학 습 목 표
1.영장류에서 평행진화를 이해한다.
2.평행진화와 신경정신분열증의 관계를 고찰한다.
3. 향상진화와 분지진화를 인식한다.
4. 진화와 유전자 중복의 상호관계를 이해한다.
5. 생물종 표현형의 유전자발현에서 CTCF-Insulator,
Enhancer, Cytosine methylation의 상호관계를 이해
한다.
지난 시간 줄거리-1
1. 다양한 생물종들은 바이러스와 세균등으로 투쟁 과 공존 속에서 진화해 왔으며, 자연적으로, 우연 히, 변화와 선택으로 유전적인 다양성을 야기=>
움직이는 이동성 유전인자의 활성화
2. 다양한 생물종의 분류마커로서 Y-염색체상의 유 전인자를 활용한다(부계유전).
3. 인간과 침팬지 구분되는 포인트는 뇌용량 차이, 뇌에서 발현하는 유전인자의 차이 등이다.
4. 동물계통분류학의 연구 3단계는 식별분석(동정),
비교분석(분류), 계통추적(계통)작업이다.
지난 시간 줄거리-2
1. Phylogeny(계통학): 진화적으로 계통적 유연관계를 추적하여 계통의 족보를 작성하여 연구하는 학문.
2.Evolution(진화학): 선택압으로 환경의 변화에 대해 생물의 유 전적 적응의 결과로 일어나는 유전자의 군 또는 빈도의 변화를 연구하는 학문.
3.Convergent evolution(수렴진화): 둘 이상의 서로 다른 종들이 오랜 기간동안 격리되어 동일한 환경에 서식하면서 적응한 결 과로 계통발생적 기원이 다르다 하여도 구조나 형질이 유사해 진 현상.
4. Homoplasy(상사): 수렴진화로 만들어진 공통의 형질
5. Parallel evolution(평행진화): 한 생물학적으로 고립된 군에서 계통발생적 유연관계는 가까운 종들과는 다르게 그들의 공통조 상에서 없는 독특한 구조 또는 형질의 발달을 나타내는 현상.
한 생물학적으로 고립된 분류군에서 계통발생적 유연관계는 가까운 종들과는
다르게 그들의 공통조상에서 없는 독특한 구조 또는 형질의 발달을
나타내는 현상
-혹개미속에는 1100종의 개미 있음.
-혹개미는 골리앗개미를 생산할 수 있는 유전자 가지고 있어,
유전자에 숨겨진 스위치를 환경적 처리로 켤 수 있음.
= 개미의 평행진화 =
J Gen Virol. 1999 Oct;80 ( Pt 10):2613-9.
Isolation and phylogeny of endogenous retrovirus sequences belonging to the HERV-W family in primates
Kim HS, Takenaka O, Crow TJ.
POWIC, Department of Psychiatry, Warneford Hospital, University of Oxford, UK.
An investigation was undertaken of primate pol gene sequences from a novel endogenous retrovirus family, ERV-W, related to a new human endogenous retrovirus family (HERV-W) that
includes multiple sclerosis-associated retrovirus (MSRV) sequences identified in particles recovered from monocyte cultures from patients with multiple sclerosis. The pol gene sequences of the ERV-W family were detected in hominoids and Old World monkeys, but not in New World
monkeys, whereas ERV-W long terminal repeat-like elements were detected in all primates (hominoids, Old World monkeys and New World monkeys). Thirty-two pol gene sequences from
hominoids and Old World monkeys showed a high degree of sequence identity to MSRV and other HERV-W sequences. Phylogenetic analysis indicated close relationships of pol gene sequences across primate species. The analysis suggests that the ERV-W family has evolved
independently but in constrained patterns (
'parallel evolution'
) in different primate species, including man. The ratio of synonymous to non-synonymous substitutions indicated that negative selective pressure is acting on CHW1-1 from chimpanzee, HBW6-6 from baboonand HWX5 from man, sequences that have no disruption by point mutation or
insertions/deletions. Therefore, these pol gene sequences could be associated with an active provirus in primates. The findings indicate that the ERV-W family has continued to evolve in the
course of the primate radiation and may include members with a capacity to influence gene function and possibly cause disease.
Arch Virol. 1999;144(10):2035-40.
Phylogenetic analysis of HERV-K LTR-like elements in primates: presence in some new world monkeys and evidence of recent “
parallel evolution”
in these species and in homo sapiens.Kim HS, Wadekar RV, Takenaka O, Hyun BH, Crow TJ.
Department of Psychiatry, Warneford Hospital, University of Oxford, Oxford, U.K.
Solitary long terminal repeats (LTRs) of the human endogenous retroviruses K family
(HERV-K) have been found to be coexpressed with sequences of closely located genes. We identified forty-three HERV-K LTR-like elements in primates (African great apes, two Old World monkeys, and two New World monkeys) and analyzed them along with human- specific HERV-K LTRs. We report detection of HERV-K LTR-like elements from New World monkeys, as represented by the squirrel monkey and the night monkey, for the first time. Analysis revealed a high degree of sequence homology with human-specific HERV-K LTRs. A phylogenetic tree obtained by the neighbor-joining method revealed that five sequence (SMS-1, 2, 5, 6, 7) from the squirrel monkey and three sequences (NM6-4, 5, 9) from the night monkey are more closely related to human-specific HERV-K LTRs than they are to those of apes (the chimpanzee and gorilla) and Old World monkeys (the African green monkey and rhesus monkey). The findings are consistent with the concept the HERV-K LTR-like elements have proliferated independently and recently in the genome of primates, and that such proliferation has been more recent in Homo sapiens and in these representatives of New World monkeys than in some Old World monkeys.
M Hu Ch Go Or Gi Jm Ba Rm Gm Sm Nm
PCR Analysis for the Presence of HERV-K LTRs
in Primates
Arch Virol. 1999;144(10):2035-40.
Phylogenetic analysis of HERV-K LTR-like elements in
primates: presence in some new world monkeys and evidence of recent parallel evolution in these species and
in homo sapiens .
Kim HS, Wadekar RV, Takenaka O, Hyun BH, Crow TJ.
평행 진화와 수렴 진화는
둘 모두 무엇보다도 격리되어 진화하는 생물種들이
오랜 기간에 걸쳐
동일한 자연선택의 압력을 경험하기 때문에
발생하는 것
Drosophila phylogeny
P hylogenetic tree represents
evolutionary relationships
학습 요약 정리-1
1. 영장류의 진화과정동안, HERV-W=MSRV 및 HERV-K LTR family는 평행진화를 해 왔다.
2. 평행진화해 온 HERV-W는 다발성경화증 및 신경 정신분열증과 연루되어 있다.
3. 진화과정에서 잘 보존되어 온 cytochrome C유
전자의 분석으로 다양한 생물종을 계통분류할 수
있다.
다음 차시 예고…
1.향상진화와 분지진화란?
2.진화의 핵심은 유전자 중복.
3.인슐레이터에 결합하는 CTCF, 시토신의 메
틸레이션-인핸서 관계가 유전자발현에 미
치는 영향(생물종 표현형 조절).
향상진화 (anagenesis): 계통적 진화 (phyletic evolution)
분지진화 (cladogenesis): 계통적 가지치기 (phylogenetic
branching)
-하나의 가계내에서 연속적인 변화를 보여 줌
- 긴 시간동안 상대적으로
적은 표현형적 변화를 보여 줌 (예, 말발굽 게)
-하나의 가계내에서 하나 이상의 종이 나도록 분리 - 긴 시간동안 명백하게 가지가 나뉘짐 (예, 말)
퇴구강 절지동물
(말발굽 게; horseshoe crab)
향상진화 (계통적 진화)
* 하나의 가계내에서 연속적인 변화를 보여 줌
* 긴 시간동안 상대적으로
적은 표현형적 변화를 보여 줌
Pliocene
Miocene
Oligocene
Eocene
Hippidion Equus
(중신세) (선신세) (갱신세)
23 Myr ago
AF220937 Onager
Yukon Patagonia NC001640 Domestic
AF072995 Przewalskii
NC001788 Donkey
AF220916 Plains zebra
CaballinesHippidion
AF220932 Kiang
Stilt-legged
North American stilt-legged horses
African equids Striped equids of Africa Equus grevyi
Equus burchelli Equus zebra
Asian hemiones
The major population of Asian hemionus is found in southern Mongolia.
Equus przewalski Equus caballus
5 Specific groups
South American genus
Mt DNA
Control Region
HVR1 and HVR2
583 bp & 133 bp
생
물은 다양하나 공통된 특징을 갖는다.그 다양성과 공통점은
진화 (EVOLUTION)
로 설명된다.생명체의 다양성 – DNA염기서열의 다양성 !
DNA 유전정보는 생물상호간의 모든 특징의 근원
0.2% / Myr in HERV-H family
학습 요약 정리-2
1. 향상진화(계통적 진화): 하나의 가계내에서 연속적인 변화를 보여 줌. 긴 시간동안 상대적으로 적은 표현형을 보여 준다.
2. 분지진화(계통적 가지치기): 하나의 가계내에서 하나 이상의 종이 나도록 분리. 긴 시간동안 명백하게 계통적 가지가 나뉜 다.
3. 진화를 야기시키는 핵심적인 파워는 gene duplication(유전자 중복)이다.
4. Insulator에 의해 유전자 발현이 조절된다. 시토신의 메틸레이 션 현상과 인핸서가 상호 연루되어 있다.