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Genoma fúngico

Los genomas fúngicos se encuentran entre los genomas más pequeños de los eucariotas . Los tamaños de los genomas fúngicos varían desde menos de 10 Mbp a cientos de Mbp. [1] [2] El tamaño promedio del genoma es de aproximadamente 37 Mbp en Ascomycota , 47 Mbp en Basidiomycota y 75 Mbp en Oomycota . [1] Los tamaños y números de genes de los genomas más pequeños de hongos de vida libre como los de Wallemia ichthyophaga , Wallemia mellicola o Malassezia restricta son comparables a los genomas bacterianos . [3] [4] [5] El genoma de la levadura ampliamente investigada Saccharomyces cerevisiae contiene aproximadamente 12 Mbp y fue el primer genoma eucariota completamente secuenciado. [6] Debido a su tamaño compacto, los genomas fúngicos se pueden secuenciar con menos recursos que la mayoría de los otros genomas eucariotas y, por lo tanto, son modelos importantes para la investigación. [7] Algunos hongos existen como células haploides, diploides o poliploides estables, otros cambian la ploidía en respuesta a las condiciones ambientales y también se observa aneuploidía en entornos nuevos o durante períodos de estrés. [8]

Comparaciones de genomas

La comparación de genomas fúngicos se ha utilizado para estudiar la evolución de los hongos, para mejorar la resolución de la filogenia de las especies de hongos y para determinar el tiempo de aparición y los cambios en los rasgos y estilos de vida de las especies, como la evolución de interacciones simbióticas o patógenas y la evolución de diferentes morfologías. [2] Se encontró que los principales reordenamientos cromosómicos en hongos eran más frecuentes que en otros eucariotas, por lo que la macrosintenia en hongos es rara. [9] Sin embargo, en los ascomicetos filamentosos se encontró que los genes estaban conservados dentro de los cromosomas homólogos, pero con órdenes y orientaciones aleatorias, un fenómeno llamado mesosintenia. [9] La mesosintenia también se observó en el género basidiomiceto Rhodotorula . [10] Se utilizó una comparación de más de 1000 genomas de Saccharomyces cerevisiae para identificar el origen geográfico y varios eventos de domesticación de la especie, así como para mapear variantes genómicas al paisaje fenotípico de toda la especie de la levadura. [11] Las comparaciones de varios genomas de la misma especie llevaron al descubrimiento de altos niveles de recombinación en especies que anteriormente se consideraban asexuales . [12] [13] [14] En la levadura negra extremadamente halotolerante Hortaea werneckii se descubrió que si bien la especie es clonal, se pueden encontrar cepas haploides y diploides en la naturaleza y las cepas diploides son híbridos altamente heterocigotos, que parecen ser estables en grandes escalas de tiempo y distancias geográficas. [15]

Uso en taxonomía

Aunque las medidas de distancia genómica, como la identidad nucleotídica media (ANI), se utilizan rutinariamente para distinguir especies bacterianas, actualmente el uso de genomas fúngicos en taxonomía es poco común. Las secuencias genómicas se pueden utilizar para ampliar el número de genes utilizados en los análisis filogenéticos, pero muchos genomas disponibles públicamente carecen de anotaciones genéticas y los marcadores de ADNr populares suelen faltar en las secuencias genómicas o están ensamblados incorrectamente. [16] Las medidas sugeridas de índices generales relacionados con el genoma en levaduras incluyen ANI, hibridación ADN-ADN digital (dDDH) y distancia K r . [17] La ​​colinealidad genómica se sugirió como una posible fuente de marcadores para resolver complejos de especies. [18] Las distancias genómicas Kr por pares y la identidad nucleotídica media se utilizaron en la descripción de nuevas especies dentro de los géneros Aureobasidium y Tilletia . [19] [20]

Alternativamente, las medidas de similitud rápidas y sencillas de calcular basadas en MinHash también parecen producir estimaciones útiles y precisas de la distancia entre genomas. Por ejemplo, herramientas de cálculo de distancia genómica con un umbral fijo como Mash y Dashing pudieron determinar si dos genomas pertenecen a la misma especie o a especies diferentes con una precisión de más del 90%, lo que indica que las medidas simples de distancia genómica podrían ser útiles para delinear especies de hongos y aún respaldar en gran medida la taxonomía de hongos existente. [21]

Referencias

  1. ^ ab Mohanta TK, Bae H (2015). "La diversidad del genoma fúngico". Procedimientos biológicos en línea . 17 : 8. doi : 10.1186/s12575-015-0020-z . PMC  4392786. PMID  25866485 .
  2. ^ ab Stajich JE (julio de 2017). "Genomas fúngicos y perspectivas sobre la evolución del reino". Microbiology Spectrum . 5 (4): 619–633. doi :10.1128/microbiolspec.FUNK-0055-2016. ISBN 9781555819576. PMC  6078396 . PMID  28820125.
  3. ^ Zajc J, Liu Y, Dai W, Yang Z, Hu J, Gostinčar C, Gunde-Cimerman N (septiembre de 2013). "Secuenciación del genoma y del transcriptoma del hongo halófilo Wallemia ichthyophaga: haloadaptaciones presentes y ausentes". BMC Genomics . 14 : 617. doi : 10.1186/1471-2164-14-617 . PMC 3849046 . PMID  24034603. 
  4. ^ Padamsee M, Kumar TK, Riley R, Binder M, Boyd A, Calvo AM, et al. (marzo de 2012). "El genoma del moho xerotolerante Wallemia sebi revela adaptaciones al estrés osmótico y sugiere una reproducción sexual críptica". Genética y biología de hongos . 49 (3): 217–26. doi :10.1016/j.fgb.2012.01.007. PMID  22326418.
  5. ^ Morand SC, Bertignac M, Iltis A, Kolder IC, Pirovano W, Jourdain R, Clavaud C (febrero de 2019). "Malassezia restricta CBS 7877, un patógeno oportunista implicado en la caspa y la dermatitis seborreica". Anuncios de recursos de microbiología . 8 (6). doi :10.1128/MRA.01543-18. PMC 6368656 . PMID  30746521. 
  6. ^ Goffeau A, Barrell BG, Bussey H, Davis RW, Dujon B, Feldmann H, et al. (octubre de 1996). "La vida con 6000 genes". Science . 274 (5287): 546, 563–7. Bibcode :1996Sci...274..546G. doi :10.1126/science.274.5287.546. PMID  8849441. S2CID  16763139.
  7. ^ Galagan JE, Henn MR, Ma LJ, Cuomo CA, Birren B (diciembre de 2005). "Genómica del reino fúngico: perspectivas sobre la biología eucariota". Genome Research . 15 (12): 1620–31. doi : 10.1101/gr.3767105 . PMID  16339359.
  8. ^ Todd RT, Forche A, Selmecki A (julio de 2017). "Variación de la ploidía en hongos: poliploidía, aneuploidía y evolución del genoma". Microbiology Spectrum . 5 (4): 599–618. doi :10.1128/microbiolspec.FUNK-0051-2016. ISBN 9781555819576. PMC  5656283 . PMID  28752816.
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