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Bacterial Transcription01:53

Bacterial Transcription

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RNA polymerase (RNAP) carries out DNA-dependent RNA synthesis in both bacteria and eukaryotes. Bacteria do not have a membrane-bound nucleus. So, transcription and translation occur simultaneously, on the same DNA template.
Transcription can be divided into three main stages, each involving distinct DNA sequences to guide the polymerase. These are:
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Gene Evolution - Fast or Slow?02:05

Gene Evolution - Fast or Slow?

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Gene Evolution - Fast or Slow?

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The genomes of eukaryotes are punctuated by long stretches of sequence which do not code for proteins or RNAs. Although some of these regions do contain crucial regulatory sequences, the vast majority of this DNA serves no known function. Typically, these regions of the genome are the ones in which the fastest change, in evolutionary terms, is observed, because there is typically little to no selection pressure acting on these regions to preserve their sequences.
In contrast, regions which code...
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Genome Size and the Evolution of New Genes03:21

Genome Size and the Evolution of New Genes

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Genome Size and the Evolution of New Genes03:21

Genome Size and the Evolution of New Genes

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While every living organism has a genome of some kind (be it RNA, or DNA), there is considerable variation in the sizes of these blueprints. One major factor that impacts genome size is whether the organism is prokaryotic or eukaryotic. In prokaryotes, the genome contains little to no non-coding sequence, such that genes are tightly clustered in groups or operons sequentially along the chromosome. Conversely, the genes in eukaryotes are punctuated by long stretches of non-coding sequence.
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mRNA Stability and Gene Expression02:51

mRNA Stability and Gene Expression

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Coevolución del transcriptoma y el translatoma en los mamíferos

Zhong-Yi Wang1, Evgeny Leushkin2, Angélica Liechti3

  • 1Center for Molecular Biology of Heidelberg University (ZMBH), DKFZ-ZMBH Alliance, Heidelberg, Germany.

Nature
|November 12, 2020
PubMed
Resumen

Este estudio revela que la expresión génica evoluciona más lentamente en el nivel del translatoma (síntesis de proteínas) que en el nivel del transcriptoma (ARN), particularmente para los genes esenciales. La regulación traslacional amortigua los cambios, preservando las funciones vitales entre las especies.

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Área de la Ciencia:

  • Biología evolutiva
  • Biología molecular
  • La genómica

Sus antecedentes:

  • Los programas de expresión génica dan forma a los fenotipos, pero su dinámica evolutiva más allá del ARN no está clara.
  • Comprender la co-evolución de las diferentes capas moleculares es crucial para las ideas evolutivas.

Objetivo del estudio:

  • Investigar la coevolución de los translatomas y transcriptomas en múltiples especies y órganos de mamíferos.
  • Determinar el grado de amortiguación entre las capas de expresión génica y su impacto en las tasas evolutivas.

Principales métodos:

  • Datos de perfilado de ribosomas y secuenciación de ARN del cerebro, el hígado y los testículos de cinco mamíferos y una ave.
  • Análisis comparativo de la divergencia de la expresión génica a nivel del transcriptoma y del translatoma.
  • Integración de los datos proteómicos de la espectrometría de masas.

Principales resultados:

  • La regulación traslacional está muy extendida, especialmente en las células espermatogénicas de los testículos.
  • La divergencia del translatoma es ~20% menor que la divergencia del transcriptoma debido al almacenamiento en búfer, preservando los genes esenciales.
  • La regulación ascendente traslacional compensó los cambios de dosis en los cromosomas sexuales y la inactivación meiótica.
  • Los testis mostraron la fracción más alta de genes que evolucionan más rápido a nivel del translatoma, lo que sugiere una adaptación.

Conclusiones:

  • Las capas de expresión génica exhiben patrones coevolucionarios, con el almacenamiento en búfer que preserva los genes esenciales.
  • La regulación traslacional juega un papel clave en el amortiguamiento de los cambios evolutivos y la compensación de desafíos genéticos específicos.
  • La interacción entre la evolución del transcriptoma y el translatoma se refleja en la capa del proteoma.