CoRR hipotezi - CoRR hypothesis

Corr hipotezi konumu bu durumları genetik bilgilerin de sitoplazmik organeller indirgeme-oksidasyon ( "tarafından ekspresyonunun düzenlenmesine izin verir , redoks barındırmayan") durumuna gen ürünleri .

CoRR, "redoks düzenlemesi için ortak yerleşim"in kısaltmasıdır, kendisi " gen ifadesinin redoks düzenlemesinin (evrimsel) sürekliliği için (gen ve gen ürününün) birlikte yerleşiminin" kısaltılmış bir biçimidir .

CoRR, 1993'te Journal of Theoretical Biology'de yayınlanan "Control of gen ekspresyonunun redoks potansiyeli ve kloroplast ve mitokondriyal genomlar için gereklilik" başlıklı bir makalede açıkça ortaya kondu . Temel kavram 1992 tarihli bir incelemede ana hatlarıyla belirtilmişti. CoRR terimi 2003 yılında Royal Society'nin Felsefi İşlemlerinde "Biyoenerjetik organellerde genomların işlevi" başlıklı bir makalede tanıtıldı .

Sorun

Kloroplastlar ve mitokondri

Kloroplastlar ve mitokondri enerji dönüştürücü organellerdir sitoplazma içinde ökaryotik hücreler . Kloroplastlar bitki hücreleri yerine fotosentez ; güneş ışığının enerjisinin yakalanması ve dönüştürülmesi . Hem bitki ve mitokondri hayvan hücreleri yerine solunum ; iş yapıldığında bu depolanmış enerjinin serbest bırakılması. Biyoenerjetiklerin bu anahtar reaksiyonlarına ek olarak , kloroplastlar ve mitokondrilerin her biri özel ve ayrı genetik sistemler içerir. Bu genetik sistemler kloroplastların ve mitokondrilerin kendi proteinlerinden bazılarını yapmalarını sağlar .

Kloroplastların ve mitokondrilerin hem genetik hem de enerji dönüştürücü sistemleri, bu organellerin bir zamanlar olduğu serbest yaşayan bakterilerinkinden çok az değişiklikle türetilmiştir. Bu sitoplazmik genomların varlığı , endosembiyoz hipotezi ile tutarlıdır ve kanıt olarak sayılır . Bununla birlikte, kloroplast ve mitokondri proteinleri için çoğu gen, şimdi ökaryotik hücrelerin çekirdeğindeki kromozomlar üzerinde yer almaktadır . Orada , daha sonra organellere aktarılmak üzere sitozolde yapılan protein öncülerini kodlarlar .

Mitokondri ve kloroplastların neden kendi genetik sistemleri vardır?

Peroksizomlar ve lizozomlar gibi aynı sitoplazmayı paylaşan diğer organeller buna ihtiyaç duymazken, mitokondri ve kloroplastlar neden kendi ayrı genetik sistemlerine ihtiyaç duyarlar? Soru önemsiz değil, çünkü ayrı bir genetik sistemi sürdürmek maliyetli: 90'dan fazla protein ... nükleer genler tarafından özellikle bu amaç için kodlanmalıdır. ... Bu kadar maliyetli bir düzenlemenin nedeni açık değildir ve mitokondriyal ve kloroplast genomlarının nükleotid dizilerinin bu yanıtı sağlayacağı umudunun asılsız olduğu kanıtlanmıştır. Mitokondri ve kloroplastlarda yapılan proteinlerin sitozolde değil de burada yapılması gerektiğine dair ikna edici nedenler bulamıyoruz.

—  Alberts ve diğerleri , Hücrenin Moleküler Biyolojisi . Garland Bilimi. Tüm basımlar (5. baskıda s. 868-869)

sitoplazmik kalıtım

CoRR, kloroplastların ve mitokondrilerin DNA'yı neden koruduğunu ve dolayısıyla neden bazı karakterlerin sitoplazmik, Mendel olmayan , tek ebeveynli veya maternal kalıtım fenomeninde sitoplazma yoluyla kalıtıldığını açıklamaya çalışır . CoRR bunu şu soruya bir cevap sunarak yapar: evrimde neden bazı bakteriyel, endosembiyoz genleri hücre çekirdeğine doğru hareket ederken diğerleri hareket etmedi?

Önerilen çözüm

CoRR, kloroplastların ve mitokondrinin , ekspresyonunun gen ürünlerinin redoks durumunun veya bu gen ürünlerinin etkileşime girdiği elektron taşıyıcılarının doğrudan, düzenleyici kontrolü altında olması gereken genleri içerdiğini belirtir . Bu tür genler, organel genlerin bir çekirdeğini veya birincil alt kümesini içerir. Birincil alt kümedeki her bir genin redoks kontrolü gereksinimi, o genin organel içindeki konumuna göre bir avantaj sağlar. Doğal seçilim bu nedenle bazı genleri organellere sabitlerken, diğerlerinin hücre çekirdeğindeki yerini tercih eder.

Kloroplast ve mitokondriyal genomlar ayrıca kloroplast ve mitokondriyal genetik sistemlerin bileşenleri için genler içerir. Bu genler, organel genlerinin ikincil bir alt kümesini içerir: genetik sistem genleri. Genetik sistem genlerinin ekspresyonunun redoks kontrolü için genellikle bir gereklilik yoktur, ancak redoks kontrolüne tabi olmaları bazı durumlarda birincil alt kümedeki (biyoenerjetik genler) genler üzerinde etkili olan redoks sinyallerinin amplifikasyonuna izin verebilir .

İkincil alt kümenin genlerinin (genetik sistem genleri) tutulması, birincil alt kümedeki genlerin ekspresyonunun redoks kontrolünün çalışması için gereklidir. Tüm genler birincil alt kümeden kaybolursa, CoRR ikincil alt kümedeki genler için bir işlev olmadığını ve bu tür organellerin sonunda genomlarını tamamen kaybedeceğini tahmin eder. Ancak tek bir gen bile redoks kontrolü altında kalırsa, tek gen ürününün sentezi için bir organel genetik sistemine ihtiyaç vardır.

Kanıt

Ayrıca bakınız

Referanslar