Genetická ekologie - Genetic ecology

Genetická ekologie je studium stability a exprese různého genetického materiálu v abiotických médiích.[1] Genetická data se obvykle nepředpokládají mimo žádný organismus, kromě kriminální forenzní analýzy. Genetický materiál má však schopnost být přijímán různými organismy, které existují v abiotickém médiu, prostřednictvím přirozených transformací, které mohou nastat.[2] Tato oblast studia se tedy zaměřuje na interakci, výměnu a expresi genetického materiálu, který nemusí být sdílen druhy, pokud by nebyly ve stejném prostředí.

Dějiny

E.B. Ford byl prvním genetikem, který začal pracovat v tomto oboru. E.B. Ford pracoval převážně v padesátých letech minulého století a je nejvíce známý svou prací s Maniola jurtina a vydal knihu s názvem Ekologická genetika v roce 1975.[3][4] Tento typ evoluční biologické studie byl možný až poté, co byla v roce 1937 navržena gelová elektroforéza.[5] Před tím neexistovala metoda s vysokou propustností pro analýzu DNA. Tato oblast studia se stala populárnější po 80. letech 20. století s vývojem polymerázové řetězové reakce (PCR 1985) a elektroforézy na polyakrylamidovém gelu (str. 1967).[6][7] S touto technologií by mohly být segmenty DNA sekvenovány, amplifikovány a proteiny produkovány pomocí bakteriálních transformací. Genetický materiál spolu s proteiny mohl být analyzován a mohly být vytvořeny správnější fylogenetické stromy.

Vzhledem k tomu, E.B. Fordův výzkum, několik dalších genetických ekologů pokračovalo ve studiu v oblasti genetické ekologie, jako je PT Hanford[8] Alina von Thaden,[9] a mnoho dalších.[10][11][12][13][14]

Genový přenos

Genetické informace se mohou v celém ekosystému přenášet několika způsoby. První z nich, v nejmenším měřítku, je bakteriální genový přenos (viz bakteriální transformace ). Bakterie mají schopnost vyměňovat si DNA. Tato výměna DNA, nebo horizontální přenos genů, mohou poskytnout různým druhům bakterií genetickou informaci, kterou potřebují k přežití v prostředí.[15] To může pomoci mnoha bakteriálním druhům přežít v prostředí.

Podobná událost má schopnost stát se mezi rostlinami a bakteriemi. Například Agrobacterium tumefaciens má schopnost zavádět do rostlin geny, které způsobují rozvoj onemocnění Gall. K tomu dochází genetickým přenosem mezi A. tumefaciens a mezi danou rostlinou.[16]

Ve skutečnosti k podobné události dochází pokaždé, když se virové infekce vyskytnou v živých organismech. The viry, ať už pozitivní nebo negativní viry, vyžadují, aby živý organismus replikoval své geny a produkoval více virů. Jakmile je virus uvnitř živého organismu, využívá polymerázy, ribozomy a další biomolekuly k replikaci vlastního genetického materiálu a k produkci více virového genetického materiálu podobného původnímu viru.[17] K přenosu genu tedy může dojít mnoha různými způsoby. Studium tohoto přenosu genů v každém ekosystému, ať už prostřednictvím bakteriálního ekosystému nebo prostřednictvím ekosystému organismu, je tedy studiem tohoto přenosu genů a jeho příčin.

Reference

  1. ^ Kellenberger, E. (15. května 1994) „Genetická ekologie: nová interdisciplinární věda, zásadní pro evoluci, biologickou rozmanitost a hodnocení biologické bezpečnosti“ Experientia vol50: 5 str. 429–437
  2. ^ Lederberg, J. (1994) Transformace genetiky Rockefellerova univerzita, New York, New York
  3. ^ Ekologická genetika (n.d.)
  4. ^ Baxter S.W. et. al (2017) „EB Ford se vrátil: hodnocení dlouhodobé stability vzorů křídel a populační genetické struktury lučního hnědého motýla na ostrovech Scilly“ Dědičnost
  5. ^ Tiselius, A. (25. ledna 1937) „Nový přístroj pro elektroforetickou analýzu koloidních směsí“ Transakce Faradayovy společnosti
  6. ^ Shapiro, A.L. et. al (7. září 1967) „Odhad molekulové hmotnosti polypeptidových řetězců elektroforézou v SDS-polyakrylamidových gelech“ Biochem Biophys Res Commun
  7. ^ "Historie PCR" (2004)
  8. ^ Handford PT. (1973) „Modely variace v řadě genetických systémů v Maniola jurtina“ Ostrovy Scilly. Proc R Soc B Biol Sci 183: 285–300. |
  9. ^ Thaden, A. et. al (11. srpna 2017) „Posouzení genotypizace SNP neinvazivně shromážděných vzorků volně žijících živočichů pomocí mikrofluidních polí“ Vědecké zprávy
  10. ^ Frachon, L et. al (27. července 2017) „Mezistupně synergické pleiotropie pohánějí adaptivní vývoj v ekologickém čase“ Příroda, ekologie a evoluce
  11. ^ Torda, G. et. al (26. července 2017) Rychlé adaptivní reakce na změnu klimatu v korálech Přírodní změna podnebí
  12. ^ Benvenuto, C. Cosica, I. Chopelet, J. Sala-Bozano, M. Mariani, S. (25. července 2017) Ekologické a evoluční důsledky alternativních způsobů změny pohlaví u ryb Vědecké zprávy
  13. ^ Cure, K. Thomas, L. Hobbs, JPA. Fairclough, D.V. Kennington, W. J. (25. července 2017) „Genomické podpisy místní adaptace odhalují dynamiku zdroje a jímky u druhů ryb s vysokým tokem genů“ Vědecké zprávy
  14. ^ Komurai, R. Fujisawa, T. Okuzaki, Y. Sota, T. (11. července 2017) „Genomické oblasti a geny související s mezipopulačními rozdíly ve velikosti těla v střevlíku Carabus japonicus“ Vědecké zprávy
  15. ^ „Horizontální přenos genů“. (n.d.).
  16. ^ „Metody přenosu genů v rostlinách“ (2011) Zemědělská biologická bezpečnost
  17. ^ 7. Weaver, R. (2012). Molekulární biologie (5. vydání). New York: McGraw-Hill