Братоубийство как способ присвоения чужой наследственной информации?

[macroevolution]

"Братоубийством" (фратрицидом) назвали явление, обнаруженное у стрептококков, которые в определенных условиях убивают токсинами других стрептококков (безвыборочно, в том числе и представителей того же штамма, генетически неотличимых от убийц), а затем поглощают ДНК, высвободившуюся из разрушенных клеток, и встраивают фрагменты чужих хромосом в свой геном.

Теперь аналогичное явление найдено у холерных вибрионов, которые используют для убийства собратьев удивительную молекулярную машинку - "секреторную систему типа VI". Она представляет собой не что иное, как ножку бактериофага, развернутую в обратную сторону. Бактериофаг использует этот белковый комплекс для протыкания клеточной стенки бактерии и впрыскивания в жертву своей ДНК. Бактерии, "одомашнившие" этот набор вирусных генов, используют систему для протыкания оболочки других клеток (бактериальных или эукариотических) и введения туда различных "эффекторов" (например, токсинов).



Бактериофаг (слева) и секреторная система типа VI.

Как и стрептококки, вибрионы поглощают фрагменты ДНК убитых сородичей и встраивают  их в свой геном. Более того, у вибрионов даже обнаружена единая регуляция генов, ответственных за построение секреторной системы типа VI и за поглощение чужой ДНК.

Подробнее на "Элементах"

При всей соблазнительности идеи о том, что бактерии могут убивать сородичей, чтобы поживиться их наследственной информацией, мне кажется, всех выгод ГПГ недостаточно для развития такой адаптации. Скорее всего, в основе развития адаптации - борьба с конкурентами и каннибализм (ДНК заглатывается прежде всего как пища, на запчасти-нуклеотиды), а эпизодический ГПГ в этой ситуации - лишь побочный эффект. А вы как думаете? Может ли развиться под действием Е.О. способность к убийству соседей и заглатыванию их ДНК, если единственной выгодой от этого является шанс встроить чужой аллель себе в геном?

Comments

[firrior.livejournal.com]

Ответ ведь всегда одинаков: да, если это даёт преимущество в выживании, так?

Преимущество в выживании будет, если собственные гены повреждены - например, мутировали. И тут бактерия такая опа! заглатывает чужого гена нужный кусок. Но какова вероятность того, что в надежде отхватить нямку агрессор не сожрал ещё большую отраву? Вот если бы сразу после зохавывания чужого гена бактерия-кусака делилась бы пополам: одна с новой копией, другая со старой, тогда у одной из них было бы преимущество. А так, мне кажется, она сменяла шило на мыло.

[macroevolution.livejournal.com]

Правильно, с точки зрения "интересов" индивидуальной бактерии такое занятие бесперспективно.
А с точки зрения штамма или генома (комплекса аллелей и т.п.) оно дает шанс, что у какой-то небольшой части особей после заимствования случайных чужих генов приспособленность повысится. Причем повысится сильнее, чем у тех микробов, которые ничьих генов не заимствовали, а только случайно мутировали. Эти-то особи с высокой приспособленностью и унаследуют мир, а вместе с ними распространятся и гены, отвечающие за заимствование чужих генов.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Если считать элементарной единицей эволюции популяцию - да.

Но если считать такой единицей индивидуальные гены (по Докинзу), то получается ерунда.

Так что является элементарной единицей эволюции?

[levgilman.livejournal.com]

Индивидуальные гены - не значит экземпляры генов, аналогично литературным произведениям, которые не есть экземпляры.
Докинзовская эволюция менее универсальна, чем считает сам Докинз, но данный случай в неё укладывается.

[cmpax-u-pagocmb.livejournal.com]

Индивидуальные гены - не значит экземпляры генов

Ну тогда корректнее говорить о популяции, ведь геномы всех особей популяции могут быть неидентичны (теперь это верно и для прокариотов).

Спрашивается: зачем нужно было называть одно и то же явление разными терминами? Чтобы внести путаницу?

[levgilman.livejournal.com]

В данном случае, популяция - с большой вероятностью потомки одного совсем недавнего предка (несколько заражений назад), по Докинзу - всё равно что одна особь.
Не понял, какое явление и какими разными терминами называют. Наоборот, "ген" - термин слишком многозначный.

[aosypov.livejournal.com]

С точки зрения индивидуума Ваша логика "шило на мыло" работает. Но бактерии, если можно так выразиться, живут не индивидуумами, а клонами. Клону выгоднее получить доп. разнообразие, причем по Вашей же логике - просто Ваша бактерия "поделилась пополам" не после, а до.

[dims12.livejournal.com]

Коллектив аллелей -- это банда. Когда они захватывают другие банды, то получают в свой состав их опыт: кто-то талантливый медвежатник, кто-то талантливый карманник. Для банды всяко лучше.

[dims12.livejournal.com]

> не сожрал ещё большую отраву

ДНК не может быть отравой. В ней записан только опыт поколений, а это всегда полезно.

[ins0mnis.livejournal.com]

Там может быть ген токсина, который бактерия не сможет секретировать и отравится.

[dims12.livejournal.com]

Ну да. Ещё это может быть вирусная ДНК. Но это -- исключения. А исключения -- подтверждают правило.