Welche Kosten sind mit dem Transport von viel genetischem Material verbunden?

Welche Kosten (wenn überhaupt) sind mit dem Transport von viel genetischem Material verbunden (große Genomgröße)?

  • Energie zum Kopieren?
  • Rohmaterial zum Kopieren?
  • Platz in der Zelle?
  • Wartungskosten (Materie und Energie)?
  • Zeit zum Kopieren ist ein limitierender Faktor für die minimale Generierungszeit?
  • Weniger Robustheit ?
  • Es ist wahrscheinlicher, ein Gen zu entwickeln, das sich gut verbreitet, aber einen negativen Einfluss auf die Fitness auf den Rest des Genoms hat (egoistisches Gen oder Outlaw)?

Die Antwort hängt wahrscheinlich vom Organismus ab. Ich interessiere mich für alle Informationen zu ein- oder mehrzelligen Eukaryoten, Bakterien oder Viren.

Haben wir Kenntnis darüber, wie hoch diese Kosten sind, oder handelt es sich um reine Vermutungen?

Dieser Beitrag ist eine Reaktion auf Kommentare von @AlanBoyd zu diesem Beitrag .

Es kann auch negative Auswirkungen durch Mutationen in Genen haben, die nicht wirklich benötigt werden, aber eine negative Wirkung entfalten.
Was würde die Reinigung dieses Materials kosten?
Was meinst du mit "dieses Material bereinigen"?

Antworten (1)

Es ist allgemein bekannt, dass je kleiner (oder weniger komplex) ein Organismus ist, desto "verdichteter" ist sein Genom. Beispielsweise haben Bakterien (oder einige Eukaryoten) Operons ( http://en.wikipedia.org/wiki/Operon ) oder überlappende Gene, die verschiedene verwenden, und sie haben keine Introns, was insgesamt viel Platz spart.

Dafür gibt es viele Gründe. Der verfügbare Platz in der Zelle gehört jedoch definitiv nicht dazu. Energie zum Kopieren und Pflegen ist ein guter Punkt, aber Sie müssen bedenken, wie Evolution funktioniert. Bakterien und einzellige Eukaryoten sind normalerweise an eine ganz bestimmte Umgebung angepasst, in der sie sich schnell vermehren können. Das bedeutet, dass sie nur einen kleinen Satz von Genen benötigen, die für diese Umgebung spezifisch sind, und sie müssen sich sehr häufig reproduzieren, was bedeutet, dass sie beim DNA-Kopieren sehr anfällig für Fehler sind. Ein solcher Fehler kann zum Tod der Zelle führen, was in diesem Fall dem Tod des Organismus gleichkommt.

Bei höheren Organismen überwiegen jedoch die Vorteile eines größeren Genoms bei weitem. Die Evolution kann viel schneller ablaufen, weil ein Fehler beim Kopieren nicht zwangsläufig zum Tod des gesamten Organismus führt. Auch eine Anpassung an eine viel größere Vielfalt von Bedingungen ist notwendig, zB wenn man sich Pflanzen ansieht: Ihre Genome sind (im Durchschnitt) viel größer als die von uns Säugetieren, weil sie sich nicht bewegen können, wenn die Bedingungen um sie herum unangenehm werden. Stattdessen müssen sie einen Weg finden, sich anzupassen. Das heißt, ein großes Genom ist in diesem Fall ein Fitnessbonus. Interessanterweise sind Pflanzengenome sehr wandelbar ( http://en.wikipedia.org/wiki/Transposable_element ), was ursprünglich als großer Nachteil angesehen wurde.

Pflanzen tragen auch oft viel mehr Kopien ihrer Chromosomen als Tiere. Ich habe von Pflanzen mit 8 Kopien jedes Chromosoms gehört, was viele Möglichkeiten schafft, mehrere Allele für ein Gen zu tragen und das zu verwenden, was für die aktuelle Situation am besten funktioniert.
Diese Antwort macht sehr wenig Sinn. Erstens sind Größe und Komplexität des Organismus nicht immer so miteinander verbunden (z. B. Seetang und Spitzmaus). Zweitens ist es falsch, dass die Komplexität von Organismen mit der Genomgröße zusammenhängt. Dies gilt für Prokaryoten, aber weniger für Viren und völlig falsch für Eukaryoten. Tatsächlich ist Polychaos dubium eine einzellige Amöbe, deren Genom zehnmal größer ist als das des Menschen. Oder zum Beispiel die Tatsache, dass Amphibien das Tierreich in Bezug auf die Genomgröße anführen. Drittens korreliert die Genomgröße nicht mit der Vagilität, zum Beispiel haben Würmer und Pilze viel größere Genome als Vögel.
Sie haben meine Antwort offensichtlich nicht sehr sorgfältig gelesen. Ich habe nie behauptet, dass die Komplexität von Organismen mit der Genomgröße zusammenhängt. Tatsächlich habe ich argumentiert, dass Pflanzen größere Genome haben als Säugetiere, obwohl Sie mir hoffentlich zustimmen werden, dass Säugetiere viel komplexere Organismen sind. Außerdem sprechen wir hier über allgemeine Trends und Durchschnittswerte. Natürlich gibt es viele Ausnahmen - und Polychaos dubium ist eindeutig eine davon.
Welche Kosten sind mit dem Transport von viel genetischem Material verbunden?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v