Comparative Analysis of Structural Diversity and Sequence Evolution in Plant Mitochondrial Genes Transferred to the Nucleus
Notice bibliographique
Résumé
The transfer of functional mitochondrial genes to the nucleus is an ongoing process during plant evolution that has made a major impact on cytonuclear interactions and mitochondrial genome evolution. Analysis of evolutionarily recent transfers in plants provides insights into the evolutionary dynamics of the process and how transferred genes become functional in the nucleus. Here, we report 42 new transferred genes in various angiosperms, including 9 separate transfers of the succinate dehydrogenase gene sdh3. We performed comparative analyses of gene structures and sequence evolution of 77 genes transferred to the nucleus in various angiosperms, including multiple transfers of 10 genes in different lineages. Many genes contain mitochondrial targeting presequences, and potentially 5' cis-regulatory elements, that were acquired from pre-existing nuclear genes for mitochondrial proteins to create chimeric gene structures. In eight separate cases, the presequence was acquired from either the hsp70 chaperonin gene or the hsp22 chaperonin gene. The most common location of introns is in the presequence, and the least common is in the region transferred from the mitochondrion. Several genes have an intron between the presequence and the core region, or an intron in the 5'UTR (untranslated region) or 3'UTR, suggesting presequence and/or regulatory element acquisition by exon shuffling. Both synonymous and nonsynonymous substitution rates have increased considerably in the transferred genes compared with their mitochondrial counterparts, and the degree of rate acceleration varies by gene, species, and evolutionary timing of transfer. Pairwise and branchwise K(a)/K(s) analysis identified four genes with evidence for positive selection, but positive selection is generally uncommon in transferred genes. This study provides a detailed portrayal of structural and sequence evolution in mitochondrial genes transferred to the nucleus, revealing the frequency of different mechanisms for how presequences and introns are acquired and showing how the sequences of transferred genes evolve after movement between cellular genomes.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».