Den komplette DNA sekvens fra en organisme.

Transkript

1 Definisjoner: Hva er et genom? Den komplette DNA sekvens fra en organisme. Den komplette samlingen av gener som koder for alle proteiner, pluss ribosomalt RNA, trna, snrna (involvert i mrna spleising) m.m. I tillegg inkluderes regulatorisk DNA samt intergenisk DNA (DNA som ligger mellom gener). Proteom. Det komplette sett av proteiner kodet i fra et genom. Proteomics. Studier av proteiner uttrykk fra et genom. Transkriptom. Det komplette sett av RNA som blir transkribert i fra et genom. Eukromatin. De gen rike områdene i fra et genom.

2 Heterokromatin. Kompakte, gen fattige områder av et genom. BAC. Bacterial Artificial Chromosome. Et kunstig bakterielt kromosom som benyttes som kloningsvektor. EST. Expressed sequence tag. En kort DNA sekvens som kommer i fra et mrna. mrna blir revers transkribert til cdna og deretter sekvensert. Prokaryot. Enkeltcellet organisme uten cellekjerne og med enkel intern struktur. Eukaryot. En organisme (enkeltcellet / multicellulær) som har en kompleks intern struktur inkludert en celle kjerne. Protist. Eukaryoter som ikke kan grupperes under planter, dyr eller sopp/gjær. Ortholog. Gen som forblir uforandret også etter en arts dannelse, (ikke duplisert gen). Har vanligvis samme lokus i beslektede organismer. Paralog. Et gen som har oppstått som følge av en gen duplikajon.

3 Hvordan er slektskapet mellom levende organismer? Sammenligninger av ribosomal RNA og konserverte proteiner har vist at prokaryote organismer kan deles in i to hovedgrupper: bakterier og archaea bakterier. Levende organismer kan derfor deles inn i tre domener: Bakterier, Archaea og Eukaryoter. Archaea bakteriene kan videre sub-inndeles i Crenarchaeota og Euryarchaeota. En rekke av Archaea bakteriene er såkalte ekstremofile. Dvs. de lever under ekstreme betingelser, høy temperatur eller i omgivelser med høyt saltinnhold. Noen ekstreme halofile archaea bakterier har utviklet membrane proteiner, bakteriorhodopsiner, som fungerer som lys drevne proton pumper. (Fotosyntese som ikke er basert på klorofyll).

4 De tidligste eukaryote cellene oppsto sansynligvis som en hel celle fusjon / symbiose mellom en archaea bakterie og en eubakterie, ( milliarder år siden). Dette ga opphavet til en amitokondriell eukaryot celle. De mest primitive eukaryote organismene, archeaprotister som Giardia (Diplomonader) og trichomonader (Parabasalidea), mangler mitokondrier, nukleoli, peroxisomer, og har et relativt primitivt cytoskjellet. De beveger seg ved hjelp av flageller og flimmerhår. Slektskapet mellom de ulike gruppene av protister er fremdeles uklart men molekylær fylogeni begynner å gi noen svar. Amitokondrielle protister er de mest avvikende og peker seg ut som den gruppen som oppsto først. evolusjonært tre i fra Science 3. Nov. 2000

5 Hypotese: Opphavet til mitokondrielle eukaryoter. Amitokondrielle protister begynte å leve i symbiose med en alfa-proteo bakterie, endosymbiont teorien. Gener fra bakteriellt genom ble enten deletert eller overført til den eukaryote cellekjernen. En viktig konsekvens av denne symbiosen er at de tidlige eukaryote cellene, som mest sannsynlig var begrenset til en anaerob metabolisme, nå kunne foreta aerobisk respirasjon. Senere har enkelte protister som lever som animalske parasitter mistet mitokondriene og blitt sekundært amitokondrielle, for eksempel ulike mikrosporidia. Den alternative hypotesen er at enkelte amitokondrielle eukaryoter ikke fullstendig fusjonerte archaea og bakterie genomene. Dvs. mitokondrie genomet er restene i fra det bakterielle genomet etter at genene er overført til kjerne genomet eller at de har blitt deletert. Basert på ultrastrukturelle karaktertrekk er det mulig å identifisere rundt 60 typer av protister. Eksempel på en slik gruppe er stramenopilene. Den inkluderer bl. a. encellede alger (chrysofyter), flercellede alger (eks. brun alger) samt fritt levende protozoer (eks. ulike flagellater).

6 Sammenligning av komplette genom i fra eubakterier, archea bakterier og eukaryoter viser at eukaryote proteiner som inngår i prosesser som replikasjon av DNA, transkripsjon av mrna, translasjon samt organisering av endoplasmatisk retikulum er nærmere beslektet med proteiner fra archaea enn fra bakterier. Eukaryote proteiner som inngår i metabolisme, detoksifisering og regulering av ionebalanse er nærmere beslektet med bakterielle proteiner. Det finnes hundrevis av gener med ukjent funksjon hvor orthologe gener eksisterer i mennesker (animalia) og bakterier / archaea. Dvs. en kan fremdeles lære mye av funksjon av gener / proteiner ved å studere bakterier / archea bakterier.

7 Gruppen ( kingdom ) viridiplantae inkluderer ulike grønnalger samt høyere planter (landplanter). Viridiplantae ser ut til å ha oppstått som en endosymbiose mellom en cyanobakterie og en primitiv eukaryot med mitokondrier. Rester av denne symbiosen finner en i dag i kloroplastene og slektskapet mellom kloroplast proteiner og cyanobakterie proteiner er nært. En rekke av de opprinnelige kloroplast genene (cyanobakterie genene) er senere overført til kjernen. I Arabidopsis thaliana er 806 proteiner (av ~ 25,000 gener totalt) nært beslektet med proteiner en finner i cyanobakterier. ================================= Prasinophytes ======================== Chlorophyceae === ===== ======================== Trebouxiophyceae <<=== =========================== Ulvophyceae =============== Chlorokybales ====Streptophyta== ============ Klebsormidiales === ========= Zygnematales === ====== Charales === ===== Coleochaetales ====== Embryophytes (landplanter)

8 De mest primitive landplantene (embryofyta) er sannsynligvis levermosene (Marchantiofyta) og det er antatt at de har eksistert i over 480 millioner år. Vaskulære planter oppsto for ca. 420 millioner år siden. De første frøplanter oppsto for rundt 380 millioner år siden og blomster planter har kun eksistert i ca 200 millioner år. Monocots (en frøbladet) og dicots (to frøbladet) oppsto for ca millioner år siden.

9 Inndelingen av frøplanter basert på molekylære data. Eudicots kan videre sub-inndeles i to store familier, Asterids (f. eks. tomat) og Rosids (f. eks. Arabidopsis). Disse to gruppene oppsto for ca 90 millioner år siden.