Ewolucja genomu

Organizacja genomu

• Wielkość genomu

• Rola poliploidów w ewolucji

• Zmiany strukturalne chromosomów

DNA-RNA, kod genetyczny, syntenia genów prowadzi do bioróżnorodności

GENOM (zawartość inf. Genetycznej) procesy wpływające na strukturę jądrowego genomu:

• Delecje, wzrost, duplikacje, diploidyzacja, amplifikacja, redukcja, allopoliploidyzacja, poliploidyzacja, insercja, hybrydyzacja, rearanżacje.

Wielkość genomu jest charakterystyczna dla gatunku

X - lb genomów

n - lb chromosomów

C - zawartość DNA

Najmniejszy genom Fragaria vivdis

Największy genom Fritillaria assyrica

Wielkość nie ma korelacji z lb chromosomów

Zmiennośc wewnątrzgatunkowa w lb wynika z stopnia poliploidyzacji, amplifikacji DNA, obecności B chromosomów.

Wielkość genomu, a cykl życiowy:

• Jednoroczne gatunki, mniej DNA niż wieloletnie (jedno- dwuliścienne)

• Diploidy jednoroczne mała zmienność zawartości DNA wieloletnie duża zmienność

• Efemerydy bardzo mały genom

• Obligatoryjne wieloletnie jednoliścienne gatunki, znacznie większy genom niż fakultatywne

• Nagonasienne większy genom niż drzewiaste okrytonasienne

1. Warunki środowiskowe mogą stanowić czynnik powodujący eliminację gatunków z dużym genomem, upośledzonym pod względem zdolności adaptacyjnych co przyczynia się do postępującej dominacji gatunków z małym genomem

2. Zdolności przystosowawcze poliploidów doprowadziły do ich dominacji we florze roślin okrytonasiennych

3. Gatunki z małymi genomami mogą istnieć w środowiskach niekorzystnych gdyż charakteryzują się krótkim cyklem życiowym i intensywniejsza fotosyntezą

Powtarzalne sekwencje DNA 2-10 000 pz

Tandemowo: (satelitarne, mikrosatelitarne, minisatelitarne, telomerowe)

Rozproszone: (Transpozony, retrotranspozony)

Elementy ruchome - transpozony duża cześć genomu, korelacja zawartości elementów ruchowych, a wielkości.

Mechanizmy prowadzące do zwiększenia rozmiaru genomu i liczby genów:

• niesymetryczny c-o

• translokacje wzajemne i niewzajemne pomiędzy chromosomami homologicznymi

• różne formy aneuploidów

• poliploidyzacja

Duplikacja genów pozwala na ewolucję nowych genów gdy 1 para genów funkcjonuje normalnie, druga para może mutować i w odpowiednim momencie może wykazywać przewagę adaptacyjną (kilka mln lat) [bo zmiany w środowisku] ekspresja tego genu może dać przewagę adaptacyjną

Poliploidy

70% kwitnących roślin w swoim cyklu było nim chociaż raz (pszenica, rzepak, banany, ziemniaki, bawełna, tytoń)

Istnieją ukryte allopoliploidy A. Thaliana kukurydza

Poliploidyzacja - subfunkcjonalizacja - utrzymanie przez zduplikowane geny orginalnych funkcji

Neofunkcjonalizacja nabycie przez zduplikowane geny nowych funkcji

Poliploidyzacja dostarcza materiał genetyczny umożliwiający adaptacyjnę przez dywergencję

Obserwuje się tendencję diploidyzacji (ale jako przeciwne do alloploidyzacji!!!!) procesy rearanzacje, in/del zachodzące w genomie i prowadzą do zróżnicowania genomów. Mejoza jest wówczas prawidłowa np.: kukurydza, arabidopsis

Przyczyny tego że wielkość genomu jest niższa od oczekiwanej (bo powinno być proporcjonalnie do ilości kopi) utrata sekwencji, eliminowanie

---