genu_perdavimas.Rmd

# Genų perdavimas

Užduotis paremta straipsniu: Adams KL, Song K, Roessler PG, Nugent JM, Doyle JL, Doyle JJ & Palmer JD (1999) Intracellular gene transfer in action: Dual transcription and multiple silencings of nuclear and mitochondrial cox2 genes in legumes.

Gyvūnų ląstelėse sunku aptikti užuominų apie genų perdavimą iš mitochondrijos į branduolį, nes praktiškai visi karalystės atstovai turi tuos pačius 13 (arba 12) genų. Bet augalų genomai yra žymiai įvairesni ir leidžia suprasti, kaip vyksta genų pernaša.
Ištrauka A
The respiratory gene cox2, encoding subunit 2 of cytochrome oxidase, was functionally transferred to the nucleus during flowering plant evolution. Functional nuclear genes for cox2 have been characterized in two legumes, one of which (Vigna unguiculata; cowpea) lacks the gene in the mt genome and the other of which (Glycine max; soybean) retains an apparently silent copy in the mitochondrion. 
Grafikas B
Summary of Cox2 gene distribution and transcript data in a phylogenetic context. The presence of the intact gene or the functional transcript (RNA) is indicated by (+); the absence of the intact gene or the functional transcript is indicated by (–). Mt - mitochondria; nuc - nuclei.
 
1.	Ištraukoje A autoriai vartoja terminą „silent copy in the mitochondrion“. Ką autoriai turėjo omenyje šiuo terminu?
a.	Tyli geno kopija yra neekspresuojama, nors ji yra genome.
2.	Atsižvelgdami į faktą, jog mitochondrijos geno perdavimas į branduolį galėjo įvykti tik kartą, nurodykite tašką filogenetiniame medyje, kur perdavimas įvyko.
a.	Ties Lespedeza šaka, nes iki jos visos gentys turi geną tik mitochondrijoje, o po jos dauguma turi branduolyje,
3.	Ar filogenetiniame medyje yra genčių, kuriose funkcionuoja ir perneštas genas ir mitochondrinis genas? Nurodykite juos.
a.	Penkios gentys: Lespedeza, Dumasia, Pseudeminia, Neunotonia ir Amphicarpa turi genus, kurie veikia ir mitochondrijoje ir branduolyje, nes matome, jog RNR yra ekspresuojama iš abiejų genų.
4.	Kiek mažiausiai kartų mitochondrinis genas buvo inaktyvuotas arba prarastas? Nurodykite šiuos atvejus filogenetiniame medyje.
a.	Dešimt genčių (Eriosema, Atylosia, Erythrina, Ramirezella, Vigna, Phaseolus, Ortholobium, Psoralea, Cullen ir Glycine) nebeturi aktyvaus mitochondrinio geno. Geno inaktyvacija turėjo įvykti mažiausiai 4 kartus.
5.	Kiek mažiausiai kartų branduolinis genas buvo inaktyvuotas arba prarastas? Nurodykite šiuos atvejus filogenetiniame medyje.
a.	Šešios gentys nebeturi branduolinio geno. Mažiausiai penkios inaktyvacijos turėjo įvykti.
6.	Remiantis grafiku ir ankstesniais atsakymais, pasiūlykite schemą, kaip mitochondrinis genas perduodamas į branduolio genomą.
a.	 
7.	Kadangi mutacijos išlikimas priklauso nuo gamtinės atrankos dėsnių, remiantis grafiku, ar augalai, kurių genas pereina iš mitochondrijos į branduolį, turi pranašumą? Koks galėtų būti augalų pranašumas, jeigu jų cox2 genas yra ne mitochondrijoje, o branduolyje?    
a.	Kadangi genas, patekęs į branduolį, buvo inaktyvuotas kelis kartus ir kadangi filogenetiniame medyje yra genčių, kurios turi abu aktyvius genus, galime spėti, jog nėra selektyvaus pranašumo turėti geną branduolyje, o ne mitochondrijoje. Kadangi mitochondrijoje yra daugiau laisvų deguonies radikalų, galima galvoti, jog genas branduolyje mutuos rečiau. Taip pat branduolyje vyksta krosingoveris, o mitochondrijoje ne, todėl žalingos mutacijos neturėtų tiek įtakos palikuonims.