Vznik fotosyntetizujících eukaryot ve světle srovnávací genomiky

Eliáš M.

Endosymbiotická teorie poskytla obecné vysvětlení vzniku fotosyntetizujících eukaryot, ale teprve rozvoj srovnávací genomiky a fylogenetiky umožňuje detailní rekonstrukci počáteční fáze endosymbiózy a jednotlivé kroky přeměny endosymbionta ve fotosyntetizující organelu.
Volně žijícím prokaryotickým předkem plastidů byla sinice pravděpodobně schopná fixace vzdušného dusíku. Původ hostitelské buňky prvotního symbiotického vztahu se pokoušejí objasnit dvě hypotézy: (1) „plastid-late“ – ke vzniku plastidu došlo u tzv. archeplastidů (zelené řasy a rostliny, ruduchy a glaukofyty) až po jejich odštěpení od ostatních skupin eukaryot; nebo (2) „plastid-early“ – plastid byl přítomen již u předka všech eukaryot, ale některé vývojové linie jej druhotně ztratily (případně posléze opět druhotně získaly). Poslední výsledky srovnávací genomiky se stavějí mírně na stranu „plastid-late“ hypotézy, i když na definitivní soud je stále ještě brzy.

Literatura:
Nowack EC, Melkonian M, Glöckner G. (2008) Chromatophore genome sequence of Paulinella sheds light on acquisition of photosynthesis by eukaryotes. Curr Biol. 18: 410-8.
Nakayama T, Ishida K. (2009) Another acquisition of a primary photosynthetic organelle is underway in Paulinella chromatophora. Curr Biol. 19:R284-5.
Huang J, Gogarten JP. (2007) Did an ancient chlamydial endosymbiosis facilitate the establishment of primary plastids? Genome Biol. 8: R99.
Moustafa A, Reyes-Prieto A, Bhattacharya D. (2008) Chlamydiae has contributed at least 55 genes to Plantae with predominantly plastid functions. PLoS One. 3: e2205.
Becker B, Hoef-Emden K, Melkonian M. (2008) Chlamydial genes shed light on the evolution of photoautotrophic eukaryotes. BMC Evol Biol. 8: 203.
Deusch O, Landan G, Roettger M, Gruenheit N, Kowallik KV, Allen JF, Martin W, Dagan T. (2008) Genes of cyanobacterial origin in plant nuclear genomes point to a heterocyst-forming plastid ancestor. Mol Biol Evol. 25: 748-61.
Burki F, Shalchian-Tabrizi K, Pawlowski J. (2008) Phylogenomics reveals a new 'megagroup' including most photosynthetic eukaryotes. Biol Lett. 4: 366-9.
Hampl V, Hug L, Leigh JW, Dacks JB, Lang BF, Simpson AG, Roger AJ. (2009) Phylogenomic analyses support the monophyly of Excavata and resolve relationships among eukaryotic "supergroups". Proc Natl Acad Sci U S A. 106: 3859-64.
Rogozin IB, Basu MK, Csuros M, Koonin EV (2009) Analysis of rare genomic changes does not support the unikont–bikont phylogeny and suggests cyanobacterial symbiosis as the point of primary radiation of eukaryotes. Genome Biol Evol. 1: 99-113.
Kneip C, Voss C, Lockhart PJ, Maier UG (2008) The cyanobacterial endosymbiont of the unicellular algae Rhopalodia gibba shows reductive genome evolution. BMC Evol Biol. 8: 30.
Maruyama S, Matsuzaki M, Misawa K, Nozaki H (2009) Cyanobacterial contribution to the genomes of the plastid-lacking protists. BMC Evol Biol. 9: 197.

str. 200