Войти
Гипотеза CoRR утверждает, что местонахождение генетической информации в цитоплазматические органеллы позволяют регулировать его экспрессию за счет восстановительно-окислительного («окислительно-восстановительного ») состояния его генных продуктов.
CoRR - это сокращение от «co -Локация для окислительно-восстановительной регуляции », которая сама по себе является сокращенной формой« совместного расположения (гена и продукта гена) для (эволюционной) непрерывности окислительно-восстановительной регуляции экспрессии гена ".
CoRR была явно выдвинута в 1993 году в статье в Журнале теоретической биологии с заголовком «Контроль экспрессии генов с помощью окислительно-восстановительного потенциала и потребность в хлоропластных и митохондриальных геномах». Центральная концепция была изложена в обзоре 1992 года. Был введен термин CoRR в 2003 г. в статье в журнале Philosophical Transactions of Королевское общество под названием «Функция геномов в биоэнергетических органеллах».
Хлоропласты и митохондрии представляют собой органеллы, преобразующие энергию в цитоплазме эукариотических клеток. Хлоропласты в растительных клетках осуществляют фотосинтез ; захват и преобразование энергии солнечного света. Митохондрии как в растительных, так и в животных клетках осуществляют дыхание ; высвобождение этой накопленной энергии при выполнении работы. В дополнение к этим ключевым реакциям биоэнергетики, хлоропласты и митохондрии содержат особые и дискретные генетические системы. Эти генетические системы позволяют хлоропластам и митохондриям производить некоторые из своих собственных белков.
И генетические, и энергопреобразовательные системы хлоропластов и митохондрий произошли с небольшими изменениями от свободноживущих бактерий, которые эти органеллы когда-то были. Существование этих цитоплазматических геномов согласуется с гипотезой эндосимбионтов и считается ее доказательством. Однако большинство генов белков хлоропластов и митохондрий теперь расположены на хромосомах в ядрах эукариотических клеток. Там они кодируют предшественники белка, которые образуются в цитозоле для последующего импорта в органеллы.
Почему митохондриям и хлоропластам требуются свои собственные отдельные генетические системы, а другим органеллам, имеющим одну и ту же цитоплазму, например, пероксисомам и лизосомам, не требуется? Вопрос нетривиальный, потому что поддержание отдельной генетической системы обходится дорого: более 90 белков... должны кодироваться ядерными генами специально для этой цели.... Причина такой дорогостоящей схемы не ясна, и надежда на то, что нуклеотидные последовательности митохондриальных и хлоропластных геномов дадут ответ, оказалась необоснованной. Мы не можем придумать веских причин, по которым белки, производимые в митохондриях и хлоропластах, должны производиться там, а не в цитозоле.
— Альбертс и др., Молекулярная биология клетки. Наука о гирляндах. Все издания (стр. 868-869 в 5-м издании)CoRR пытается объяснить, почему хлоропласты и митохондрии сохраняют ДНК и, таким образом, почему некоторые признаки наследуются через цитоплазму в феномен цитоплазматической, не менделевской, однопородной или материнской наследственности. CoRR делает это, предлагая ответ на вопрос: почему в эволюции некоторые бактериальные гены, эндосимбионты переместились в ядро клетки, а другие - нет. ?
CoRR утверждает, что хлоропласты и митохондрии содержат те гены, экспрессия которых должна находиться под прямым регулирующим контролем окислительно-восстановительного состояния их генных продуктов, или носителей электронов, с которыми взаимодействуют эти генные продукты. Такие гены составляют ядро или первичную подгруппу органеллярных генов. Требование окислительно-восстановительного контроля каждого гена в первичной подгруппе затем дает преимущество при локализации этого гена в органелле. Естественный отбор поэтому закрепляет одни гены в органеллах, в то время как другие предпочитают расположение в ядре клетки.
Хлоропластные и митохондриальные геномы также содержат гены компонентов самих хлоропластов и митохондриальных генетических систем. Эти гены составляют вторичную подгруппу генов органелл: гены генетической системы. Как правило, нет необходимости в окислительно-восстановительном контроле экспрессии генов генетической системы, хотя их окислительно-восстановительный контроль может в некоторых случаях позволить амплификацию окислительно-восстановительных сигналов, действующих на гены в первичной подгруппе (биоэнергетические гены).
Сохранение генов вторичной подгруппы (гены генетической системы) необходимо для работы окислительно-восстановительного контроля экспрессии генов в первичной подгруппе. Если все гены исчезают из первичного подмножества, CoRR предсказывает, что нет функции для генов во вторичном подмножестве, и такие органеллы затем, в конечном итоге, полностью потеряют свои геномы. Однако, если даже только один ген остается под окислительно-восстановительным контролем, то для синтеза продукта этого единственного гена требуется генетическая система органелл.
