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Analysis of Paralogons, Origin of the Vertebrate Karyotype, and Ancient Chromosomes Retained in Extant Species
Genome Biology and Evolution ( IF 3.3 ) Pub Date : 2021-03-03 , DOI: 10.1093/gbe/evab044
Trevor D Lamb 1
Affiliation  

A manually curated set of ohnolog families has been assembled, for seven species of bony vertebrates, that includes 255 four-member families and 631 three-member families, encompassing over 2,900 ohnologs. Across species, the patterns of chromosomes upon which the ohnologs reside fall into 17 distinct categories. These 17 paralogons reflect the 17 ancestral chromosomes that existed in our chordate ancestor immediately prior to the two rounds of whole-genome duplication (2R-WGD) that occurred around 600 Ma. Within each paralogon, it has now been possible to assign those pairs of ohnologs that diverged from each other at the first round of duplication, through analysis of the molecular phylogeny of four-member families. Comparison with another recent analysis has identified four apparently incorrect assignments of pairings following 2R, along with several omissions, in that study. By comparison of the patterns between paralogons, it has also been possible to identify nine chromosomal fusions that occurred between 1R and 2R, and three chromosomal fusions that occurred after 2R, that generated an ancestral bony-vertebrate karyotype comprising 47 chromosomes. At least 27 of those ancestral bony-vertebrate chromosomes can, in some extant species, be shown not to have undergone any fusion or fission events. Such chromosomes are here termed “archeochromosomes,” and have each survived essentially unchanged in their content of genes for some 400 Myr. Their utility lies in their potential for tracking the various fusion and fission events that have occurred in different lineages throughout the expansion of bony vertebrates.

中文翻译:

Paralogons 分析、脊椎动物核型的起源和现存物种中保留的古代染色体

已经为 7 种硬骨脊椎动物组装了一组人工整理的 ohnolog 家族,其中包括 255 个四成员科和 631 个三成员科,包括 2,900 多个 ohnolog。在整个物种中,ohnologs 所在的染色体模式分为 17 个不同的类别。这 17 个 paralogons 反映了在 600 Ma 左右发生的两轮全基因组复制 (2R-WGD) 之前存在于我们脊索动物祖先中的 17 条祖先染色体。在每个 paralogon 中,现在可以通过分析四成员家族的分子系统发育来分配在第一轮复制中彼此分歧的那些 ohnologs 对。与最近的另一项分析比较,发现了 2R 之后的四个明显不正确的配对分配,在该研究中,还有一些遗漏。通过比较 paralogons 之间的模式,还可以确定 1R 和 2R 之间发生的 9 个染色体融合,以及 2R 之后发生的 3 个染色体融合,它们产生了包含 47 条染色体的祖先骨脊椎动物核型。在一些现存的物种中,至少有 27 条祖先的骨脊椎动物染色体可以证明没有发生任何融合或裂变事件。这样的染色体在这里被称为“古染色体”,并且在大约 400 Myr 的时间里,它们的基因含量基本上没有变化。它们的实用性在于它们有可能跟踪在骨脊椎动物扩张过程中不同谱系中发生的各种融合和裂变事件。通过比较 paralogons 之间的模式,还可以确定 1R 和 2R 之间发生的 9 个染色体融合,以及 2R 之后发生的 3 个染色体融合,它们产生了包含 47 条染色体的祖先骨脊椎动物核型。在一些现存的物种中,至少有 27 条祖先的骨脊椎动物染色体可以证明没有发生任何融合或裂变事件。这样的染色体在这里被称为“古染色体”,并且在大约 400 Myr 的时间里,它们的基因含量基本上没有变化。它们的实用性在于它们有可能跟踪在骨脊椎动物扩张过程中不同谱系中发生的各种融合和裂变事件。通过比较 paralogons 之间的模式,还可以确定 1R 和 2R 之间发生的 9 个染色体融合,以及 2R 之后发生的 3 个染色体融合,它们产生了包含 47 条染色体的祖先骨脊椎动物核型。在一些现存的物种中,至少有 27 条祖先的骨脊椎动物染色体可以证明没有发生任何融合或裂变事件。这样的染色体在这里被称为“古染色体”,并且在大约 400 Myr 的时间里,它们的基因含量基本上没有变化。它们的实用性在于它们有可能跟踪在骨脊椎动物扩张过程中不同谱系中发生的各种融合和裂变事件。以及在 2R 之后发生的三个染色体融合,产生了包含 47 条染色体的祖先骨脊椎动物核型。在一些现存的物种中,至少有 27 条祖先的骨脊椎动物染色体可以证明没有发生任何融合或裂变事件。这样的染色体在这里被称为“古染色体”,并且在大约 400 Myr 的时间里,它们的基因含量基本上没有变化。它们的实用性在于它们有可能跟踪在骨脊椎动物扩张过程中不同谱系中发生的各种融合和裂变事件。以及在 2R 之后发生的三个染色体融合,产生了包含 47 条染色体的祖先骨脊椎动物核型。在一些现存的物种中,至少有 27 条祖先的骨脊椎动物染色体可以证明没有发生任何融合或裂变事件。这样的染色体在这里被称为“古染色体”,并且在大约 400 Myr 的时间里,它们的基因含量基本上没有变化。它们的实用性在于它们有可能跟踪在骨脊椎动物扩张过程中不同谱系中发生的各种融合和裂变事件。被证明没有发生任何聚变或裂变事件。这样的染色体在这里被称为“古染色体”,并且在大约 400 Myr 的时间里,它们的基因含量基本上没有变化。它们的实用性在于它们有可能跟踪在骨脊椎动物扩张过程中不同谱系中发生的各种融合和裂变事件。被证明没有发生任何聚变或裂变事件。这样的染色体在这里被称为“古染色体”,并且在大约 400 Myr 的时间里,它们的基因含量基本上没有变化。它们的实用性在于它们有可能跟踪在骨脊椎动物扩张过程中不同谱系中发生的各种融合和裂变事件。
更新日期:2021-03-03
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