V genomu Trichomonas je bilo dvakrat toliko genov kot pri ljudeh • Alexander Markov • Znanstvene novice o "Elementih" • Genetika, medicina

V genomu Trichomonas je bil dvakrat več genov kot ljudi

Na tem fotografskem flagellatu Trichomonas vaginalis prikazana v procesu delitve celic (deljena je skupaj). Fotografije iz www.k-state.edu

Preberite genom Trichomonas – povzročitelja venske bolezni trihomonijaze. V majhnem parazitskem žarečku se je izkazalo, da je dvakrat toliko genov kot pri ljudeh, čeprav je genom sam 20-krat manjši, kar kaže na zelo gosto paketo genskih informacij. V genomu Trichomonas je bilo najdenih več kot sto genov bakterijskega izvora, od katerih nekateri olajšajo vezavo parazita na gostiteljske celice.

Velika mednarodna ekipa znanstvenikov iz ZDA, Velike Britanije, Danske, Kanade, Belgije, Italije, Češke republike, Nemčije, Avstralije in Tajvana poročala v zadnji številki revije Znanost branje gena Trichomonas (Trichomonas vaginalis) – enicelularni žolčnik, ki živi izključno v sečnem ušesu osebe in povzroča vnetno bolezen trihomonazo (trihomonijaza).

Z biološkega vidika je Trichomonas zanimiv predvsem zato, ker je eden izmed najbolj primitivnih predstavnikov evkariontskih čezmorskih organizmov s celičnim jedrom.

Izkazalo se je, da je genom Trichomonas vsaj 65% sestavljen iz podvojenih mest. Zaradi številnih ponovitev je zelo težko "sestaviti" branje fragmentov genoma v celih kromosomov (šest jih je v Trichomonasu), to delo še ni končano. Raziskovalci poročajo le o "osnutku" (osnutek) branje. Vendar pa se je izkazalo, da je bilo dovolj zanimivih za številne zanimive zaključke.

Velikost trihomonasnega genoma je približno 160 milijonov baznih parov (pri ljudeh je skoraj 20-krat večja), število genov, ki kodirajo proteine, je približno 60.000 (pri ljudeh je približno polovica velikosti). Torej, genom trihomona je bil zelo "tesno zapakiran". Introni – nekodirani vložki, ki so prisotni v večini evkariotskih genov – se najdejo le pri 65 genih Trichomonas, kar kaže tudi na močno zbijanje informacij.

Znanstveniki so odkrili številne znake, da je trichomonad med svojim razvojem aktivno izposodil gene iz prokariota, tudi iz črevesnih bakterij Bakteroideti. Ugotovljeno je bilo 165 genov, ki so bili najverjetneje pridobljeni na ta način. To so predvsem geni encimov, vključenih v presnovo ogljikovih hidratov in aminokislin, kot tudi geni, ki kodirajo proteine, s pomočjo katerih je parazit (bakterije ali trihomone) pritrjen na gostiteljske celice.

Genom Trichomonas je bogat z različnimi mobilnimi genetskimi elementi (vgrajeni fragmenti virusnih genomov, transposoni, retrotransposoni). Analiza raznovrstnosti in porazdelitve mobilnih in ponavljajočih se elementov Trichomonas ter primerjava z drugimi enoceličnimi žolbinami je pokazala, da je genom Trichomonas relativno nedavno (v evolucijski časovni lestvici) doživel velike spremembe. Očitno je njena velikost nedavno dramatično narasla zaradi podvajanja (podvojitve) nekaterih velikih območij. Pri prilagajanju parazitskemu načinu življenja so trihomonadi večkrat pomnožili gene, ki so potrebne za vnos posameznih molekul proteinov in celic, gostitelja ali bakterij. Vse te značilnosti so očitno povezane z dejstvom, da se je Trichomonas šele pred kratkim začel parazitizirati v sečnem človeškem črevesu, postopek adaptacije v novi habitat pa še ni končan.

Med nepričakovanimi ugotovitvami so geni, ki so potrebni za mejozo, posebno varianto celične delitve, pri kateri se število kromosomov prepolovi in ​​nastanejo gamete.Do sedaj so verjeli, da Trichomonas nima spolne reprodukcije (in posledično meioze), zdaj pa moramo priznati, da ima še vedno spolno reprodukcijo ali pa je bila v nedavni preteklosti.

Za razliko od velike večine drugih evkariontov, Trichomonas praktično ne potrebuje kisika. Nima niti mitohondrije – organelov, ki služijo za celično dihanje. Namesto tega imajo tako imenovane hidrogenome, ki so zunaj podobni mitohondriji in celici zagotavljajo energijo, vendar na drugačen način. V mitohondrijih se končni produkti (v bistvu odpadki) citoplazemskega presnovka oksidirajo s kisikom, pri čemer se tvorijo protoni iz organskih molekul in nastanejo elektroni, ki se končno kombinirajo s kisikom in vodo. Pri hidrogenoma se ti protoni in elektroni preprosto združujejo med seboj in nastane molekularni vodik (ki je seveda manj energetsko koristen – v tem procesu se manj ATP oblikuje kot pri dihanju kisika). V genomu Trichomonas so našli 138 genov, ki kodirajo hidrogenske proteine, večina teh proteinov je podobna mitohondrijskim proteinom.To potrjuje stališče, po katerem imajo mitohondriji in hidrogenomi skupno poreklo (opozarja, da glede na splošno sprejeto stališče mitohondrije izvirajo iz simbioznih alfabrotektikov).

Trichomoniasis okuži približno 170 milijonov ljudi na leto, zato je branje parazitskega genoma zelo praktičen pomen. Znanstveniki so uspeli najti številne nove potencialne "ciljne droge", ki so bistvenega pomena za gene Trichomonas in beljakovine, ki nimajo analogov pri ljudeh in katerim farmakologom lahko pridobivajo inhibitorske snovi. Danes se trihomonijaza zdravi z zdravili na osnovi 5-nitroimidazola. Ta zdravila v hidrogenomih parazita se pretvorijo v strupene nitro radikale. Vendar pa je v približno 2,5-5% primerov parazit odporen na uporabljena zdravila. Branje genoma Trichomonas je razkrilo biokemično naravo tega upora in ugotovilo, da geni, ki bi vplivali (naj bi) odvzeli parazitu svoje sposobnosti, da se upreti prizadevanjem zdravnikov.

Vir: Jane M. Carlton et al. Osnutek genomske sekvence spolno prenosljivega patogena Trichomonas vaginalis // Znanost. 2007. V. 315. str. 207-212.

Glej tudi:
Število genov v ciliatnem genomu je bilo enako kot pri ljudeh, "Elements", 07.09.2006.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: