Dalam genom Trichomonas terdapat dua kali lebih banyak gen seperti pada manusia • Alexander Markov • Berita sains mengenai "Unsur" • Genetik, Perubatan

Dalam genom Trichomonas adalah dua kali bilangan gen berbanding manusia

Pada foto ini mengecewakan Trichomonas vaginalis digambarkan dalam proses pembahagian sel (ia terbahagi bersama). Foto dari www.k-state.edu

Bacalah genom Trichomonas – agen penyebab penyakit kelamin trichomoniasis. Dalam sebuah flagellate parasit kecil, ternyata, terdapat dua kali lebih banyak gen seperti pada manusia, walaupun genom itu sendiri 20 kali lebih kecil, menunjukkan satu pakej maklumat genetik yang sangat padat. Dalam genom Trichomonas terdapat lebih daripada seratus gen asal bakteria, yang mana sebahagiannya memfasilitasi lampiran parasit ke sel-sel tuan rumah.

Pasukan saintis antarabangsa yang besar dari Amerika Syarikat, Inggeris, Denmark, Kanada, Belgium, Itali, Republik Czech, Jerman, Australia dan Taiwan melaporkan dalam jurnal terkini Sains membaca genom Trichomonas (Trichomonas vaginalis) – Bendalir uniselular yang hidup secara eksklusif dalam saluran kencing seseorang dan menyebabkan trichomoniasis penyakit kelamin (trichomoniasis).

Dari sudut pandang biologi, Trichomonas menarik terutama kerana ia adalah salah satu daripada wakil paling primitif eukariotik luar negeri – organisma dengan nukleus sel.

Genom Trichomonas, ternyata, sekurang-kurangnya 65% terdiri daripada tapak pendua. Kelebihan ulangan menjadikannya amat sukar untuk "mengumpulkan" serpihan-serpihan yang dibaca dari genom ke dalam kromosom keseluruhan (terdapat enam dari mereka di Trichomonas), dan kerja ini masih belum selesai. Penyelidik hanya melaporkan "draf" (draf) membaca. Walau bagaimanapun, apa yang dilakukan ternyata agak cukup untuk beberapa kesimpulan menarik.

Saiz genom trichomonas adalah kira-kira 160 juta pasang asas (pada manusia hampir 20 kali lebih besar), dan jumlah gen pengekodan untuk protein adalah kira-kira 60,000 (pada manusia kira-kira separuh saiznya). Genom trichomonas, oleh itu, ternyata sangat "dibungkus rapat." Introns – memasukkan not pengekodan yang terdapat dalam kebanyakan gen eukaryotic – hanya terdapat dalam 65 gen Trichomonas, yang juga menunjukkan pemadatan maklumat yang kuat.

Para saintis telah menemui banyak tanda bahawa semasa evolusi mereka, trichomonad secara aktif meminjam gen dari prokariot, termasuk dari bakteria usus dari kumpulan Bacteroidetes. Sebanyak 165 gen telah didapati yang mungkin diperoleh dengan cara ini. Ini adalah terutamanya gen enzim yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat dan asid amino, serta gen yang menodai protein, dengan cara yang parasit (bakteria atau trichomonas) disambungkan ke sel-sel tuan rumah.

Genom Trichomonas berlimpah dalam pelbagai unsur genetik mudah alih (serpihan tertanam genom virus, transposon, retrotransposon). Analisis kepelbagaian dan pengedaran unsur-unsur mudah alih dan berulang Trichomonas, serta perbandingan dengan pelopor uniselular lain, saintis yang diketuai menyimpulkan bahawa genom Trichomonas yang baru-baru ini (pada skala masa evolusi) telah mengalami perubahan besar. Rupa-rupanya, saiznya baru-baru ini meningkat secara dramatik akibat duplikasi (dua kali ganda) dari beberapa kawasan besar. Semasa menyesuaikan diri dengan cara hidup parasit, trichomonads berulang kali mengalikan gen yang diperlukan untuk meminum molekul protein dan sel keseluruhan, tuan rumah atau bakteria. Semua ciri-ciri ini, nampaknya, berkaitan dengan fakta bahawa Trichomonas baru-baru ini mula parasit dalam saluran kencing manusia, dan proses penyesuaian ke habitat baru belum selesai.

Antara penemuan yang tidak dijangka adalah gen yang diperlukan untuk meiosis, varian khas pembahagian sel, di mana bilangan kromosom dibelah dua dan sel gamete terbentuk.Sehingga kini dipercayai bahawa Trichomonas tidak mempunyai pembiakan seksual (dan, dengan itu, meiosis), tetapi sekarang kita harus mengakui bahawa dia masih mempunyai pembiakan seksual, atau pada masa lalu.

Tidak seperti sebahagian besar eukariota lain, Trichomonas praktikal tidak memerlukan oksigen. Dia tidak mempunyai mitokondria – organel yang berfungsi untuk pernafasan sel. Sebaliknya, mereka mempunyai hidrogenom yang dipanggil, sama seperti mitokondria dan juga menyediakan sel dengan tenaga, tetapi dengan cara yang berbeza. Dalam mitokondria, produk akhir (pada asasnya membazirkan) metabolisme sitoplasma dioksidakan dengan oksigen, dengan proton "koyak" dari molekul organik dan elektron akhirnya digabungkan dengan oksigen, dan air dibentuk. Dalam hidrogenom, proton dan elektron ini hanya menggabungkan antara satu sama lain, dan hidrogen molekul terbentuk (yang sememangnya kurang berfaedah – semasa proses ini kurang ATP dibentuk daripada dengan pernafasan oksigen). Dalam genom Trichomonas terdapat 138 gen yang mengodkan protein hidrogen, kebanyakan protein ini mirip dengan protein mitokondria.Ini mengesahkan sudut pandang menurut mitokondria dan hidrogenom mempunyai asal yang sama (ingat bahawa menurut pandangan umum yang diterima umum, mitokondria berasal dari alfaproteobakteria simbiotik).

Trichomoniasis menjangkiti kira-kira 170 juta orang setahun, jadi membaca genom parasit adalah kepentingan praktikal yang hebat. Para saintis berjaya mencari beberapa "sasaran dadah" yang berpotensi baru – penting untuk gen Trichomonas dan protein, yang tidak mempunyai analog dalam manusia dan ahli farmakologi akan dapat mengambil bahan perencat. Trichomoniasis hari ini dirawat dengan ubat berdasarkan 5-nitroimidazol. Ubat-ubat ini dalam hidrogenom parasit berubah menjadi nitroradicals toksik. Walau bagaimanapun, dalam kira-kira 2.5-5% kes, parasit tahan terhadap ubat-ubatan yang digunakan. Membaca genom Trichomonas mendedahkan sifat biokimia rintangan ini dan mendapati gen yang akan menjejaskan (kononnya) menghalang parasit keupayaannya untuk menahan usaha pakar perubatan.

Sumber: Jane M. Carlton et al. Draf Kejuruan Genome Patogen yang Melalui Seksual Trichomonas vaginalis // Sains. 2007. V. 315. P. 207-212.

Lihat juga:
Bilangan gen dalam genom ciliate ternyata sama seperti pada manusia, "Unsur", 7 September 2006.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: