Wyspa genomowa
Wyspa genomowa ( GI ) to część genomu , która ma dowody na poziome pochodzenie . Termin ten jest zwykle używany w mikrobiologii , zwłaszcza w odniesieniu do bakterii . GI może kodować wiele funkcji, może być zaangażowany w symbiozę lub patogenezę i może pomóc w adaptacji organizmu. Istnieje wiele podklas oznaczeń geograficznych opartych na pełnionej przez nie funkcji. Na przykład GI związany z patogenezą jest często nazywany wyspą patogenności (PAI), podczas gdy OG, które zawierają wiele genów oporności na antybiotyki, są określane jako wyspy oporności na antybiotyki. Ten sam GI może wystąpić u odlegle spokrewnionych gatunków w wyniku różnych typów bocznego transferu genów (transformacja, koniugacja, transdukcja). Można to określić na podstawie analizy składu podstawowego, a także filogenetycznych .
Przewidywanie obliczeniowe
Opracowano różne programy przewidywania wysp genomowych. Narzędzia te można ogólnie podzielić na metody oparte na sekwencjach i metody oparte na genomice porównawczej /filogenezie.
Metody oparte na sekwencjach zależą od naturalnie występującej zmienności, jaka istnieje między składem sekwencji genomu różnych gatunków. Regiony genomowe, które wykazują nieprawidłową kompozycję sekwencji (takie jak odchylenie nukleotydów lub odchylenie kodonów) sugeruje, że regiony te mogły zostać przeniesione poziomo. Dwa główne problemy związane z tymi metodami polegają na tym, że fałszywe prognozy mogą wystąpić z powodu naturalnej zmienności genomu (czasami z powodu genów o wysokiej ekspresji) oraz że poziomo przeniesiony DNA ulegnie poprawie (zmiana w genomie gospodarza) z czasem; w związku z tym ograniczenie prognoz tylko do niedawno uzyskanych oznaczeń geograficznych.
genomice porównawczej próbują zidentyfikować regiony, które wykazują oznaki przeniesienia poziomego, wykorzystując informacje z kilku spokrewnionych gatunków. Na przykład region genomowy, który występuje u jednego gatunku, ale nie występuje u kilku innych pokrewnych gatunków, sugeruje, że region mógł zostać przeniesiony poziomo. Alternatywnymi wyjaśnieniami są: (i) region ten był obecny u wspólnego przodka, ale został utracony u wszystkich innych porównywanych gatunków, lub (ii) region ten był nieobecny u wspólnego przodka, ale został nabyty w wyniku mutacji i selekcji u gatunku, w którym nadal występuje. Argument za wielokrotnymi delecjami regionu zostałby wzmocniony, gdyby istniały dowody z grup zewnętrznych, że region był obecny u wspólnego przodka, lub jeśli filogeneza sugeruje, że potrzebnych byłoby stosunkowo niewiele rzeczywistych zdarzeń usunięcia. Argument za nabyciem przez mutację byłby wzmocniony, gdyby wiadomo, że gatunek z tym regionem znacznie oddzielił się od innych gatunków lub jeśli dany region jest mały. Wiarygodność (i) lub (ii) zostałaby zmodyfikowana, gdyby w pobieraniu taksonów pominięto wiele wymarłych gatunków, które mogły zamieszkiwać ten region, a zwłaszcza gdyby wyginięcie było skorelowane z obecnością regionu.
Jednym z przykładów metody, która integruje kilka najdokładniejszych metod przewidywania GI, jest IslandViewer.
Przykłady
U bakterii wiele systemów wydzielniczych typu 3 i 4 znajduje się w regionach DNA zwanych wyspami genomowymi. Te „wyspy” charakteryzują się dużymi rozmiarami (>10 Kb ), ich częsty związek z genami kodującymi tRNA i inną zawartość G + C w porównaniu z resztą genomu. Wiele wysp genomowych jest otoczonych powtarzającymi się strukturami i zawiera fragmenty innych ruchomych elementów, takich jak fagi i plazmidy. Niektóre wyspy genomowe, w tym sąsiadujące z elementami integracyjnymi i koniugacyjnymi (ICE), mogą spontanicznie wycinać się z chromosomu i mogą być przenoszone do innych odpowiednich biorców. Podczas gdy wycięcie zależy od obecnej maszynerii ICE, integracja jest przypisywana integrazom obecnym na wyspach genomowych.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- Genomic + wyspy w US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
