Горизонтальный перенос генов (ГПГ)

1.Универсальность генетического кода-идентичен во всех организмах (АУГ-кодирует метионин). Свойство универсальности создает возможность экспрессии в бактериальных генах и наоборот.

2.Структурная организация всех организмов-тотипотентность клетки (1 нитевый генетический материал, регулиция ДНК)

3 процесса: изменчивость, отбор и наследственность обеспечивают приспособление организмов к окружающей среде.

Изменчивость м.б. обусловлена ГПГ (несколько механизмов; у бактерий перенос узаконен-конъюгация, трансдукция, трансформация, вирусы, плазмиды и МГЭ + перенос в симбиотических системах при физическом контакте клеток)

ГПГ у прокариот-важный процесс видообразования, фактор становления биосферы.

Возникали и совершенствовались барьеры, которые «размывали» геномы-разграничение контакта, транспортировки генов, репаративные механизмы, рестрикционные процессы.

ГПГ у эукариот имеет большие ограничения, чем у бактерий.

3 надцарства: Археи, Бактерии, Эукариоты.

Сравнение геномов-выявление переноса по:

1)нуклеотидный состав ДНК (Чаргаф, АТ и ГЦ содержание видоспецифично). Профаги, МГЭ, интегроны, островки патогенности.

2)частота встречаемости в гене кодонов (ограниченный набор

3)ген «чужой», сходен с гомологичным геном из отдаленного таксона, но отсутствует у близкородственного

4)на основании сравнения белковых доменов (домены-консервативные нуклеотидные последовательности, обеспечивающие функции кодирования.) Присутствуют в белковых молекулах у разных организмов, могли возникнуть в результате ГПГ.

Большинство доменов представлено гомологичными последовательностями имеющих единое происхождение+de novo возникали. Изменялось окружение-менялись функции.

3 типа переноса генов:

1) Гены-ортологи – приобретение нового гена для которого нет гомологии в собственном геноме и нету в близкородственном- возникали новые признаки.

2) Приобретение паролога – структорно-похожий ген, имеющий дальнее родство с имеющимся геном – увеличение функционального разнообразия белков в клетке, усиливают функцию.Не полностью похож.

3) Приобретение ксенолога – гены замещающие ген в геноме, при этом такой ген элюминируется и замещается новым. Они структурно различаются, но выполняют одинаковые функции. Может незначительно меняться функция.

Выгода от чужого гена:

1. Появление нового пути анаболизма/катаболизма

2. Может повышаться устойчивость к АБ, токсинам, патогенам.

3. Замещение одних генов другими приводит к изменению нормы реакции