SummaryThe presence of both cytopla

Summary
The presence of both cytoplasmic and nuclear genomes within eukaryotic cells raises fascinating
questions about co-evolution between genomic compartments that experience fundamentally
different mutation rates and modes of inheritance. The highly mutagenic environments found in
the mitochondria of some eukaryotes have generated interest in the role that mitochondrial
mutation accumulation plays in phenomena such as intracellular gene transfer, compensatory
evolution in the nucleus and the evolution of reproductive isolation. Although plant systems have
played an important historical role in the study of cytonuclear co-evolution, they remain
underutilized in many respects. In particular, the enormous natural variation inDNAsubstitution
rates, gene content and genome architecture in plant mitochondria – much of which has even
been found within a single genus – provides opportunities to resolve longstanding evolutionary
questions about the consequences of mitochondrial mutation accumulation. This review
summarizes some of the classic questions about cytonuclear co-evolution that could be
addressed by taking advantage of the variation in plants and highlights a recent analysis of the
effect of mitochondrial mutation accumulation on rates of molecular evolution in the nucleus.
The evolutionary consequences of mitochondrial
mutation accumulation
It has been over 35 yr since a seminal study in Allan Wilson’s
laboratory showed that DNA sequence evolution in primates is
much faster in mitochondria than in the nucleus (Brown et al.,
1979). Research over the ensuing decades has confirmed that rapid
mitochondrial DNA (mtDNA) evolution is a general property of
bilaterian animals. The frequent nucleotide substitutions in animal
mtDNA have been attributed to a combination of high rates of
oxidative damage in the mitochondrial compartment, the loss of
some mtDNA repair machinery, and inefficient selection in a
genome with an asexual and effectively haploid mode of inheritance.
These observations have spawned a number of classic
hypotheses about the role of mitochondrial mutation in eukaryotic
evolution. It remains unclear, however, whether the observations in
animals extend broadly across eukaryotes. Outside of a few wellstudied
groups, data on the relative rates of sequence evolution in
nuclear vs mitochondrial genomes are still scarce (e.g. Smith et al.,
2014). Furthermore, in some groups – particularly land plants –
rapid mtDNA sequence evolution is clearly not the norm (Wolfe
et al., 1987). This review briefly describes key hypotheses about the
effect of mitochondrial mutation rate in shaping cytonuclear
interactions and discusses the unique opportunities that plant
systems present for testing these hypotheses.
Mitochondrial gene loss and the movement of genes to the
nucleus
The evolution of mitochondria from formerly free-living bacteria
has been characterized by massive gene loss, much of which was
accompanied by functional transfer of genes to the nucleus
(Timmis et al., 2004). Explaining the mechanisms responsible for
Daniel Sloan was a finalist for the 2014 New Phytologist Tansley Medal for
excellence in plant science, which recognises an outstanding contribution to
research in plant science by an individual in the early stages of their career; see
the Editorial by Lennon & Dolan, 205: 951–952.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สรุปของ genomes cytoplasmic และนิวเคลียร์ภายใน eukaryotic เซลล์ยกที่น่าสนใจถามเกี่ยวกับวิวัฒนาการร่วมระหว่างช่อง genomic ที่พบความอัตราการกลายพันธุ์แตกต่างกันและวิธีการสืบทอด พบในสภาพแวดล้อมที่สูง mutagenicmitochondria ของ eukaryotes บางมีสร้างสนใจในบทบาทที่ mitochondrialเล่นสะสมการกลายพันธุ์ในปรากฏการณ์เช่นการถ่ายโอนยีน intracellular ชดเชยวิวัฒนาการนิวเคลียสและวิวัฒนาการสืบพันธุ์แยก แม้ว่าจะมีระบบโรงงานเล่นมีบทบาททางประวัติศาสตร์ที่สำคัญในการศึกษาวิวัฒนาการร่วม cytonuclear พวกเขายังคงunderutilized ในหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง inDNAsubstitution เปลี่ยนแปลงธรรมชาติมหาศาลราคา เนื้อหายีน และจีโนมสถาปัตยกรรมพืช mitochondria – มากที่มีแม้ถูกพบภายในสกุลเดียว – ให้โอกาสแก้ไขว่าวิวัฒนาการคำถามเกี่ยวกับผลของการสะสมการกลายพันธุ์ mitochondrial บทความนี้สรุปคำถามคลาสสิกเกี่ยวกับวิวัฒนาการร่วม cytonuclear ที่สามารถทำบางการใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงในพืช และเน้นการวิเคราะห์ล่าสุดของการผลของการสะสมการกลายพันธุ์ mitochondrial ราคาของวิวัฒนาการระดับโมเลกุลในนิวเคลียสลำดับวิวัฒนาการของ mitochondrialการสะสมการกลายพันธุ์มันได้กว่า 35 ปีตั้งแต่การศึกษาบรรลุถึงใน Allan Wilsonห้องปฏิบัติพบว่า วิวัฒนาการลำดับดีเอ็นเอใน primates เป็นเร็วใน mitochondria กว่าในนิวเคลียส (Brown et al.,1979) วิจัยกว่าทศวรรษที่ผ่านมาเพราะได้รับการยืนยันอย่างรวดเร็วว่าmitochondrial DNA (mtDNA) วิวัฒนาการเป็นคุณสมบัติทั่วไปของbilaterian สัตว์ แทนนิวคลีโอไทด์ที่พบบ่อยในสัตว์มีการบันทึก mtDNA ทั้งอัตราสูงความเสียหาย oxidative ในช่อง mitochondrial สูญเสียบาง mtDNA ซ่อมเครื่องจักร และการไม่เลือกในการกลุ่มพร้อมโหมดการ asexual และ haploid มีประสิทธิภาพของการสืบทอดข้อสังเกตเหล่านี้มีเป้าหมายจำนวนคลาสสิคสมมุติฐานเกี่ยวกับบทบาทของการกลายพันธุ์ mitochondrial ใน eukaryoticวิวัฒนาการ มันยังคงไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม ว่าสังเกตในสัตว์ขยายอย่างกว้างขวางทั่ว eukaryotes นอก wellstudied กี่กลุ่ม ข้อมูลเกี่ยวกับอัตราสัมพัทธ์ของลำดับวิวัฒนาการในเทียบกับนิวเคลียร์ mitochondrial genomes จะยังคงขาดแคลน (เช่น Smith et al.,2014) นอกจากนี้ ในบางกลุ่ม – โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ดินพืช –อย่างรวดเร็ว mtDNA ลำดับวิวัฒนาการไม่ชัดเจนปกติ (Wolfeร้อยเอ็ด al., 1987) บทความนี้อธิบายสมมุติฐานสำคัญสั้น ๆ เกี่ยวกับการผลของอัตราการกลายพันธุ์ mitochondrial ในการกำหนดทิศ cytonuclearโต้ตอบ และอธิบายโอกาสเฉพาะที่โรงงานระบบมีการทดสอบสมมุติฐานเหล่านี้สูญเสียยีน mitochondrial และการเคลื่อนไหวของการนิวเคลียสวิวัฒนาการของ mitochondria จากแบคทีเรีย free-living เดิมมีลักษณะการสูญเสียยีนขนาดใหญ่ มากที่ถูกมาพร้อมกับ โดยโอนย้ายหน้าที่ของยีนในนิวเคลียส(Timmis et al., 2004) อธิบายกลไกที่รับผิดชอบสโลน Daniel ได้เข้ารอบสุดท้ายสำหรับ 2014 Phytologist Tansley เหรียญใหม่สำหรับความเป็นเลิศในพฤกษศาสตร์ ซึ่งตระหนักว่าเงินสมทบที่ค้างชำระวิจัยพฤกษศาสตร์แต่ละในขั้นเริ่มต้นของอาชีพของตน ดูกอง โดยเลนนอนและ Dolan, 205:951-952

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สรุป
การปรากฏตัวของทั้งจีโนมของนิวเคลียสและนิวเคลียร์ภายในเซลล์ยูคาริโอยกที่น่าสนใจ
คำถามเกี่ยวกับวิวัฒนาการร่วมระหว่างช่องจีโนมที่มีประสบการณ์พื้นฐาน
ที่แตกต่างกันอัตราการกลายพันธุ์และรูปแบบของการรับมรดก สภาพแวดล้อมการกลายพันธุ์สูงที่พบใน
mitochondria ของยูคาริโอบางคนได้สร้างความสนใจในบทบาทที่ยล
สะสมการกลายพันธุ์ในละครปรากฏการณ์เช่นการถ่ายโอนยีนในเซลล์ชดเชย
วิวัฒนาการในนิวเคลียสและวิวัฒนาการของการแยกการเจริญพันธุ์ แม้ว่าระบบโรงงานได้
เล่นบทบาทที่สำคัญทางประวัติศาสตร์ในการศึกษาวิวัฒนาการร่วม cytonuclear ที่พวกเขายังคง
underutilized ในหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงธรรมชาติมหาศาล inDNAsubstitution
อัตราเนื้อหาของยีนและสถาปัตยกรรมจีโนมใน mitochondria พืช - มากซึ่งได้แม้
ถูกพบในสกุลเดียว - ให้โอกาสในการแก้ไขวิวัฒนาการยาวนาน
คำถามเกี่ยวกับผลกระทบของการสะสมการกลายพันธุ์ยล ตรวจสอบนี้
สรุปบางส่วนของคำถามคลาสสิกเกี่ยวกับ cytonuclear ร่วมวิวัฒนาการที่สามารถ
แก้ไขโดยการใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงในพืชและไฮไลท์การวิเคราะห์ล่าสุดของ
ผลกระทบของการสะสมการกลายพันธุ์ยลอัตราของวิวัฒนาการของโมเลกุลในนิวเคลียส.
ผลที่ตามมาของการวิวัฒนาการ ยล
สะสมกลายพันธุ์
จะได้รับมากกว่า 35 ปีตั้งแต่การศึกษาเชื้อในอัลลันวิลสัน
ในห้องปฏิบัติการพบว่าวิวัฒนาการของลำดับดีเอ็นเอในบิชอพคือการ
ได้เร็วขึ้นมากใน mitochondria กว่าในนิวเคลียส (สีน้ำตาล et al.,
1979) วิจัยกว่าทศวรรษที่ผ่านมาได้รับการยืนยันว่าอย่างรวดเร็ว
ยลดีเอ็นเอ (mtDNA) วิวัฒนาการเป็นสถานที่ให้บริการทั่วไปของ
สัตว์ bilaterian แทนเบื่อหน่ายบ่อยในสัตว์
mtDNA ได้รับมาประกอบกับการรวมกันของอัตราที่สูงของ
ความเสียหายออกซิเดชันในช่องยลสูญเสียของการ
ซ่อมแซมเครื่องจักร mtDNA บางส่วนและตัวเลือกไม่มีประสิทธิภาพใน
จีโนมกับโหมดกะเทยและเดี่ยวได้อย่างมีประสิทธิภาพของมรดก.
ข้อสังเกตเหล่านี้ ได้กลับกลายเป็นจำนวนของคลาสสิก
สมมติฐานเกี่ยวกับบทบาทของการกลายพันธุ์ยลใน eukaryotic
วิวัฒนาการ มันยังไม่ชัดเจน แต่ไม่ว่าจะเป็นข้อสังเกตใน
สัตว์ที่ขยายวงกว้างไปทั่วยูคาริโอ นอก wellstudied ไม่กี่
กลุ่มข้อมูลในอัตราที่ญาติของวิวัฒนาการลำดับ
จีโนม vs นิวเคลียร์ยลยังคงหายาก (เช่นสมิ ธ et al.,
2014) นอกจากนี้ในบางกลุ่ม - โดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชบก -
วิวัฒนาการลำดับ mtDNA อย่างรวดเร็วไม่ชัดเจนบรรทัดฐาน (วูล์ฟ
et al., 1987) ตรวจสอบนี้อธิบายสมมติฐานสำคัญเกี่ยวกับ
ผลกระทบของอัตราการกลายพันธุ์ยลในการสร้าง cytonuclear
ปฏิสัมพันธ์และอธิบายถึงโอกาสที่ไม่ซ้ำกันว่าพืช
ระบบปัจจุบันสำหรับการทดสอบสมมติฐานเหล่านี้.
การสูญเสียยีนยลและการเคลื่อนไหวของยีนที่จะ
นิวเคลียส
วิวัฒนาการของ mitochondria จากเดิมไล่ทุ่ง ที่อาศัยอยู่แบคทีเรียที่
ได้รับการที่โดดเด่นด้วยการสูญเสียยีนขนาดใหญ่มากที่ได้รับการ
ถ่ายโอนมาพร้อมกับการทำงานของยีนที่จะนิวเคลียส
(Timmis et al., 2004) อธิบายกลไกที่รับผิดชอบในการ
แดเนียลสโลนถูกเข้ารอบสุดท้ายสำหรับ 2014 ใหม่ Phytologist Tansley เหรียญสำหรับ
ความเป็นเลิศในด้านวิทยาศาสตร์พืชซึ่งตระหนักถึงการมีส่วนร่วมที่โดดเด่นเพื่อ
การวิจัยทางวิทยาศาสตร์พืชโดยบุคคลในขั้นเริ่มต้นของอาชีพของพวกเขา; เห็น
บรรณาธิการโดยเลนนอนและ Dolan, 205: 951-952

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

สรุป
การแสดงตนของจีโนมนิวเคลียร์ทั้งนี้ภายในเซลล์ eukaryotic และยกคำถามเกี่ยวกับ Co วิวัฒนาการระหว่างจีโนมช่องประสบการณ์ลึกซึ้ง
อัตราการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันและรูปแบบของมรดกที่น่าสนใจ

สภาพแวดล้อมสูงผลที่พบในไมโตคอนเดรียของยูแคริโอต
ต้องสร้างความสนใจในบทบาทที่ยล
การกลายพันธุ์การเล่นในปรากฏการณ์เช่นการถ่ายโอนยีน ~ i ในระยะ
วิวัฒนาการในนิวเคลียสและวิวัฒนาการของการเจริญพันธุ์ แม้ว่าระบบพืช
มีบทบาทที่สำคัญทางประวัติศาสตร์ในการศึกษาวิวัฒนาการ Co cytonuclear พวกเขายังคง
ประโยชน์ในหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มหาศาลรูปแบบธรรมชาติ indnasubstitution
อัตรายีนและพันธุกรรมในพืช–สถาปัตยกรรมเนื้อหาค่อนข้างมากซึ่งจะพบภายใน–
สกุลเดียวมีโอกาสที่จะแก้ไขพวกเขาวิวัฒนาการ
คำถามเกี่ยวกับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการสะสม รีวิวนี้
สรุปบางส่วนของคลาสสิกคำถามเกี่ยวกับวิวัฒนาการที่ได้
cytonuclear Coแก้ไขโดยการใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงในพืชและเน้นการวิเคราะห์ล่าสุดของผลการกลายพันธุ์ของการสะสมในอัตราของวิวัฒนาการระดับโมเลกุลในนิวเคลียส
ผลวิวัฒนาการของการสะสม

การกลายพันธุ์ได้กว่า 35 ปี ตั้งแต่การศึกษาเชื้อในห้องปฏิบัติการของ
ลัน วิลสันพบว่าดีเอ็นเอลำดับวิวัฒนาการของไพรเมต
คือได้เร็วขึ้นมากในไมโตคอนเดรียมากกว่าในนิวเคลียส ( สีน้ำตาล et al . ,
1979 ) การวิจัยมากกว่าทศวรรษที่ผ่านมามีการยืนยันว่าตามมาอย่างรวดเร็ว
ยลดีเอ็นเอ ( แสดง ) วิวัฒนาการเป็นคุณสมบัติทั่วไปของสัตว์ bilaterian
. ยีนที่ใช้แสดงแทนสัตว์
ได้รับเกิดจากการรวมกันของอัตราสูงเกิดความเสียหายในช่องยล

, การสูญเสียบางคนแสดงการซ่อมแซมเครื่องจักร และผลการคัดเลือกใน
จีโนมที่มีโครโมโซมไม่มีเพศและมีประสิทธิภาพโหมดของมรดก .
สังเกตเหล่านี้มี spawned จำนวนของสมมติฐานคลาสสิก
เกี่ยวกับบทบาทของการเปลี่ยนแปลงในวิวัฒนาการเข้ามา

มันยังคงชัดเจน อย่างไรก็ตาม สังเกตสัตว์ขยายวงกว้างในยูแคริโอต
. นอก wellstudied
กลุ่มน้อยข้อมูลเกี่ยวกับอัตราของวิวัฒนาการลำดับญาติใน
นิวเคลียร์ VS ยลจีโนมยังคงขาดแคลน ( เช่น Smith et al . ,
2014 ) นอกจากนี้ ในบางกลุ่ม โดยเฉพาะพืช–ที่ดินแสดงลำดับวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว–
ไม่ใช่บรรทัดฐาน ( วูล์ฟ
et al . , 1987 ) รีวิวนี้สั้น ๆอธิบายสมมติฐานหลักเกี่ยวกับผลของการเปลี่ยนแปลงอัตราการ cytonuclear
ปฏิสัมพันธ์และอธิบายเฉพาะโอกาสที่พืช
ระบบปัจจุบันสำหรับการทดสอบสมมติฐานเหล่านี้ .
ยลยีนและการสูญเสียการเคลื่อนไหวของยีนในนิวเคลียสของไมโตคอนเดรีย

วิวัฒนาการจากเดิมเป็นอิสระแบคทีเรีย
ได้รับลักษณะการสูญเสียยีนที่ใหญ่มาก ซึ่งมีการทำงานของยีนโอน

( timmis กับนิวเคลียส et al . , 2004 )อธิบายกลไกที่รับผิดชอบ
แดเนียลสโลนเป็นเข้ารอบสุดท้ายสำหรับ 2014 ใหม่ phytologist tansley เหรียญสำหรับ
ความเป็นเลิศด้านวิทยาศาสตร์ของพืช ซึ่งสามารถตรวจผลงานได้อย่างยอดเยี่ยม

วิจัยพืชศาสตร์โดยบุคคลในช่วงแรกของอาชีพของพวกเขา ; ดู
บรรณาธิการโดย เลนนอน &โด– 205 : 951 , 952 .