 محاذاة أخرى كان لها إصدار أعلى بشكل ملحوظ. من Iss.c. أظهرت المحاذاة الـ 11 المتبقية اختلافات غير مهمة ، لذلك كانت هناك حاجة إلى طوبولوجيا الشجرة لتقييم فائدتها في علم الوراثة. تحقيقا لهذه الغاية ، تم بناء 11 شجرة: 3 منها أظهرت طوبولوجيا غير متناظرة و 8 طوبولوجيا متناظرة. تم تجاهل المرشحين HGT المعنيين من الأشجار الثلاثة غير المتماثلة ، جنبًا إلى جنب مع المرشحين من المحاذاة الأربعة التي كانت قيم Iss.c أعلى بكثير في الاختبار الثاني ، بشكل دائم من البحث ، لأن نتائجنا تشير بقوة إلى أن هذه المحاذاة تفتقر إلى معلومات النشوء والتطور.

3.2 علم الوراثة البايزي ومجموعات المانحين المفترضة

تم إجراء الاختبارات باستخدام 61 مرشحًا باقياً ، باستخدام محاذاة تسلسل الترميز الكامل. تم إجراء تحليلات علم الوراثة باستخدام برنامج MrBayes [31] ، وتم تشغيل 1،000،000 MCMC من أجيال لأخذ عينات من شجرة كل 200 جيل ، باستخدام أول موقعين أو ثلاثة من كل كودون. عند تقييم مجموعات المانحين في 38 شجرة تم إنشاؤها باستخدام أكواد كاملة ، كان من الممكن تحديد موقع مجموعة مانحة على الأقل على مستوى الشعبة (الشكل 1) ، وكذلك في 15 شجرة مبنية ، باستثناء المركز الثالث.

من ناحية أخرى ، في ثلاث حالات مختلفة ، كان من الممكن فقط تعيين مجموعة مانحة على مستوى المجال لأن المجموعة الشقيقة من Entamoeba تم تشكيل الكتلة بواسطة متواليات تنتمي إلى شعب مختلفة ولكن من نفس المجال. تم بناء ما مجموعه 61 شجرة إجماع (معلومات تكميلية). لا يمكن تحديد تصنيفات المانحين في الهياكل الخمسة المتبقية ، بسبب المجالات المختلفة المدرجة وعدم وجود ارتباط واضح مع الجينات الأميبية. تم تخصيص المجال Archaea لأربعة فقط من أصل 61 مرشحًا تم تحليلهم ، 3 منها تنتمي إلى Euryarchaeota phylum وواحد فقط متفرع حصريًا مع متواليات من Methanococcales. تشعب الجزء الأكبر من الجينات مع متواليات بكتيرية ، منها 12 ليس لها ارتباط واضح بأي شعبة. كانت Bacteroidetes هي المجموعة المانحة الأكثر انتشارًا مع ستة عشر جينًا تم التبرع بها ، وربما تم نقل عشرة منهم من رتبة Bacteroidales. في 6 أشجار Entamoeba الجينات المتفرعة داخل كتلة أكبر ذات قيم احتمالية خلفية عالية. بدلاً من ذلك ، في 9 حالات أخرى ، تم فصل الجينات الأميبية عن مجموعتها القاعدية بمسافة تطورية كبيرة ، لكن التشعب مع المجموعة الشقيقة أظهر دائمًا قيمًا داعمة عالية. كانت المجموعة المانحة الثانية الأكثر وفرة هي شركات اللجوء ، على الرغم من أنه يمكن تعيين أمر مانح فقط في 4 - من بين 11 مرشحًا -. تشعب أحد الجينات بقوة مع تسلسلات من العصيات والثلاثة الأخرى المتفرعة مع المطثيات. في معظم الحالات ، يكون الاحتمال الخلفي لكل عقدة بين Entamoeba كانت الجينات ومجموعة أختها قريبة من 1.0 ، باستثناء النوع A من البروتين الفلافي (EHI_09671) ، والذي تم تجميعه مع عدة مجموعات بكتيرية من خلال عملية تعدد. تم تصنيف مجموعة Proteobacteria كمجموعة مانحة لما مجموعه سبعة جينات كانت هذه هي الشعبة التي قدمت أعلى تنوع في الطلبات: Campylobacterales و Pseudomonadales و Burkholderiales و Enterobacteriales. على الرغم من حقيقة أن جينًا واحدًا فقط ينتمي إلى كل طلب مانح ، فإن كل واحد منهم تم تجميعه باحتمالية خلفية عالية ، باستثناء بروتين تجميع الكتلة Fe-S (EHI_049620) الذي كان احتماله الخلفي 0.7 في العقدة بين الكتلة الأميبية والتسلسلات من العطيفة. على الرغم من أن أحد المرشحين تشعب بشكل سيئ (الاحتمال الخلفي: 0.64) مع متواليات من البكتيريا المغزلية ، لم يكن من الممكن تحديد أمر المانحين. في ما يصل إلى 5 أشجار ، تسلسل E. الغزاة لم تتفرع معها Entamoeba تقويم العظام ولكن مع متواليات بدائية النواة أو كمجموعة قاعدية بدلاً من ذلك.

3.3 تقديرات وقت الاختلاف

Entamoeba تم حساب وقت التباعد بالمجموعة التالية من خمسة جينات التدبير المنزلي: RNA الموجه للحمض النووي الريبي polymerase I الوحدة الفرعية RPA2 ، وعامل الاستطالة 2 ، والأكتين ، وسلسلة جاما التيوبولين ، وسلسلة كلاثرين الثقيلة. تقويم العظام من هستوليتيكا, E. nuttallii, E. dispar, E. الغزاة، و D. discoideum تتكون مجموعة البيانات.

كان متوسط ​​معدل التطور الجزيئي بين الجينات الأميبية الخمسة التي قدمتها Estbranches هو 0.02364 بدائل لكل موقع لكل مليون سنة ، والتي تم استخدامها بعد ذلك كمتوسط ​​وانحراف معياري للتوزيع السابق لمعدل التطور الجزيئي في العقدة الجذرية داخل المجموعة لـ برنامج Multidivtime. أخيرًا ، كانت تقديرات الأعمار المقسمة بين هذه السلالات كما يلي: تاريخ الانقسام بين E. nuttallii و هستوليتيكا، 5.93 ± 0.28 ميا ، بين هستوليتيكا و E. dispar، 9.97 ± 1.37 ميا ، وبين هستوليتيكا و E. الغزاة، 68.18 ± 16.04 ميا (الشكل 3).

إثنان وعشرون Entamoeba تم اختيار المرشحين بعد النظر في ثلاثة معايير: التفرع المدعوم جيدًا في سلالات بايز ، ومجموعة المانحين المعينة على الأقل على مستوى الشعبة ، ووجود أخصائي تقويم في E. nuttallii. كان أحدث انتقال هو جين endo-1،4-beta-xylanase (EHI_096280) من Bacteroidetes بتاريخ 31.45 ± 15.69 ميا. حدثت أقدم عمليات النقل 253.59 ± 28.91 ميا عندما تم التبرع بجين طرطرات نازعة الهيدروجين (EHI_143560) من قبل Proteobacteria (الشكل 2). كان متوسط ​​التطور الجزيئي لهذا الجين 0.00089 استبدالًا لكل موقع لكل مليون سنة ، ومن المثير للاهتمام ، أن هذا المعدل أصغر من المعدل النهائي للبدائل لجينات التدبير المنزلي الأميبية الخمسة ، والذي كان 0.0014 استبدالًا لكل موقع لكل مليون سنة. يفسر هذا المعدل البطيء سبب استمرار إمكانية اكتشاف مثل هذا الحدث القديم HGT وأيضًا لماذا لا يزال من الممكن تحديد مجموعة مانحة لهذا الجين. هذا مثير للاهتمام لأنه من الممكن أن تكون بعض أحداث HGT الأخرى قد تم إخفاءها بسبب معدلات استبدال النوكليوتيدات المرتفعة وتجانس الجين xenolog إلى الجينوم المتلقي.

بدون نظائرها في جينوم E. الغزاة.

الجينات المتماثلة في جينوم E. dispar.

تم العثور على العديد من تواريخ التحويل المتداخلة ، بعضها من نفس المجموعة المانحة: alpha-1،2-mannosidase (EHI_009520) ، مانوز -1 فوسفات guanylyltransferase (EHI_052810) ، وفركتوكيناز (EHI_054510) من البكتيريا تتراوح من 55.8715 Mya إلى 77. Mya و nicotinate-phosphoribosyltransferase (EHI_023260) والبروتين الافتراضي (EHI_072640) من Bacteroidales تتراوح من 94.98 Mya إلى 164.16 Mya ، و Fe-S مجموعة بروتين NifU (EHI_049620) و metallo-beta-lactamase_068 119.89 ميا إلى 176.9304 ميا. التخليق الجيني في جينوم هستوليتيكا ومعلومات المجموعة الوظيفية لا تزال ضرورية لتحديد أحداث نقل الجينات الأفقية المتزامنة.

4. مناقشة

في هذه الدراسة ، تشبع الاستبدال لجين HGT المدعوم جيدًا من جينوم هستوليتيكا تم التحقق منه وتعيين مجموعة مانحة مفترضة لكل مرشح من خلال إعادة بناء النشوء والتطور. بالإضافة إلى ذلك ، أول نهج في تقدير وقت الاختلاف لبعض أنواع Entamoeba من خلال معايرة العقدة غير المباشرة ، باستخدام السجل الأحفوري لمضيفيهم المجديين. أخيرًا ، تم تأريخ أحداث نقل الجينات لبعض مرشحي HGT ، مما يكشف عن خسائر الجينات ، وعمليات نقل ما بعد الاختلاف ، والنقل المتزامن لجينين. كانت نتائج بحث بلاست قادرة على تقديم لمحة عن نتيجة التحليل ، نظرًا لأن أهم النتائج التي أدت إلى أعلى النتائج

- القيم (-13 و -16 لـ EHI_085050 و EHI_156240 ، على التوالي) تنتمي إلى المرشحين المهملين بسبب تشبع الاستبدال. علاوة على ذلك ، بالنسبة للمرشحين الثلاثة الذين كانت أفضل نتائجهم عبارة عن تسلسلات من Archaea ، كان المجال الأخير هو مجموعة المانحين المفترضة بعد فحص سلالات Bayesian. من المثير للاهتمام أن معظم Entamoeba لا تحتوي الجينات المرشحة لـ HGT على نظائر أو القليل منها في جينوم الأنواع المختلفة من Entamoeba المدرجة في التحليلات ، في حين أن البعض الآخر لديه ما لا يقل عن 3 نظائر في كل جينوم.قد يكون التنويع السابق نتيجة للتطور المحايد في حالة الجين الذي يشفر بروتين عائلة ميتالو بيتا لاكتاماز (EHI_115720) ، مع الأخذ في الاعتبار أن المضادات الحيوية بيتا لاكتام تحفز تدهور جدار الخلية البكتيرية وبالتالي فهي غير ضارة Entamoeba الأنواع [43]. من ناحية أخرى ، تم إهمال اثنين من المرشحين مع أكبر عائلات جينية ، وهما البروتين الافتراضي والألدهيد والكحول ديهيدروجينيز 2 (EHI_104900 و EHI_160940 ، على التوالي) ، بعد اختبارات التشبع البديل. من المحتمل أن تكون هذه العائلات الجينية نتيجة لـ HGT القديم وفقدت معلومات علم الوراثة ، بسبب التشبع الطفري أو تم الحصول عليها من خلال النسب العمودي وهي مشابهة للتسلسلات البكتيرية ، نتيجة لنفس الآلية.

تمكنت الإجراءات المقدمة هنا من العثور على مجموعات المانحين على مستوى الطلب ، بما في ذلك ما يلي: Bacteroidales و Clostridiales و Spirochaetales و Campylobacterales و Burkholderiales و Bacillales و Flavobacteriales و Methanococcales و Enterobacteriales. يمكن العثور على معظم الأصناف المانحة في أمعاء الفقاريات ، ومن المعروف أن الشعب البكتيرية الثلاث هي جزء رئيسي من ميكروبيوتا الأمعاء ، لكن المجموعات الأخرى الأقل وفرة قد تبرعت بالمواد الوراثية لـ Entamoeba الأنواع مثل الأركيا اللاهوائية. على الرغم من أن معظم أعضاء Entamoeba الجنس هي كائنات طفيلية أو متعايشة ، سلالات من الحياة الحرة Entamoeba مثل E. ecuadoriensis تم العثور على [1] ، وقد تم الحصول على بعض هذه الجينات xenolog من مجموعات المتبرعين الأحياء الحرة.

تحتكر شعبة Bacteroidetes التبرعات الجينية الجانبية إلى Entamoeba الأنواع المدرجة في هذا التحليل ، والمجموعة الثانية الأكثر وفرة هي فصيلة Firmicutes ثم Proteobacteria (الشكل 1). تتناقض هذه النتائج مع تلك التي تم الإبلاغ عنها سابقًا [44] ، حيث وجدوا 16 مرشحًا مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بالبكتيريا المتقنة ومع ذلك وجدنا 8. وبالمثل ، لم نعثر على أي آثار لـ HGT من Actinobacteria. قد تنتج هذه الاختلافات عن زيادة أخذ العينات بسبب نمو قواعد البيانات البيولوجية واختبارات التشبع البديلة. النتائج المتسقة هي تواتر LGT من Bacteroidetes و Spirochaetes و Fusobacteria. في الواقع ، تم العثور على الفصيلة Bacteroidetes كمانح محتمل لجينات أخرى منقولة أفقيًا في كائنات مختلفة ، مثل Ciliates [45] و Dinoflagellates [46] ، مما يؤكد اختلاط هذه الأصناف.

سلطت العديد من الدراسات الضوء على العلاقة البيئية بين هستوليتيكا والبكتيريا ، وتحديداً أثناء التسبب في المرض [47 ، 48]. تدعم هذه الدراسة أهمية هذه الارتباطات لأنها يمكن أن توفر ابتكارات تطورية للجنس ، وعلى الرغم من عدم نقل عوامل الفوعة ، فإن جينات مقاومة المضادات الحيوية من بين 61 مرشحًا. في الواقع ، تم نقل الجين 5-نيتروإيميدازول بروتين مقاومة المضادات الحيوية (EHI_068430) من البكتيريا. نظرًا لأن معظم أحداث HGT كانت منذ ملايين السنين ، فمن غير المرجح أن تكون هذه الجينات قد عملت كتأقلم مكتسب ضد المضادات الحيوية. قد يكون لهذه الجينات وظائف أخرى مثل تدهور المستقلب الثانوي أو عدم وجود وظيفة على الإطلاق ، قبل أن تكون المضادات الحيوية ضغطًا انتقائيًا في الأمعاء البشرية.

على الرغم من أن المحاذاة لبروتين سيرين أسيتيل ترانسفيراز (EHI_202040) أدت إلى القليل من التشبع مع استبعاد الموضع الثالث لكل كودون وأظهرت نسخته طوبولوجيا متماثلة ، فمن غير المرجح أن يكون سلف Entamoeba حصل الجنس على هذا من العتائق الملحية وربما تكون مجموعة بكتيريا أخرى هي المتبرع.

نظرًا لأن تقدير عمر أحداث نقل الجينات كان أحد الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة ، كان من الضروري تقريب أوقات الاختلاف لأنواع Entamoeba. لتحقيق هذا الهدف ، تحديد E. nuttallii كسلالة منفصلة قدمت معلومات مهمة. حقيقة ان E. nuttallii تم عزله فقط من قرود المكاك ريسوس و هستوليتيكا تم العثور عليه في براز قرود البابون البرية [38 ، 39] أدى إلى افتراض أن E. nuttallii و هستوليتيكا تم فصل السلالات في وقت واحد مع مضيفيها في وقت ما بين 4 و 8 ميا وفقًا لسجل الحفريات ، على الرغم من أنه تم افتراض أن هذه الفترة أضيق [49]. قد يتم التقليل من نتائج حسابات تاريخ تقسيم الأنواع الأميبية من خلال حقيقة أنه تم معايرة عقدة واحدة فقط ، حيث لا يوجد سجل أحفوري مباشر لأنواع Entamoeba. على الرغم من أن مؤلفين آخرين قد أجروا دراسات تتعلق بعمر شعبة Amoebozoa ككل باستخدام أحافير الحيوانات والنباتات ، إلا أنه لم يكن من الممكن استخدام نتائجهم بسبب الاختلافات في النطاق الزمني والتصنيف [13]. تحتوي بعض تقديرات وقت التباعد لمرشحي HGT على انحرافات معيارية متداخلة ، وهذا أمر مثير للاهتمام بشكل خاص عندما تتزامن مجموعات المانحين ، لأن هذه الجينات كان من الممكن نقلها في نفس الوقت. لتحديد ما إذا كانت هذه الجينات قد تم نقلها في وقت واحد ، تم أخذ بعض الخصائص في الاعتبار: عمر نقل الجينات ، ومجموعة المانحين ، والسياق الأيضي ، والموقع في الجينوم. لقد تم اقتراح أن الجينات ذات الصلة وظيفيًا قد تكون موجودة بشكل وثيق خاصة في جينومات بدائية النواة [50] ، وينبغي توقع أن يؤدي نقل الجينات الأفقي المتزامن إلى وضع واحد أو أكثر من علم xenologs بالقرب من أحدهما الآخر ومرتبطًا وظيفيًا. تشترك جينان في معظم هذه السمات: جينات مانوز -1 فوسفات guanylyltransferase (EHI_052810) وفركتوكيناز (EHI_054510) تم التبرع بها من قبل Bacteroidales ، ربما بين 60 و 70 مليون سنة في الماضي. يشارك كلا الجينين في الفركتوز ، المانوز ، السكر الأميني ، وأيض سكر النوكليوتيدات.

أوضح تأريخ بعض عمليات النقل سبب عدم وجود جينات معينة في بعض جينومات الأنواع الأميبية المدرجة في هذا التحليل (الشكل 3). إن نقل endo-1،4-beta-xylanase (EHI_096280) الذي يحدث 31.45 ± 15.69 Mya هو في الواقع أحدث من الاختلاف بين سلالة E. الغزاة وجد الأنواع الأخرى من Entamoeba (68.18 ± 16.04 Mya) وبالتالي لم يكن هذا الجين موجودًا أبدًا في جينوم السلف المباشر لـ E. الغزاة. على العكس من ذلك ، فقد تسلسل الترميز لبروتين مقاومة 5 نيتروإيميدازول (EHI_068430) ، والذي تم نقله مسبقًا (99.82 ± 29.94 ميا) ، بعد ذلك بواسطة E. الغزاة. يمكن تطبيق نفس الاستنتاج على الترميز الجيني للبروتين الفرضي (EHI_198610) ، والذي تم الحصول عليه 162.08 ± 27.07 ميا من البكتيريا المتقلبة ، والتي أصبحت غائبة الآن في جينوم E. dispar.

هستوليتيكا يبقى كواحد من الطلائعيات مع أكبر عدد من الجينات المنقولة جانبياً من أصل بكتيري في جينوماتهم المشعرات المهبلية و جيارديا لامبليا [9] أو مع عمدة الليشمانيا و المثقبية البروسية [19]. هذا الامتصاص الكبير للجينات البكتيرية ، والذي حدث بشكل عام مبكرًا نسبيًا في التاريخ التطوري لـ Entamoeba الجنس ، قد يكون قد عمل كمحفز للتطور التكيفي. قد يكون التأكيد الأخير واضحًا في حالة ترميز الجينات لـ acetyl-CoA synthetase و adh1 لكن الجينات الأخرى المكتسبة من خلال HGT ، التي تكون وظائفها غير معروفة أو محجوبة بواسطة التعليقات التوضيحية المتحيزة ، قد تكون مهمة أيضًا في تطور هذه الكائنات . سلف الجنس Entamoeba، والتي من وجهة نظرنا ، قد تكون أيضًا أسلاف إندوليماكس، المجهزة بهذه الجينات المكتسبة حديثًا ، ربما حاولت استكشاف أنظمة بيئية جديدة وأشكال جديدة للحياة واستقرت في النهاية في أمعاء الفقاريات.

تضارب المصالح

الكتاب تعلن أنه ليس لديهم المصالح المتنافسة.

شكر وتقدير

يشكر المؤلفون الدعم الجزئي من قبل Grant no. 79220 من المجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا (CONACyT). نشكر Valeria Zermeño و Lilia González-Ceron و Rocío Incera على المراجعة اللغوية ومراجعة الترجمة.

المواد التكميلية

تتكون المعلومات التكميلية من ملفات صور توضح الأشجار الإجماعية التي تم إنشاؤها لهذا البحث. تمت تسمية الملفات برقم انضمام AmoebaDB الخاص بنقل الجينات الأفقي الذي يمكن اختباره. الملفات التي تحتوي على لاحقة “_tre_ed.png” هي الأشجار التي تم إنشاؤها لتقييم ملاءمة التطور للمحاذاة الأقصر ، وقد تم إنشاء هذه الأشجار باستخدام برنامج MrBayes 3.2. يظهر الاحتمال اللاحق لكل عقدة ويظهر الشريط العدد المتوقع من الاستبدالات. تُظهر ملفات إعادة التضمين أشجار الإجماع التي تم إنشاؤها لتسميات مجموعات المانحين. هذه هي طبولوجيا الإجماع التي أعادها برنامج MrBayes 3.2 ، والتي تظهر في كل عقدة ، احتمالها الخلفي. كلما أظهرت شجرة مبنية باستخدام Phyml نفس العقدة ، تمت إضافة قيمة bootstrap يدويًا. يُظهر الشريط عدد الاستبدالات المتوقعة. تم إنشاء ملفات الصور وتحريرها باستخدام برنامج Dendroscope.

مراجع

  1. ستينسفولد ، إم ليباد ، إي إل فيكتوري وآخرون ، "زيادة أخذ العينات يكشف عن سلالات جديدة من entamoeba: عواقب التنوع الجيني وخصوصية المضيف بالنسبة للتصنيف والكشف الجزيئي ،" بروتيست، المجلد. 162 ، لا. 3، pp.525–541، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  2. منظمة الصحة العالمية، تقرير الصحة العالمية 1998 & # x2014Life in the 21st Century: A Vision for All، منظمة الصحة العالمية ، جنيف ، سويسرا ، 1998.
  3. C. Xim & # xe9nez، R. Cerritos، L. Rojas et al.، "داء الزخار البشري: كسر النموذج؟" المجلة الدولية لأبحاث البيئة والصحة العامة، المجلد. 7 ، لا. 3، pp.1105–1120، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  4. H. Tachibana ، T. Yanagi ، C. Lama et al. ، "انتشار Entamoeba nuttalli العدوى في قرود المكاك البرية ريسوس في نيبال وتوصيف عزلات الطفيلي ، " الطفيليات الدولية، المجلد. 62 ، لا. 2، pp.230–235، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  5. E.V Koonin و K. S. Makarova و L. Aravind ، "نقل الجينات الأفقي في بدائيات النوى: القياس الكمي والتصنيف" المراجعة السنوية لعلم الأحياء الدقيقة، المجلد. 55 ، لا. 1 ، ص 709-742 ، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  6. ماري ، و. هاو ، وج. ب. علم الأحياء التطوري BMC، المجلد. 7 ، لا. ملحق 1 ، مقالة S8 ، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  7. بي جي كيلينغ وجي دي بالمر ، "نقل الجينات الأفقي في تطور حقيقيات النوى ،" مراجعات الطبيعة علم الوراثة، المجلد. 9 ، لا. 8 ، ص 605-618 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  8. جلاديشيف ، إم ميسيلسون ، وإي آر أركيبوفا ، "نقل الجينات الأفقي الهائل في الروتيفيرات الدائرية ،" علم، المجلد. 320 ، لا. 5880 ، ص 1210-1213 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  9. جي دبليو ويتاكر ، جي إيه ماكونكي ، ودي آر ويستهيد ، "استكشاف نقل الجينات الأيضية: تحليل النقل الأفقي لجينات ترميز الإنزيم في حقيقيات النوى أحادية الخلية ،" بيولوجيا الجينوم، المجلد. 10 ، لا. 4 ، المقالة R36 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  10. ج.السمارك ، ب.ج.فوستر ، ت.سيشريتز-بونتين ، إس.ناكانج ، تي إم إمبلي ، آر بي هيرت ، "أنماط نقل الجينات الجانبية بدائية النواة التي تؤثر على حقيقيات النوى الميكروبية الطفيلية ،" بيولوجيا الجينوم، المجلد. 14 ، مقالة R19 ، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  11. X. Xia و Z. Xie و M. Salemi و L. Chen و Y. Wang ، "فهرس تشبع الاستبدال وتطبيقاته" علم الوراثة الجزيئي والتطور، المجلد. 26 ، لا. 1، pp.1–7، 2003. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  12. O. Fiz-Palacios و M. Romeralo و A. Ahmadzadeh و S. Weststrand و P. E. Ahlberg و S. Baldauf ، "هل حدث التنويع الأرضي للأميبا (الأميبوزوا) بالتزامن مع نباتات الأرض؟" بلوس واحد، المجلد. 8 ، لا. 9 ، معرف المقالة e74374 ، 2013. عرض على: الباحث العلمي من Google
  13. C. Berney and J. Pawlowski ، "مقياس زمني جزيئي لتطور حقيقيات النوى تمت إعادة معايرته مع سجل الحفريات الدقيقة المستمر ،" وقائع الجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية، المجلد. 273 ، لا. 1596 ، ص 1867-1872 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  14. C.G Clark and L. S. Diamond ، "جينات RNA الريبوسومية لـ & # x2018pathogenic & # x2019 and & # x2018 nonpathogenic & # x2019 المتحولة الحالة للنسج مميزة ، " الطفيليات الجزيئية والكيميائية الحيوية، المجلد. 49 ، لا. 2 ، ص 297-302 ، 1991. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  15. S. Novati ، M. Sironi ، S. Granata et al. ، "التسلسل المباشر لـ PCR تضخيم جين SSU rRNA لـ Entamoeba dispar وتصميم البرايمر للتمييز السريع عن المتحولة الحالة للنسج,” علم الطفيليات، المجلد. 112 ، لا. 4، pp.363–369، 1996. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  16. Sehgal ، و V. Mittal ، و S. Ramachandran ، و S.K. Dhar ، و A. Bhattacharya ، و S. Bhattacharya ، "تنظيم تسلسل النيوكليوتيدات وتحليل دائرة الحمض النووي الريبوزومي للطفيلي الأوالي المتحولة الحالة للنسج,” الطفيليات الجزيئية والكيميائية الحيوية، المجلد. 67 ، لا. 2، pp.205–214، 1994. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  17. B. Loftus ، I. Anderson ، R. Davies وآخرون ، "جينوم الطفيلي الأولي المتحولة الحالة للنسج,” طبيعة سجية، المجلد. 433 ، لا. 7028 ، ص 865 - 868 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  18. C.G Clark ، U. التقدم في علم الطفيليات، المجلد. 65، pp. 51–190، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  19. J.R Grant و L. Entamoeba وتقترح علاقة حميمة سابقة مع الباراباساليد ، " بيولوجيا الجينوم والتطور، المجلد. 6 ، لا. 9، pp.2350–2360، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  20. J. Field ، B. Rosenthal ، and J. Samuelson ، "النقل الجانبي المبكر للجينات التي تشفر إنزيم الماليك ، وتركيب أسيتيل CoA ، ونزعات الهيدروجين الكحول من بدائيات النوى اللاهوائية إلى المتحولة الحالة للنسج,” علم الأحياء الدقيقة الجزيئي، المجلد. 38 ، لا. 3 ، ص 446-455 ، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  21. J.EJ Nixon، A. Wang، J. Field et al.، "دليل على النقل الجانبي للجينات التي تشفر الفيروكسين والنيترودوكتازات وأوكسيديز NADH والكحول ديهيدروجينيز 3 من بدائيات النوى اللاهوائية إلى جيارديا لامبليا و المتحولة الحالة للنسج,” خلية حقيقية النواة، المجلد. 1 ، لا. 2، pp. 181–190، 2002. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  22. C. Aurrecoechea ، A. Barreto ، J. Brestelli et al. ، "AmoebaDB و MicrosporidiaDB: الموارد الجينومية الوظيفية لأنواع Amoebozoa و Microsporidia ،" بحوث الأحماض النووية، المجلد. 39 ، الملحق 1 ، الصفحات من D612 إلى D619 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  23. K. D. Pruitt و T. Tatusova و G. R. Brown و D.R Maglott ، "تسلسلات مرجعية NCBI (RefSeq): الحالة الحالية والميزات الجديدة وسياسة التعليقات التوضيحية للجينوم ،" بحوث الأحماض النووية، المجلد. 40 ، لا. 1، pp. D130-D135، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  24. إم. جونسون وإي.زارتسكايا وإي.ريتسيليس وإي. ميريزوك وس. ماكجينيس وتي إل مادن ، "NCBI BLAST: واجهة ويب أفضل ،" بحوث الأحماض النووية، المجلد. 36، pp. W5-W9، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  25. P. Fey ، و R.J.Dodson ، و S. Basu ، و R.L Chisholm ، "متجر واحد لكل شيء ديكتيوستيليوم: قاعدة ديكتى ومركز ديكتى للأوراق المالية فى عام 2012 "إن بروتوكولات Dictyosteliumdiscoideum، L. Eichinger and F. Rivero، Eds.، pp. 59–92، Humana Press، New York، NY، USA، 2013. View at: Google Scholar
  26. M.A Larkin، G. Blackshields، N. P. Brown et al.، "Clustal W and clustal X version 2.0،" المعلوماتية الحيوية، المجلد. 23 ، لا. 21 ، ص 2947-2948 ، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  27. P. J. A. Cock ، T. Antao ، J. T. Chang et al. ، "Biopython: أدوات Python المتاحة مجانًا للبيولوجيا الجزيئية والمعلوماتية الحيوية الحاسوبية ،" المعلوماتية الحيوية، المجلد. 25 ، لا. 11 ، ص 1422-1423 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  28. K. Tamura ، D. Peterson ، N. Peterson ، G. Stecher ، M. Nei ، and S. Kumar ، "MEGA5: تحليل الجينات التطورية الجزيئية باستخدام أقصى احتمالية ، والمسافة التطورية ، وأساليب البخل القصوى ،" علم الأحياء الجزيئي والتطور، المجلد. 28 ، لا. 10، pp.2731–2739، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  29. X. Xia و P. Lemey ، "تقييم تشبع الاستبدال بـ DAMBE ،" في كتيب النشوء والتطور: نهج عملي للحمض النووي وتكوين السلالات البروتينية، P. Lemy، M. Salemi، and A.M Vandamme، Eds.، pp.615–630، Cambridge University Press، Cambridge، UK، 2009. View at: Google Scholar
  30. X. Xia و Z. Xie ، "DAMBE: حزمة برامج لتحليل البيانات في البيولوجيا الجزيئية والتطور ،" مجلة الوراثة، المجلد. 92 ، لا. 4، pp.371–373، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  31. F. Ronquist ، M. Teslenko ، P. van der Mark et al. ، "Mrbayes 3.2: الاستدلال الوراثي البايزي الفعال واختيار النموذج عبر مساحة نموذج كبيرة ،" علم الأحياء النظامي، المجلد. 61 ، لا. 3، pp.539-542، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  32. D. H. Huson ، D.C Richter ، C. Rausch ، T. Dezulian ، M. Franz ، and R. Rupp ، "Dendroscope: عارض تفاعلي لأشجار النشوء والتطور الكبيرة ،" المعلوماتية الحيوية BMC، المجلد. 8 ، لا. 1 ، المادة 460 ، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  33. داريبا ، جي إل تابوادا ، آر دوالو ، ودي.بوسادا ، "JModelTest 2: المزيد من النماذج ، الاستدلال الجديد والحوسبة المتوازية ،" طرق الطبيعة، المجلد. 9 ، لا. 8 ، ص. 772، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  34. س.Guindon و O. Gascuel ، "خوارزمية بسيطة وسريعة ودقيقة لتقدير السلالات الكبيرة بأقصى احتمال" علم الأحياء النظامي، المجلد. 52 ، لا. 5، pp.696–704، 2003. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  35. كيشينو ، جيه إل ثورن ، و دبليو جيه برونو ، "أداء طريقة تقدير وقت الاختلاف وفقًا لنموذج احتمالي لتطور المعدل ،" علم الأحياء الجزيئي والتطور، المجلد. 18 ، لا. 3، pp. 352–361، 2001. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  36. J.L Thorne و H. Kishino و I. S. Painter ، "تقدير معدل تطور معدل التطور الجزيئي ،" علم الأحياء الجزيئي والتطور، المجلد. 15 ، لا. 12، pp. 1647–1657، 1998. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  37. روتشمان ، التأريخ الجزيئي البايزي باستخدام توقيت PAML / Multidiv. دليل خطوة بخطوة، جامعة زيورخ ، زيورخ ، سويسرا ، 2005 ، http://www.plant.ch.
  38. ر. إي كونتز وب. ج. مايرز ، "طفيليات قرود البابون (بابيو دوجيرا (Pucheran ، 1856)) تم الاستيلاء عليها في كينيا وتنزانيا وشرق إفريقيا " الرئيسيات، المجلد. 7 ، لا. 1، pp.27–32، 1966. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  39. جاكسون ، بي جي سارجيون ، بي إس فيسر ، في. Archivos de Investigacion Medica، المجلد. 21 ، الملحق 1 ، الصفحات من 153 إلى 156 ، 1990. View at: Google Scholar
  40. إي ديلسون ، آي تاترسال ، جيه إيه فان كوفيرنج ، إيه إس بروكس ، موسوعة تطور الإنسان وما قبل التاريخ، Garland Pub & # x26 Grill ، نيويورك ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 2000.
  41. N.G Jablonski ، "أحافير قرود العالم القديم: إشعاع النيوجين المتأخر ،" في سجل الحفريات الرئيسيات، Cambridge Studies in Biological and Evolutionary Anthropology، pp. 255-299، Cambridge University Press، Cambridge، UK، 2002. عرض على: الباحث العلمي من Google
  42. Z. Yang ، "PAML 4: تحليل النشوء والتطور بأقصى احتمالية ،" علم الأحياء الجزيئي والتطور، المجلد. 24 ، لا. 8، pp. 1586–1591، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  43. K. Kitano و A. Tomasz ، "بدء تدهور جدار الخلية ذاتية التحلل في الإشريكية القولونية عن طريق المضادات الحيوية بيتا لاكتام ، " عوامل مضادات الميكروبات والعلاج الكيميائي، المجلد. 16 ، لا. 6، pp.838–848، 1979. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  44. U.C Alsmark ، T. Sicheritz-Ponten ، P.G Foster ، R.P Hirt ، and T. المتحولة الحالة للنسج و المشعرات المهبلية,” طرق في علم الأحياء الجزيئي، المجلد. 532 ، ص 489-500 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  45. ريكارد ، إن آر ماك إيوان ، ب.إي دوتيله وآخرون ، "يشير نقل الجينات الأفقي من البكتيريا إلى أهداب الكرش إلى التكيف مع بيئتها اللاهوائية الغنية بالكربوهيدرات ،" علم الجينوم BMC، المجلد. 7 ، لا. 1 ، المقالة 22 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  46. K. Moszczy & # x144ski و P. MacKiewicz و A. Body & # x142 ، "دليل على نقل الجينات الأفقي من بكتيريا البكتريا إلى دوائر دينوفلاجيلات الصغيرة ،" علم الأحياء الجزيئي والتطور، المجلد. 29 ، لا. 3 ، ص 887-892 ، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  47. أهلا. تشيون ، S.-H. تشو ، ج. Lee et al. ، "حالة العدوى لمرضى الإسهال في المستشفى الذين يعانون من البروتوزوا والبكتيريا والفيروسات المعدية المعوية في جمهورية كوريا" المجلة الكورية لعلم الطفيليات، المجلد. 48 ، لا. 2، pp. 113–120، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  48. J.M Galv & # xe1n-Moroyoqui و M. del Carmen Dom & # xednguez-Robles و E. Entamoeba والبكتيريا الممرضة للأمعاء تعدل تلف الخلايا الظهارية ، " PLoS أمراض المناطق المدارية المهملة، المجلد. 2 ، لا. 7 ، المقالة e266 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  49. إم إي ستيبر وإن إم يونغ ، "تواريخ الاختلاف الجزيئي الرئيسي" ، علم الوراثة الجزيئي والتطور، المجلد. 41 ، لا. 2 ، ص 384-394 ، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  50. T. Dandekar و B. Snel و M. Huynen و P. Bork ، "الحفاظ على ترتيب الجينات: بصمة من البروتينات التي تتفاعل جسديًا ،" الاتجاهات في العلوم البيوكيميائية، المجلد. 23 ، لا. 9، pp.324–328، 1998. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل

حقوق النشر

حقوق النشر & # xa9 2016 ميغيل روميرو وآخرون. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، بشرط الاستشهاد بالعمل الأصلي بشكل صحيح.


شاهد الفيديو: مقطع عن الانشطار الثنائي في البكتريا (قد 2022).