Хоризонтални трансфери на гени и филогенетични дървета - SVT Lyon

Демонстрация на хоризонтални генни трансфери между гъбички и насекоми с помощта на инструмента BLAST и прилагане на принципа на пасимонизма.

Връзки с BO

Специалност на терминала: Земята, животът и организацията на живите същества
Генетика и еволюция
Комплексификация на геномите: хоризонтални трансфери и ендосимбиози

Универсалността на ДНК и уникалността на нейната структура в живия свят позволяват генетичен обмен между организми, които не са непременно свързани.
Обменът на генетичен материал, извън сексуалното размножаване, представлява хоризонтален трансфер. Те се извършват чрез различни процеси (вирусни вектори, бактериална конюгация.).
Хоризонталните трансфери са много чести и имат много съществени ефекти върху еволюцията на популациите и екосистемите. Засегнати са човешките здравни практики (разпространение на резистентност към антибиотици).

Цели

Открийте работните инструменти на изследователите в областта на биоинформатиката и генетиката.
Комуникирайте и използвайте цифрова технология (Комуникирайте за нейните процеси, резултати, изследвания, изборите си чрез аргументиране).
Упражнявайте критично мислене.

Проблемът

Ние се стремим да оправдаем, че придобиването на фитофаговата диета на някои членестоноги е станало възможно чрез хоризонтални трансфери на гени от бактерии или гъбички.

На дидактическо ниво

1) Мотивация за сесията
Някои членестоноги имат фитофагична диета, което означава, че се хранят изключително с растения. По време на храносмилането чревните ензими ще унищожат растителните макромолекули, изграждащи растителните стени (целулоза, лигнин, пектин и др.). Тези ензими са кодирани от гените GH 28, GH 45, GH 11, CE 8 и др. Ние сме по-конкретно заинтересовани от гена GH 28, участващ в разграждането на пектина. Последните изследвания показват, че тези ензими биха били придобити чрез хоризонтален трансфер на гени: гените GH 28 от един вид (бактерии, гъби и др.) Биха били интегрирани преди милиони години в друг вид (някои членестоноги).

гени

2) Формулиране на дейността

Спорете за да оправдае от:

  1. Хоризонталните генетични трансфери от геноми на гъби към геноми на членестоноги обясняват придобиването на фитофаговата диета на някои членестоноги.
  2. Придобиването на фитофаговата диета не е свързано с еволюционна иновация, появила се при прародител, общ за членестоногите.

Работни подпори

  • Цифрова поддръжка: уебсайт BLAST https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
    и технически лист
  • Документален корпус:

    > XP_009550975.1
    MSALTLVLLLSATTVSSVFGASSCVGTISSLDDVAAAVKCTTVNINSFIVPAGKTFDLSLAAGTTVNLNG
    DVSFGNQTWAGPLFQISGSSITFNGNGHTFNGNGPFYWDGQGGNGGVTKPHPMMKIKISGTFTNIKVLNS
    PAHVYSVSNPAPLVMSKLTIDNSAGDAANSKSGGKAAGHNTDGFDVSTTDLTIEDSTVYNQDDCIAINKG
    SNIVFQRNTCVGGHGISIGSISTGATVSGVIISGNTITNNDNGLRIKTKASATDASVSNVTYSGNTATGI
    RKYGVLIDQSYPDTLGTPGKNVHISGITFSGAESDVAVVSGAKRVAVNCGDCTGTWDWGKLKVSGGSAGS
    ISGFSGIENFSL

    Документ 1: GH 28 последователност (полигалактуроназен ензим) на гъбата Хетеробазидионът е неправилен

    Документ 2: Филогенетично дърво на членестоноги.
    Зелените, червените и сините линии показват хоризонтални трансфери, подчертани от учените.
    Източник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4943190/pdf/evw119.pdf

    Документ 3: Принципът на отбраната.
    Принципът на съобразителност, принципът на икономия на хипотези, ще доведе до задържане на филогенетични дървета, които използват най-малко трансформации (или еволюционни иновации).
    Източник: "Разберете и научете класификацията на живите същества", Lecointre и Le Guyader, Editions Belin.

    Документални източници

    Оценка

    Референтни показатели:

    • Уместност на елементите, взети от документите, за решаване на научния проблем.
    • Пълнота и уместност на знанията, необходими за цялостно справяне с проблема, в допълнение към данните от документите.