미토콘드리아 유전자 내용의 단속적 진화: 꽃식물 진화 과정에서 미토콘드리아 유전자 손실 및 핵으로의 전이 속도가 높고 변동성이 있음

식물에서 미토콘드리아 유전자 손실의 속도와 패턴을 연구하기 위해, 280속의 꽃식물에서 40개의 미토콘드리아 단백질 유전자의 존재 여부를 조사하기 위해 Southern blot hybridization 방법을 사용했습니다. 모든 14개의 리보솜 단백질 유전자와 두 개의 sdh 유전자는 꽃식물 진화 동안 미토콘드리아 게놈에서 여러 번(6회에서 42회) 상실되었으며, 반면 나머지 24개 유전자 중에서는 단 두 번만 손실이 확인되었습니다. 유전자 손실은 매우 불균형한 계통발생 분포를 보이며, 특정 계통에서 정체 기간 후에 손실이 급증하는 양상을 보입니다. 대부분의 가장 오래된 꽃식물 집단은 여전히 미토콘드리아 유전자 내용에서 장기적인 정체 상태에 있으며, 10억 년 전 조류 조상과 거의 동일한 유전자 세트를 포함하고 있습니다. 대조적으로, 다른 식물들은 16개의 미토콘드리아 리보솜 단백질 및 sdh 유전자 중 많이 또는 모두를 빠르게 상실하여, 일반 식물보다는 동물이나 곰팡이에 더 가까운 줄어든 유전자 내용을 향해 수렴하고 있습니다. 이러한 경우와 손실 숫자가 더 격식 있는 많은 계통에서는 리보솜 단백질 및 sdh 유전자의 손실 속도가 종종 미토콘드리아의 동의어 치환 속도를 초과합니다. 이러한 미토콘드리아 유전자 손실의 대부분은 아마도 유전자가 핵으로 전이된 결과일 것입니다. 따라서 기능적 유전자 전이의 속도도 꽃식물에서 극적으로 변동할 수 있습니다.