Генетическая экология
Генетическая экология — это изучение стабильности и экспрессии различного генетического материала в абиотических средах. [1] Обычно генетические данные не рассматриваются за пределами какого-либо организма, за исключением криминалистической экспертизы. Однако генетический материал обладает способностью поглощаться различными организмами, существующими в абиотической среде, посредством возможных естественных преобразований. [2] Таким образом, эта область исследований фокусируется на взаимодействии, обмене и экспрессии генетического материала, который не мог бы быть общим для видов, если бы они не находились в одной и той же среде.
История
[ редактировать ]Э. Б. Форд был первым генетиком, начавшим работать в этой области исследований. Э. Б. Форд работал в основном в 1950-е годы и наиболее известен своей работой с Maniola jurtina и публикацией книги под названием «Экологическая генетика» в 1975 году. [3] [4] Этот тип эволюционно-биологических исследований стал возможен только после того, как в 1937 году был разработан гель-электрофорез. [5] До этого не существовало высокопроизводительного метода анализа ДНК. Эта область исследований стала становиться более популярной после 1980-х годов с развитием полимеразной цепной реакции (ПЦР, 1985) и электрофореза в полиакриламидном геле (стр. 1967). [6] [7] С помощью этой технологии сегменты ДНК можно будет секвенировать, амплифицировать и производить белки с помощью бактериальных трансформаций. Генетический материал вместе с белками можно будет проанализировать и создать более правильные филогенетические деревья.
После исследования Э. Б. Форда многие другие экологи-генетики продолжили исследования в области генетической экологии, например П. Т. Хэнфорд. [8] Алина фон Таден, [9] и многие другие. [10] [11] [12] [13] [14]
Перенос генов
[ редактировать ]Генетическая информация может передаваться по экосистеме разными способами. Первым из них, в наименьшем масштабе, является перенос бактериальных генов (см. Бактериальная трансформация ). Бактерии обладают способностью обмениваться ДНК. Этот обмен ДНК, или горизонтальный перенос генов , может обеспечить различные виды бактерий генетической информацией, необходимой им для выживания в окружающей среде. [15] Это может помочь многим видам бактерий выжить в окружающей среде.
Подобное событие может произойти между растениями и бактериями. Например, Agrobacterium tumefaciens обладает способностью вводить в растения гены, вызывающие развитие желчнокаменной болезни. Это происходит посредством генетического переноса между A. tumefaciens и рассматриваемым растением. [16]
Фактически, подобное событие происходит каждый раз, когда вирусные инфекции возникают внутри живых организмов. Вирусы , будь то вирусы с положительным или отрицательным смыслом, требуют , чтобы живой организм реплицировал их гены и производил больше вирусов. Попав в живой организм, вирус использует полимеразы, рибосомы и другие биомолекулы для репликации своего собственного генетического материала и производства большего количества генетического материала вируса, аналогичного исходному вирусу. [17] Таким образом, перенос генов может происходить разными способами. Таким образом, изучение этого переноса генов в каждой экосистеме, будь то через бактериальную экосистему или через экосистему организма, генетическая экология — это изучение этого переноса генов и его причин.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Келленбергер, Э. (15 мая 1994 г.) «Генетическая экология: новая междисциплинарная наука, фундаментальная для оценки эволюции, биоразнообразия и биобезопасности» Experientia vol50:5, стр. 429–437
- ^ Ледерберг, Дж. (1994) Трансформация генетики, Университет Рокфеллера, Нью-Йорк, Нью-Йорк
- ^ Экологическая генетика (nd)
- ^ Бакстер С.В. и др. (2017) «Возврат к Э. Б. Форду: оценка долгосрочной стабильности рисунка пятен на крыльях и генетической структуры популяции луговой коричневой бабочки на островах Силли» Наследственность
- ^ Тиселиус, А. (25 января 1937 г.) «Новый аппарат для электрофоретического анализа коллоидных смесей» Труды Общества Фарадея
- ^ Шапиро, А.Л. и др. (7 сентября 1967 г.) «Оценка молекулярной массы полипептидных цепей методом электрофореза в ДСН-полиакриламидных гелях» Biochem Biophys Res Commun
- ^ «История ПЦР». Архивировано 13 марта 2011 г. в Wayback Machine (2004).
- ^ Хэндфорд PT. (1973) «Модель вариаций ряда генетических систем Maniola jurtina», острова Силли. Proc R Soc B Biol Sci 183: 285–300. |
- ^ Таден, А. и др. (11 августа 2017 г.) «Оценка генотипирования SNP неинвазивно собранных образцов дикой природы с использованием микрофлюидных массивов» Scientific Reports
- ^ Фрашон, Л. и др. (27 июля 2017 г.) «Промежуточные степени синергетической плейотропии стимулируют адаптивную эволюцию в экологическое время» Природа, экология и эволюция
- ^ Торда, Г. и др. (26 июля 2017 г.) Быстрая адаптивная реакция кораллов на изменение климата Природа Изменение климата
- ^ Бенвенуто, К. Косика, И. Шопеле, Х. Сала-Бозано, М. Мариани, С. (25 июля 2017 г.) Экологические и эволюционные последствия альтернативных путей смены пола у рыб Научные отчеты
- ^ Кюр, К. Томас, Л. Хоббс, JPA. Фэрклаф, Д.В. Кеннингтон, WJ (25 июля 2017 г.) «Геномные признаки местной адаптации показывают динамику источник-поглотитель у видов рыб с высоким потоком генов» Научные отчеты
- ^ Комурай, Р. Фудзисава, Т. Окудзаки, Ю. Сота, Т. (11 июля 2017 г.) «Геномные регионы и гены, связанные с межпопуляционными различиями в размерах тела жужелицы Carabus japonicus» Научные отчеты
- ^ «Горизонтальный перенос генов». Архивировано 28 сентября 2017 г. в Wayback Machine . (без даты).
- ^ «Методы переноса генов в растениях» (2011) Сельскохозяйственная биобезопасность
- ^ 7. Уивер, Р. (2012). Молекулярная биология (5-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл