Published September 5, 2013
| Version v1
Publication
Open
Revising the Taxonomic Distribution, Origin and Evolution of Ribosome Inactivating Protein Genes
- 1. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. National University of Cuyo
Description
Ribosome inactivating proteins are enzymes that depurinate a specific adenine residue in the alpha-sarcin-ricin loop of the large ribosomal RNA, being ricin and Shiga toxins the most renowned examples. They are widely distributed in plants and their presence has also been confirmed in a few bacterial species. According to this taxonomic distribution, the current model about the origin and evolution of RIP genes postulates that an ancestral RIP domain was originated in flowering plants, and later acquired by some bacteria via horizontal gene transfer. Here, we unequivocally detected the presence of RIP genes in fungi and metazoa. These findings, along with sequence and phylogenetic analyses, led us to propose an alternative, more parsimonious, hypothesis about the origin and evolutionary history of the RIP domain, where several paralogous RIP genes were already present before the three domains of life evolved. This model is in agreement with the current idea of the Last Universal Common Ancestor (LUCA) as a complex, genetically redundant organism. Differential loss of paralogous genes in descendants of LUCA, rather than multiple horizontal gene transfer events, could account for the complex pattern of RIP genes across extant species, as it has been observed for other genes.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
البروتينات المعطلة للريبوسوم هي إنزيمات تزيل بقايا الأدينين المحددة في حلقة ألفا- سارسين- ريسين للحمض النووي الريبي الريبوسومي الكبير، وهي سموم الريسين والشيغا الأكثر شهرة. يتم توزيعها على نطاق واسع في النباتات وتم تأكيد وجودها أيضًا في عدد قليل من الأنواع البكتيرية. وفقًا لهذا التوزيع التصنيفي، يفترض النموذج الحالي حول أصل وتطور جينات التمزق أن مجال التمزق السلفي نشأ في النباتات المزهرة، واكتسبته بعض البكتيريا لاحقًا عن طريق نقل الجينات الأفقي. هنا، اكتشفنا بشكل لا لبس فيه وجود جينات RIP في الفطريات والميتازوا. دفعتنا هذه النتائج، جنبًا إلى جنب مع تحليلات التسلسل والتطور، إلى اقتراح فرضية بديلة، أكثر شحًا، حول الأصل والتاريخ التطوري لمجال RIP، حيث كانت العديد من جينات RIP المتماثلة موجودة بالفعل قبل تطور المجالات الثلاثة للحياة. يتوافق هذا النموذج مع الفكرة الحالية للسلف المشترك العالمي الأخير (LUCA) باعتباره كائنًا معقدًا زائداً وراثيًا. يمكن أن يفسر الفقدان التفاضلي للجينات المتماثلة في أحفاد لوكا، بدلاً من أحداث نقل الجينات الأفقية المتعددة، النمط المعقد لجينات التمزق عبر الأجناس الموجودة، كما لوحظ بالنسبة للجينات الأخرى.Translated Description (French)
Les protéines inactivant les ribosomes sont des enzymes qui dépurinisent un résidu adénine spécifique dans la boucle alpha-sarcine-ricine du grand ARN ribosomal, étant la ricine et les toxines Shiga les exemples les plus renommés. Ils sont largement distribués dans les plantes et leur présence a également été confirmée chez quelques espèces bactériennes. Selon cette distribution taxonomique, le modèle actuel sur l'origine et l'évolution des gènes RIP postule qu'un domaine RIP ancestral a été originaire de plantes à fleurs, puis acquis par certaines bactéries par transfert horizontal de gènes. Ici, nous avons détecté sans équivoque la présence de gènes RIP dans les champignons et les métazoaires. Ces résultats, ainsi que les analyses séquentielles et phylogénétiques, nous ont amenés à proposer une hypothèse alternative, plus parcimonieuse, sur l'origine et l'histoire évolutive du domaine RIP, où plusieurs gènes RIP paralogues étaient déjà présents avant que les trois domaines de la vie n'évoluent. Ce modèle est en accord avec l'idée actuelle du Dernier Ancêtre Commun Universel (LUCA) en tant qu'organisme complexe et génétiquement redondant. La perte différentielle de gènes paralogues chez les descendants de LUCA, plutôt que de multiples événements de transfert de gènes horizontaux, pourrait expliquer le schéma complexe des gènes RIP parmi les espèces existantes, comme cela a été observé pour d'autres gènes.Translated Description (Spanish)
Las proteínas inactivadoras de ribosomas son enzimas que despurinizan un residuo específico de adenina en el bucle alfa-sarcina-ricina del ARN ribosómico grande, siendo las toxinas ricina y Shiga los ejemplos más conocidos. Están ampliamente distribuidos en las plantas y su presencia también se ha confirmado en algunas especies bacterianas. De acuerdo con esta distribución taxonómica, el modelo actual sobre el origen y la evolución de los genes RIP postula que un dominio RIP ancestral se originó en las plantas con flores, y luego fue adquirido por algunas bacterias a través de la transferencia horizontal de genes. Aquí detectamos de forma inequívoca la presencia de genes RIP en hongos y metazoos. Estos hallazgos, junto con los análisis de secuencia y filogenéticos, nos llevaron a proponer una hipótesis alternativa, más parsimoniosa, sobre el origen y la historia evolutiva del dominio RIP, donde varios genes RIP parálogos ya estaban presentes antes de que evolucionaran los tres dominios de la vida. Este modelo está de acuerdo con la idea actual del Último Ancestro Común Universal (LUCA) como un organismo complejo, genéticamente redundante. La pérdida diferencial de genes parálogos en descendientes de LUCA, en lugar de múltiples eventos de transferencia horizontal de genes, podría explicar el complejo patrón de genes RIP en todas las especies existentes, como se ha observado para otros genes.Files
journal.pone.0072825&type=printable.pdf
Files
(2.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0baf739fe5061e774042f4fef518a47b
|
2.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مراجعة التوزيع التصنيفي وأصل وتطور جينات البروتين المعطل للريبوسوم
- Translated title (French)
- Révision de la distribution taxonomique, de l'origine et de l'évolution des gènes protéiques inactivant les ribosomes
- Translated title (Spanish)
- Revisión de la distribución taxonómica, origen y evolución de los genes de la proteína inactivadora de ribosomas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1998616425
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0072825
References
- https://openalex.org/W1482431053
- https://openalex.org/W1536880037
- https://openalex.org/W1569531441
- https://openalex.org/W1778363892
- https://openalex.org/W185465645
- https://openalex.org/W1888896619
- https://openalex.org/W1982755822
- https://openalex.org/W1989331059
- https://openalex.org/W2004738840
- https://openalex.org/W2006531119
- https://openalex.org/W2009109048
- https://openalex.org/W2012388146
- https://openalex.org/W2013710841
- https://openalex.org/W2017782255
- https://openalex.org/W2038493839
- https://openalex.org/W2045165720
- https://openalex.org/W2048049888
- https://openalex.org/W2048132103
- https://openalex.org/W2048476613
- https://openalex.org/W2055133784
- https://openalex.org/W2058336694
- https://openalex.org/W2061730809
- https://openalex.org/W2083531702
- https://openalex.org/W2092776836
- https://openalex.org/W2100764983
- https://openalex.org/W2101847934
- https://openalex.org/W2116103056
- https://openalex.org/W2118025286
- https://openalex.org/W2120445312
- https://openalex.org/W2127774996
- https://openalex.org/W2132632499
- https://openalex.org/W2135319334
- https://openalex.org/W2135621733
- https://openalex.org/W2137596847
- https://openalex.org/W2144362290
- https://openalex.org/W2144654387
- https://openalex.org/W2146058063
- https://openalex.org/W2150948529
- https://openalex.org/W2980373194
- https://openalex.org/W4256331572