Zvětšení genomu

•             celkové zvětšení: polyploidizace (duplikace celého genomu)

•             duplikace části genomu, zmnožení počtu chromosomů

•             duplikace genů a skupin genů



•             amplifikace transpozonů

•             inzerce virové DNA

•             inzerce organelové DNA

•             expanze (mikro)satelitů





                               Růst velikosti genomu: Polyplodizace

                                      Celkové zvětšení genomu

•             Polyploidizace (duplikace celého genomu):

    Autopolyploidie: multiplikace jedné základní sady chromosomů, jeden organizmus, chyba při
meioze (růže…)



    Allopolyploidie: kombinace geneticky odlišných sad chromosomů (pšenice…)



    Kryptopolyploidie: dávná polyplodizace, organizmus se jeví jako diploidní, přestavby – delece,
translokace…, kvasinka, obratlovci, obilniny, odhalení až sekvenací



•             Duplikace části genomu:

    chromosomů - polysomie (trisomie), většinou letální, genová imbalance, evolučně irelevantní

    genů nebo skupin genů





                      Genom kvasinky: Polyploidizace nebo duplikace segmentů?

•             54 nepřekrývajících se duplikovaných oblastí

•             50 z nich si zachovalo stejnou orientaci vzhledem k centroméře

•             nebyla nalezena žádná triplikovaná oblast, přičemž 7 oblastí by bylo očekáváno dle
Poissonova rozložení

•             příbuzné druhy bez duplikace – Kluveromyces waltii a Ashbya gossypii

•             457 genových párů – 17% se vyvíjí rychleji než jejich homology u K. waltii

                                 Polyploidizace v linii obratlovců

     Duplikace genomu před 450 mil let napomohla vzrůstu komplexity a diverzifikaci obratlovců

                                     Polyploidizace u rostlin

                             Počet genů a evoluce duplikovaného genomu

                     Vzrůst počtu genů, potlačení šumu a biologická komplexita

                                    Mechanizmy zvětšení genomů

•             Duplikativní (retro)transpozice

•             Nerovnoměrný (unequal) crossing-over

•             Replikační klouzání (Replication slippage)

•             Genová amplifikace (rolling circle replication)





                         Genomová obezita u rostlin – jednosměrný proces?

                                    Big Bang v genomu kukuřice

•             polyploidizace

•             amplifikace transpozonů a retroelementů

•             Exploze před 6 mil let

•             Více inzercí do mezigenových oblastí

•             Exponenciální růst mezigenových vzdáleností







                                     Komplexita vzniká snadno,
                                     kontroluje se ale obtížně







                                 Přestavby pořadí genů u bakterií

                               Syntenie - konzervativita pořadí genů

                                   Makro- vs. mikro- kolinearita

                           Rychlá evoluce oblasti rezistence k patogenu

                                 Počty chromosomů u různých druhů

                Různé počty chromosomů u blízce příbuzných druhů jelínků Muntiacus







                               Srovnání lidských a myších chromosomů



                                      Chromosomové přestavby



Isochory: bloky genomové DNA (stovky kb-Mb) s charakteristickým GC-obsahem, ostrý přechod

-  fragmentace genomové DNA na fragmenty 30-100kb

-              separace fragmentů podle obsahu bází

-              shlukování do skupin s diskrétními GC-obsahy, u člověka typy L1, L2, H1, H2 a H3 (GC
nejbohatší, tvoří jen 3% ale obsahuje 25% genů)

-              Mozaiková struktura genomu obratovců a rostlin





                                         Genomové projekty