A gének és a filogenetikus fák vízszintes transzferjei - SVT Lyon

A gombák és rovarok közötti horizontális géntranszferek bemutatása a BLAST eszközzel és a parsimony elvének alkalmazásával.

Kapcsolatok a BO-val

Terminál specialitás: A Föld, az élet és az élőlények szervezete
Genetika és evolúció
A genomok komplexitása: horizontális transzferek és endoszimbiózisok

A DNS egyetemessége és felépítésének egyedisége az élővilágban lehetővé teszi genetikai cserét az organizmusok között, amelyek nem feltétlenül kapcsolódnak egymáshoz.
A genetikai anyag cseréje, a nemi szaporodáson kívül, horizontális transzfert jelent. Különböző folyamatokkal (vírus vektorok, baktériumok konjugációja) történik.
A horizontális transzferek nagyon gyakoriak, és nagyon jelentős hatással vannak a populációk és az ökoszisztémák fejlődésére. Az emberi egészségügyi gyakorlatok érintettek (az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia terjedése).

Célok

Fedezze fel a bioinformatika és a genetika kutatóinak munkaeszközeit.
Kommunikálni és használni a digitális technológiát (érveléssel kommunikálni a folyamatairól, eredményeiről, kutatásairól, választásairól).
Gyakorolja a kritikus gondolkodást.

A probléma

Meg akarjuk igazolni, hogy egyes ízeltlábúak fitofág étrendjének megszerzését a baktériumokból vagy gombákból származó gének horizontális transzferje tette lehetővé.

Didaktikai szinten

1) A foglalkozás motivációja
Néhány ízeltlábú fitofág étrendet folytat, vagyis kizárólag növényekkel táplálkozik. Az emésztés során a bélenzimek elpusztítják a növény falát alkotó növényi makromolekulákat (cellulóz, lignin, pektin stb.). Ezeket az enzimeket a GH 28, GH 45, GH 11, CE 8 stb. Gének kódolják. Konkrétabban a pektin lebontásában szerepet játszó GH 28 gén érdekli. A legújabb kutatások kimutatták, hogy ezeket az enzimeket horizontális géntranszfer révén szerezték volna meg: az egyik fajból származó GH 28 géneket (baktériumok, gombák stb.) Millió évvel ezelőtt integrálták volna egy másik fajba (néhány ízeltlábúba).

transzferjei

2) A tevékenység megfogalmazása

Érvelj mert igazolni mint:

  1. A gombás genomokból az ízeltlábúak genomjába történő horizontális genetikai transzferek megmagyarázzák egyes ízeltlábúak fitofág étrendjének megszerzését.
  2. A fitofág étrend elsajátítása nem kapcsolódik olyan evolúciós újításhoz, amely az ízeltlábúak közös ősében jelent meg.

Munka támogatja

  • Digitális támogatás: BLAST weboldal https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
    és műszaki lap
  • Dokumentum korpusz:

    > XP_009550975.1
    MSALTLVLLLSATTVSSVFGASSCVGTISSLDDVAAAVKCTTVNINSFIVPAGKTFDLSLAAGTTVNLNG
    DVSFGNQTWAGPLFQISGSSITFNGNGHTFNGNGPFYWDGQGGNGGVTKPHPMMKIKISGTFTNIKVLNS
    PAHVYSVSNPAPLVMSKLTIDNSAGDAANSKSGGKAAGHNTDGFDVSTTDLTIEDSTVYNQDDCIAINKG
    SNIVFQRNTCVGGHGISIGSISTGATVSGVIISGNTITNNDNGLRIKTKASATDASVSNVTYSGNTATGI
    RKYGVLIDQSYPDTLGTPGKNVHISGITFSGAESDVAVVSGAKRVAVNCGDCTGTWDWGKLKVSGGSAGS
    ISGFSGIENFSL

    1. dokumentum: A gomba GH 28 szekvenciája (poligalakturonáz enzim) Heterobasidion szabálytalan

    2. dokumentum: Az ízeltlábúak filogenetikai fája.
    A zöld, piros és kék vonalak a tudósok által kiemelt vízszintes transzfereket jelzik.
    Forrás: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4943190/pdf/evw119.pdf

    3. dokumentum: A parsimony elve.
    A parsimony elve, a hipotézisek gazdaságosságának elve a legkevesebb átalakulást (vagy evolúciós újítást) alkalmazó filogenetikai fák megtartásához vezet.
    Forrás: "Értse meg és tanítsa meg az élőlények osztályozását", Lecointre és Le Guyader, Éditions Belin.

    Dokumentumforrások

    Értékelés

    Referenciaértékek:

    • A dokumentumokból vett elemek relevanciája a tudományos probléma megoldása érdekében.
    • A probléma átfogó kezeléséhez szükséges ismeretek teljessége és relevanciája, a dokumentumok adatai mellett.