Стресс убирает межвидовые генетические барьеры

Основным условием, определяющим генетическую изоляцию у микробов, помимо различного местообитания, разной видовой специфичности переносчиков генов (фаги, плазмиды) и систем рестрикции модификации, является степень дивергенции между микробными ДНК. Вероятность рекомбинации между различными ДНК понижается с увеличением степени их дивергенции и показатель генетической изоляции, например, между энтеробактериями, количественно опеределяется степенью дивергенции их хромосом. Успех межвидового генетического переноса зависит от количества идентичных нуклеотидных последовательностей в разных ДНК, которые могли бы инициировать рекомбинацию [ Matic I., ea 1996 , Matic ea 2000 ].

Белки системы MMR , присоединившись к местам дивергенции, тем самым блокируют межвидовую рекомбинацию. Инактивация системы MMR нарушает мехнизм, предотвращающиий межвидовой генетический обмен, а активация SOS- peryлона стимулирует рекомбинацию между дивергировавшими геномами. Более того, при скрещивании Е. coli F(-) с Hfr-донором Salmonella enterica, из-за образования однонитевых последовательностей в неспаренных местах гетеродуплекса (что взывает активацию индуктора SOS-регулона белка гесА , синтез которого возрастает в 3-4 раза) происходит индукция сильного SOS-ответа , который в 20 раз повышает межвидовую рекомбинацию ; вместе с инактивацией MMR это практически полностью разрушает генетический барьер между видами, дивергировавшими 100-150 млн. лет назад [ Matic ea 2000a , Matic I., ea 2000 ]. В целом в результате вызванных стрессом уменьшения степени генетической изоляции и стимуляции межвидовой рекомбинации может произойти вспышка видообразования . Если в результате такого межвидового генетического переноса и рекомбинации не делившиеся клетки начинают расти, то у них восстанавливается активность системы рестрикиди-модификации, защищающей клетки от внедрения чужеродных генов, восстанавливаются межвидовые генетические барьеры и нормализуются механизмы мутагенеза и генетической рекомбинации. И, возможно, на Земле появляется новый биологический вид [ Radman ea 2000 , Matic I., ea 1996 , Matic ea 2000a , Matic I., ea 2000 ]. Однако весьма вероятно, что у многоклеточных эукариот эволюционные механизмы ответа на стресс должны быть принципиально другими.

Ссылки: