Supergen

Supergen je hromosomska regija koja obuhvata više susjednih gena koji se nasljeđuju zajedno zbog bliske genetičke vezanosti, tj. sa mnogo manje rekombinacija nego što bi se normalno očekivalo. Ovaj način nasljeđivanja može biti posljedica genomskih preuređivanja između varijanti supergena.

Supergenska regija može sadržavati nekoliko, funkcionalno povezanih gena koji jasno doprinose zajedničkom fenotipu.^[1] U drugim slučajevima, supergenska regija može sadržavati stotine gena, od kojih neki doprinose fenotipu, dok su drugi tu slučajno.^[2]

Fenotipovi kodirani supergenima

Pin(A) i thrum (B) cvjetovi Primula vulgaris su pod kontrolom supergena.

Supergeni imaju cis-efekt zbog više lokusa (koji mogu biti unutar gena, ili unutar regulacijske regije jednog gena ), i čvrstu vezu. Oni su klasično polimorfni, pri čemu različite varijante supergena kodiraju različite fenotipove.

Klasični supergeni uključuju mnoge spolne hromosome, heterozigotni lokus Primula , koji kontroliše tipove "pin" i "thrum" i lokus koji kontroliše Batesov mimetski polimorfizam u leptira Papilio memnon. Nedavno otkriveni supergeni su odgovorni za kompleksne fenotipove uključujući morfologiju boja kod ptica ^[3] i društvene organizacije kod mrava.^[4]^[5]

Genomska struktura

Genomska preuređivanja kao što su inverzije mogu potisnuti rekombinaciju.

Potisnuta rekombinacija dovodi do akumulacije repetitivnih elemenata (uključujući degenerativno širenje u ranoj evoluciji supergena papaja i vatrenih mrava, i do promjena u ekspresiji gena.

Genski kompleksi nisu supergeni

Genski kompleksi, nasuprot tome, su jednostavno čvrsto povezane grupe gena, često stvorene putem duplikacija gena (ponekad se naziva tandemska duplikacija ako duplikati ostaju jedan pored drugog). Ovdje svaki gen ima sličnu, ali malo različitu funkciju. Naprimjer, ljudska regija glavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC) je kompleks čvrsto povezanih gena koji svi djeluju u imunskom sistemu, ali nema obilježja supergena, iako je vrlo vjerovatno da su komponentni geni imaju epistatske efekte i u snažnoj su neravnoteži, dijelom zbog selekcije.

Reference

^ Joron M, Papa R, Beltrán M, et al. (2006). "A conserved supergene locus controls colour pattern diversity in Heliconius butterflies". PLOS Biol. 4 (10): e303. doi:10.1371/journal.pbio.0040303. PMC 1570757. PMID 17002517.^{[mrtav link]}
^ Martinez-Ruiz, Carlos; Pracana, Rodrigo; Stolle, Eckart; Paris, Carolina Ivon; Nichols, Richard A; Wurm, Yannick (10 August 2020). "Genomic architecture and evolutionary antagonism drive allelic expression bias in the social supergene of red fire ants". eLife. 9: e55862. doi:10.7554/eLife.55862. PMC 7476760. PMID 32773032.
^ Tuttle, Elaina M.; Bergland, Alan O.; Korody, Marisa L.; Brewer, Michael S.; Newhouse, Daniel J.; Minx, Patrick; Stager, Maria; Betuel, Adam; Cheviron, Zachary A.; Warren, Wesley C.; Gonser, Rusty A.; Balakrishnan, Christopher N. (February 2016). "Divergence and Functional Degradation of a Sex Chromosome-like Supergene". Current Biology. 26 (3): 344–350. doi:10.1016/j.cub.2015.11.069. PMC 4747794. PMID 26804558.
^ Wang, John; Wurm, Yannick; Nipitwattanaphon, Mingkwan; Riba-Grognuz, Oksana; Huang, Yu-Ching; Shoemaker, DeWayne; Keller, Laurent (January 2013). "A Y-like social chromosome causes alternative colony organization in fire ants". Nature. 493 (7434): 664–668. doi:10.1038/nature11832. S2CID 4359286.
^ Purcell, Jessica; Brelsford, Alan; Wurm, Yannick; Perrin, Nicolas; Chapuisat, Michel (November 2014). "Convergent Genetic Architecture Underlies Social Organization in Ants". Current Biology. 24 (22): 2728–2732. doi:10.1016/j.cub.2014.09.071. PMID 25455032. S2CID 6740984.

Vanjski linkovi

www.cbc.yale.edu/old/cce/papers/HomNat/homnat.html Arhivirano 29. 9. 2011. na Wayback Machine - evolution of modularity

[1] Joron M, Papa R, Beltrán M, et al. (2006). "A conserved supergene locus controls colour pattern diversity in Heliconius butterflies". PLOS Biol. 4 (10): e303. doi:10.1371/journal.pbio.0040303. PMC 1570757. PMID 17002517.^{[mrtav link]}

[2] Martinez-Ruiz, Carlos; Pracana, Rodrigo; Stolle, Eckart; Paris, Carolina Ivon; Nichols, Richard A; Wurm, Yannick (10 August 2020). "Genomic architecture and evolutionary antagonism drive allelic expression bias in the social supergene of red fire ants". eLife. 9: e55862. doi:10.7554/eLife.55862. PMC 7476760. PMID 32773032.

[3] Tuttle, Elaina M.; Bergland, Alan O.; Korody, Marisa L.; Brewer, Michael S.; Newhouse, Daniel J.; Minx, Patrick; Stager, Maria; Betuel, Adam; Cheviron, Zachary A.; Warren, Wesley C.; Gonser, Rusty A.; Balakrishnan, Christopher N. (February 2016). "Divergence and Functional Degradation of a Sex Chromosome-like Supergene". Current Biology. 26 (3): 344–350. doi:10.1016/j.cub.2015.11.069. PMC 4747794. PMID 26804558.

[4] Wang, John; Wurm, Yannick; Nipitwattanaphon, Mingkwan; Riba-Grognuz, Oksana; Huang, Yu-Ching; Shoemaker, DeWayne; Keller, Laurent (January 2013). "A Y-like social chromosome causes alternative colony organization in fire ants". Nature. 493 (7434): 664–668. doi:10.1038/nature11832. S2CID 4359286.

[5] Purcell, Jessica; Brelsford, Alan; Wurm, Yannick; Perrin, Nicolas; Chapuisat, Michel (November 2014). "Convergent Genetic Architecture Underlies Social Organization in Ants". Current Biology. 24 (22): 2728–2732. doi:10.1016/j.cub.2014.09.071. PMID 25455032. S2CID 6740984.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]