Strona główna > biologia, ewolucja, nauka > Pasażer na gapę czyli znowu o Wolbachii

Pasażer na gapę czyli znowu o Wolbachii

Listopad 10, 2007 Dodaj komentarz Go to comments

Wymiana DNA między osobnikami różnych gatunków – poziomy transfer genów – zdarza się przede wszystkim wśród bakterii, jednak zdarza się też i w innych częściach drzewa życia. Zanotowano nieliczne przypadki, gdzie transfer nastąpił między eukariontami, np. między różnymi owadami, czy między bakteriami a archeowcami. Teraz mamy dodatkowy przypadek – stabilny poziomy transfer genów z bakterii do wielokomórkowego organizmu eukariotycznego. Wspominałam już o Wolbachia pipientis – to endosymbiotyczna bakteria, która żyje w komórkach bezkręgowców (na obrazku – żółte kropki to Wolbachie w oocycie muchy). Jest ona przekazywana na następne pokolenia tylko przez matki – w cytoplazmie oocytów. Dlatego na różne sposoby “manipuluje” gospodarzem tak, żeby zainfekowanym samicom rodziło się więcej córek, a gospodarz usiłuje się przed nią bronić – nieraz z sukcesami. Okazuje się jednak, że czasami losy Wolbachii toczą się zupełnie inaczej.

Niedawno w Science ukazał się artykuł opisujący odkrycie genów Wolbachii w genomie innego stworzenia. Naukowcy odkryli fragmenty bakteryjnego DNA w genomach ośmiu różnych bezkręgowców – muszek owocowych, os i nicieni. Jednank najeiskza niespodzianka czekała na nich, kiedy przyjrzeli się tropikalnej muszce Drosophila ananassae. W jej genomie ukryty jest prawie cały genom Wolbachia pipientis. Naukowcy byli dość zaskoczeni, więc żeby wykluczyć infekcję tym pasożytem i zanieczyszczenie badanych próbek jego DNA, muszki przed badaniem dostały antybiotyki. Jednak to nie pomogło, geny Wolbachii nadal towarzyszyły genom muszki. Poza tym krzyżówki z muszkami z innych rejonów świata, kitóre nie mają tego pasażera w genomie, wykazały, że geny Wolbachii dziedziczą się także po ojcu, i że dostają je obie płcie. Czyli cały genom pasożyta wkleił się do jednego z chromosomów muchy, i wraz z nim jest przekazywany potomstwu. Obok widoczny jest właściwy chromosom Drosophila ananassae, do którego przyczepiona jest wybarwiona na zielono sonda rozpoznająca geny Wolbachii.

Autorzy odkrycia twierdzą, że taki duży kawał DNA musi dawać muchom jakieś korzyści, zwłaszcza, że 28 spośród 1200 genów bakterii ulega transkrypcji. Jednak poziom tej transkrypcji jest bardzo niski. Więc czy można mieć pewność co do tego, że bakteryjne DNA przynosi muchom korzyść? W końcu ostatnio upewniliśmy się, że transkrypcji ulegają większe obszary genomu, niż dotąd sądzono, ale co do znaczenia tej transkrypcji nadal nie ma pewności – być może produkowane RNA jest do czegoś potrzebne, ale może to być szum związany z niedokładną kontrolą kolejnych etapów transkrypcji (np. startu) czy testowanie DNA pod kątem uszkodzeń.

Poza tym w naszych genomach można znaleźć liczne sekwencje, które wydają się nie pełnić żadnej funkcji – stąd mówi się często tym, że większość eukariotycznych genomów stanowi śmieciowe DNA (junk DNA). Są to np. sekwencje pochodzenia wirusowego czy niedziałające pseudogeny. W genomach wielu eukariontów można też znaleźć fragmenty DNA zwane numt – są to kopie kawałków genomu mitochondrialnego, które trafiły do jądra komórki i stanowią teraz część chromosomów, mimo, że w mitochondriach nadal funkcjonuje oryginalna wersja genomu. A w końcu mitochondria zaczynały jak Wolbachia – już wspominałam, że teoria endosymbiotyczna głosi, że wzięły się one (podobnie jak chloroplasty) z bakterii żyjących w przodkach komórek eukariotycznych. U człowieka takich numtów jest ponad 400, z czego kilkadziesiąt pojawiło się w naszym genomie już po rozdzieleniu się naszej i szympansiej linii rodowej (Hazkani-Covo i Graur 2007). Czasem ich wepchnięcie w niewałściwe miejsce może spowodować chorobę. U drożdży – więc pewnie i u innych organizmów eukariotycznych – wklejanie numtów do genomu jądrowego odbywa się przy okazji naprawy uszkodzeń w DNA polegających na pęknięciu obu nici (Ricchetti et al. 1999). W niektórych organizmach można znaleźć kopię prawie całego genomu mitochondrialnego wklejoną w genom jądrowy, i nie wygląda na to, żeby tam cokolwiek robiła.

Być może kiedyś uda się zbadać, czy geny Wolbachii w genomie jądrowym dają muchom jakieś korzyści. Jeśli tak, i jeśli posiadanie Wolbachii w komórkach to dla muchy zaleta, to może Wolbachia pipientis podąży śladem mitochondriów czy chloroplastów, i stanie się kolejnym organellum komórkowym?

 

  1. sz
    Listopad 10, 2007 o 3:35 pm

    muchy maja DNA od bakterii a Jeff Goldblum miał DNA od muchy🙂

  2. Listopad 11, 2007 o 3:30 pm

    Ojej, co to jest „nonsense-mediated decay” (to w odniesieniu)?

  3. Listopad 12, 2007 o 10:30 am

    „nonsense-mediated decay” (NMD) to mechanizm, dzięki któremu komórka pozbywa się mRNA, w których pojawił się przedwczesny kodon stop (stąd nonsense). zwykle z takich mRNA powstałyby przykrótkie i nieaktywne białka. więc ich rozpoznawanie i degradacja to zabezpieczenie przed produkcją uszkodzonych białek. ale oczywiście okazało się, że nic nie jest takie proste, na jakie wygląda, i czasem ten sam mechanizm jest używany do kontroli ilości potrzebnych mRNA. trochę o NMD i o tym, co wiadomo na temat tego, jak takie mRNA są rozpoznawane, wcześniej pisałam tu oraz tu. czy potrzebujesz więcej informacji?

  4. Listopad 13, 2007 o 9:54 pm

    Nie, dziękuję, najpierw trzeba przetrawić to co postawiłaś na stole🙂

  1. Listopad 22, 2008 o 9:20 pm

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d bloggers like this: