Open-unicelular, distructive și complet reconstruiește genomul sale

Conform noilor date obținute în echipa de cercetare de la Universitatea Princeton, în natură există un organism unic unicelular, care poate distruge complet și reconstrui genomul lor. Astfel, posedă o capacitate neobișnuită de a forma Oxytricha trifallax, locuind în apele stătătoare.

O singură celulă a corpului conține ADN-ul de la aproape un sfert de milion de baze, și toate dintre ele sunt reconstruite, atunci când vine vorba de împerechere. Genomul O. trifallax stocate sub formă de unități genetice izolate și după împerechere merge nouă combinație de ADN de la 225 mii de filamente minuscule. Toate acestea se întâmplă în termen de aproximativ 60 de ore.

"capacitatea organismului de a dezasambla si rapid pentru a asambla propriile gene este extrem de dificil pentru orice formă de viață. Iar faptul că această capacitate are una dintre cele mai simple organisme de pe Pământ, subliniază numai adevărata diversitate a vieții pe planeta noastră", - spune autorul principal al studiului Laura Landweber (Laura Landweber), profesor de ecologie si biologia evolutionista la Universitatea Princeton.

Potrivit oamenilor de știință, acest organism - viață exemplu de încercare de a trece la un nivel evolutiv mai complex, rămânând unicelulare. Există și alte exemple de reorganizare a genomului in natura, dar O. trifallax, detine cu siguranta recordul pentru complexitatea executării acestei orientări.

Din punct de vedere practic O. trifallax este un organism model. Unicelulară poate servi ca model pentru intelegerea modului de cromozomi în organismele superioare, cum ar fi oameni, "fărâmița" și merge înapoi. Un astfel de mecanism ar putea avea loc în timpul dezvoltării tumorilor canceroase. Dar, în timp ce dinamica reorganizarea cromozomi in celulele canceroase pot fi imprevizibile și haotic, O. trifallax prezinta un model de reconstrucție comandate de cromozomi.

organisme unicelulare O. trifallax populează bălțile de pe suprafața de alge și poate reconstrui genomul lor, cum ar fi mozaic (Figura John Bracht, American University, Robert Hammersmith, Ball State University).

"Când este vorba de corpul uman, reorganizarea genomului este aproape întotdeauna un lucru rău, pentru că ordinea strictă de construcție a bazelor de ADN-ului este rupt. Dar organismul unicelular utilizează mecanisme biologice menite secvențierea cromozomii pentru a construi o nouă genă, care nu este mai rău decât cel vechi"- explică Landweber, care a folosit metoda de secventiere, Pacific Biosciences, care permite "citit" molecule unice lungi.

Biologii, care nu au participat la acest studiu, susțin că munca Landweber și colegii ei arată că informația genetică a unui organism poate suferi modificări semnificative înainte de a va fi de fapt folosit pentru a construi o componentele celulelor vii.

În plus față de complexitatea manipulării lor genetice, O. trifallax are alte caracteristici distinctive. Este o dimensiune mare de celule, care este de aproximativ 10 ori mai mare decât dimensiunea medie a celulelor umane. De asemenea, organismul conține două nuclee în loc de una, și ei înșiși nu reglementează nuclee de celule operații interne și conțin ADN-ul si genele sunt transmise la descendenți în timpul redării de obicei.

O. trifallax celulă unică rămâne ADN activ în termen de un nucleu de lucru și utilizează a doua stocare "arhive" material genetic și se transferă la următoarea generație. Că genomului doilea miez, așa-numita reorganizare a liniei germinale supuse la crearea ulterioară a unui nou nucleu de lucru descendenți.

"Interesant, trifallax O. folosește procesul de împerechere doar pentru schimbul de informații genetice, dar nu pentru autoreproducere. In timpul actului sexual cele două organisme au fuzionat împreună pentru a partaja jumătate din informația lor genetică. Fiecare celulă urmărește să înlocuiască genele de îmbătrânire și noi utilizări pentru materialul partenerului său. Cu toate acestea, ambele celule construi un nou nucleu de lucru, apoi cu setul actualizat de cromozomi. Le întinerește și diversifice materialul genetic, care este foarte bun pentru viitorul corpului"- spune Landweber într-un comunicat de presă.

Membrii speciei O. trifallax se împerechează numai pentru schimbul de informații genetice (foto Wikimedia Commons).

In timpul acestui proces, gene mixte în germline nucleu sortate forma și aproximativ 225 mii de segmente de ADN mici, fiecare dintre care este folosit pentru a restaura partenerii lor întineri cromozomi. Munca de oameni de știință au demonstrat că milioane de non-codare molecule de ARN din generația anterioară pentru a ajuta în acest proces, marcarea și sortarea segmentelor de ADN în ordinea corectă.

"Nu mai puțin remarcabil și foarte complexitatea genomului. In O. trifallax ADN-ul conține aproximativ 16.000 de cromozomi activi in ​​nucleu, în timp ce celulele umane au doar 46 de cromozomi. Cele mai multe dintre cromozomi bodys conțin doar o singură genă, dar chiar și aceste gene pot juca un rol important în procesele biologice. Fiecare genă a celulei poate consta în orice combinație de segmente de ADN individuale în număr de la unu la 245"- Landweber spune, a cărui lucrare a fost publicata in revista Cell.

Genetica excepționale O. trifallax îi permite să bequeath numai lucruri sanatoase. Din acest motiv, corpul este foarte frecvente în întreaga lume. Potrivit oamenilor de știință, corpul uman are multe de învățat de la aceste unicelular.

Este posibil ca într-o zi biologia si genetica va înțelege în acest proces atât de bine încât acestea să poată folosi pentru a crea un unic organisme modificate genetic.