Genome Prokaryotic i le Biology Molecular
O genomes prokaryotic o se poloka faufale autu o le biology molecular, e atagia ai le auala e teu ai, faʻaalia, ma faʻasalalau ai e le ola, i lona tulaga faigofie, faʻamatalaga tau kenera. O Prokaryotes—e aofia ai siama ma archaea—e iai ni faʻatulagaga genome laiti pe a faʻatusatusa i eukaryotes, ae o loʻo avea i latou ma faʻataʻitaʻiga lelei mo le malamalama i mataupu faavae autu o le toe faia o le DNA, faʻatonutonuina o kenera, fesuiaʻiga, ma le evolusione. Faatasi ai ma le alualu i luma i le faʻasologa ma tekinolosi bioinformatics, o le suʻesuʻeina o genomes prokaryotic e iai foʻi se sao taua i vailaʻau, biotechnology, ma le saienisi o le siosiomaga.
Uiga lautele o genomes prokaryotic
I se tulaga lautele, o genomes prokaryotic o DNA e lua-filifiliga ma e masani ona faatulagaina o se chromosome lapotopoto e tasi o loʻo i totonu o le vaega o le nucleoid (nai lo le nucleus, aua e leai se membrane nucleus o prokaryotes). E ui lava e masani ona taʻua le "chromosome lapotopoto e tasi" o se uiga, ae o loʻo i ai tuusaunoaga: o nisi siama e tele chromosomes, poʻo chromosomes linear. E eseese le tele o genomes prokaryotic, mai le tusa ma le 0,1–1 miliona paga autu i siama parasitic e matua faalagolago lava i latou e talimalo, i le silia ma le 10 miliona paga autu i siama eleele ma le tele o gafatia metabolic.
O le isi uiga tāua o le maualuga o le tele o kenera. I genomes prokaryotic, o le tele o le DNA o loʻo faʻailogaina, ma e itiiti ni faʻasologa e le faʻailogaina nai lo eukaryotes. E fesoʻotaʻi lea ma le lelei o le evolusione: e masani ona taofia e prokaryotes ni kenera e maua ai ni faʻamanuiaga fetuʻunaʻi i se siosiomaga tuʻuina atu. O nei kenera e masani ona faʻapipiʻi faʻatasi, ma e tele e faʻavasegaina e tusa ai ma galuega.
Fausaga o kene ma le faatulagaga o le operon
O se tasi o manatu autū e taua tele ai genomes prokaryotic i le biology molecular o le operon. O le operon o se iunite fa'aliliuupu e aofia ai le tele o genes fa'atulagaina e pulea e se tasi promoter ma e masani lava o se operator. O lenei mamanu e mafai ai ona fa'aalia fa'atasi le tele o genes o lo'o galulue i le auala metabolic e tasi. O se fa'ata'ita'iga masani o le lac operon i le Escherichia coli, lea e fa'atonutonuina ai le fa'aaogaina o le lactose. O le fa'ata'ita'iga o le operon o le fa'avae lea mo le malamalama fa'aonaponei i le fa'atonutonuina o genes e ala i fegalegaleaiga a le DNA-protein, repressors, ma inducers.
I prokaryotes, e mafai fo'i ona tupu fa'atasi le fa'aliliuga ma le fa'aliliuga ona e leai se vaeluaga o vaega e pei o le nucleus o le sela. A amata ona fa'aputuina e le RNA polymerase le mRNA, e mafai loa e ribosomes ona fa'apipi'i ma fa'aliliu. O le taunuuga fa'aletino o se tali vave tele i suiga o le siosiomaga—mo se fa'ata'ita'iga, le maua o mea'ai, le atuatuvale o le oxidative, po'o suiga o le vevela.
Fa'ateleina o le DNA ma elemene taua
E fa'ateleina e le genomes prokaryotic le DNA e ala i se faiga fa'asao, e pei o meaola uma. Peita'i, e masani ona i ai i le prokaryotes se amataga e tasi o le fa'ateleina (ori) i luga o latou chromosomes, e pei o le oriC i le E. coli. Mai lenei tulaga, e fa'agasolo le fa'ateleina i itu e lua. O porotini autu e pei o le DNA helicase, primase, DNA polymerase, ma le ligase e galulue fa'atasi e fa'aluaina le DNA ma le sa'o maualuga.
E suʻesuʻeina e le biology molecular le auala e faʻamautinoa ai e le fua faatatau o le toe gaosia, le puleaina o le taamilosaga o le sela, ma faiga toe faaleleia o le DNA le mautu o le genome. E tele auala e toe faaleleia ai e Prokaryotes, e pei o le toe faaleleia o le le fetaui ma le toe faaleleia o le nucleotide excision. E ui ina faigofie, ae o nei faiga e matua aoga lava, ma o lo latou toilalo e mafai ona faateleina ai le fua faatatau o le mutation, lea e faatelevaveina ai le evolusione pe mafua ai le teteʻe atu i vailaau faasaina.
Plasmids ma le DNA extrachromosomal
I le fa’aopoopoga i le chromosome autū, e tele prokaryotes e iai plasmids—o ni molela’au DNA lapotopoto laiti e mafai ona toe faia tuto’atasi. E masani ona iai i plasmids ni genes e maua ai ni fa’amanuiaga fa’apitoa, e pei o genes e tete’e atu i vaila’au fa’ama’i, mea e mafua ai le malosi o siama, po’o le mafai ona fa’agaoioia ni mea fa’apitoa. Mai se va’aiga fa’ale-biology molecular, e taua tele plasmids aua latou te avea o ni “ta’avale” masani mo le fesiita’iga o genes i le va o siama ma avea o ni aveta’avale i le inisinia genetic.
I totonu o le fale suʻesuʻe, e faʻaaogaina plasmids mo le faʻa-cloneina o kene, gaosiga o porotini recombinant (e pei o le insulin), ma le atinaʻeina o le faiga o le faʻaalia. O elemene i luga o plasmids—e pei o le amataga o le toe faia o le tele o sela, faʻailoga o filifiliga, ma le tele o nofoaga o le faʻa-cloneina—e mafai ai e le au suʻesuʻe ona faʻaogaina le DNA i se auala faʻapitoa ma lelei.
Fesiitaiga o kenera faalava ma le alualu i luma o le evolusione
E ese mai le tofi tuufaasolo (mai matua i fanau), e sili ona lauiloa prokaryotes mo le fesiitaiga o kenera faalava (HGT). E mafai ona tupu le HGT e ala i auala autu e tolu: suiga (faaaogaina o le DNA saoloto), transduction (e ala i bacteriophages), ma le conjugation (fesiitaiga o le DNA e ala i le fesootaiga o sela i sela). E loloto le aafiaga: o tomai fou e pei o le tete'e atu i vailaau fa'ama'i e mafai ona vave salalau atu i totonu o vaega o siama.
I le biology molecular ma genomics, o loʻo faʻamatalaina e le HGT le mafuaʻaga e "mosaic" ai genomes prokaryotic, e aofia ai vaega e maua mai i punaoa eseese o le evolusione. O lenei manatu e taua tele mo le malamalama i le pathogenicity, le tulaʻi mai o ituaiga fou, ma le fetuʻunaʻiga o siama i le mamafa o filifiliga i falemaʻi poʻo siosiomaga faʻatoʻaga.
O genomes prokaryotic o ni faʻataʻitaʻiga o le biology molecular
O Prokaryotes—aemaise lava le E. coli—ua leva ona avea ma faʻataʻitaʻiga o meaola ona e faigofie ona faʻatupuina, vave ona toe gaosia, ma faʻaaogaina le itu tau kenera. O le tele o mataupu faavae autu o le biology molecular e mafua mai i suʻesuʻega i siama: le faʻasologa o kenera, auala e faʻatonutonu ai le tusitusiga, fausaga o ribosome, ma manatu o le fesuiaʻiga ma le filifiliga.
I le vaitaimi faʻaonaponei, ua avea foʻi genomes prokaryotic ma faʻavae mo le atinaʻeina o tekinolosi CRISPR. O le faiga CRISPR-Cas sa avea muamua ma se faiga puipuia o siama ma archaea e tau ai ma siama (bacteriophages). O lenei sailiga na mulimuli ane faʻainisinia i se meafaigaluega e faʻasaʻo ai genome lea na suia ai le biology molecular, faʻatoʻaga, ma suʻesuʻega faʻafomaʻi.
Metotia o le su'esu'ega o le genome prokaryotic
Ua vave ona alualu i luma le suʻesuʻeina o genome prokaryotic ona o le alualu i luma i le faʻasologa o tupulaga fou (NGS). Ua mafai nei ona faʻasologa genome o siama i se taimi puupuu ma i se tau maualalo tele nai lo le tele o tausaga ua mavae. A maeʻa le faʻasologa, ona faia lea o le faʻamatalaga o le genome e vavalo ai genes, RNA faʻatino, ma elemene faʻatonutonu. E faʻaaogaina le Bioinformatics e faʻatusatusa ai genomes i le va o ituaiga (faʻatusatusaga genomics), faʻailoa genes virulence, ma faʻafanua auala o le metabolism.
E mafai fo'i e auala fa'ametagenomic ona su'esu'eina e le au su'esu'e ni fa'alapotopotoga o siama e aunoa ma le tu'ueseeseina ma fa'afaileleina o meaola ta'itasi. E aoga tele lenei mea mo le malamalama i siama o le manava o le tagata, siama o le eleele, po'o meaola ninii o le gataifale e iai a latou sao i ta'amilosaga biogeochemical.
Fa'aoga i le soifua maloloina, alamanuia ma le siosiomaga
I le tausiga o le soifua maloloina, o le malamalama i genomes prokaryotic e fesoasoani i le faailoaina o pathogen, siakiina o le pepesi, ma le faafanua o le tete'e atu i vailaau fa'ama'i. O le faasologa e mafai ai e falemai ona faia le mataituina o genomic e iloa ai le puna o faamai pipisi i totonu o le falema'i. E le gata i lea, o le mauaina o vailaau fou e masani ona faalagolago i le auiliiliga o genes taua ma auala tulaga ese o le metabolism i siama.
I totonu o pisinisi, e fa'aaogaina siama e gaosia ai enzymes, antibiotics, organic acids, ma biofuels. O le inisinia o le genome prokaryotic e mafai ai ona fa'aleleia atili auala o le metabolism ina ia sili atu le lelei o siama i le gaosia o oloa fa'apitoa. I le matata o le siosiomaga, e fa'aaogaina siama i le bioremediation—mo se fa'ata'ita'iga, o le talepeina o le suau'u ua masaa pe fa'aleagaina mea fa'alenatura. O genomes e tu'uina atu ai fa'ailoilo e uiga i le mafai ona fa'aleagaina mea fa'apitoa ma tulaga sili ona lelei mo gaioiga a siama.
Fa'ato'a
O genomes prokaryotic o se fa'amalama taua i le malamalama i faiga fa'avae o le olaga i le tulaga molecular, fa'apea fo'i ma le ki i fa'aoga lautele. Faatasi ai ma o latou fausaga faigofie, maualuga le tele o kene, fa'atonutonuina o operon, ma le mafai ona fa'aliliuina atu kene i luga o le fa'alava, o prokaryotes e avea ma fa'ata'ita'iga ta'imua i le biology molecular. Faatasi ai ma le alualu i luma i le fa'asologa, metagenomics, ma tekinolosi fa'asa'o kene e pei o le CRISPR, o le su'esu'eina o genomes prokaryotic o le a fa'aauau pea ona fa'aleleia atili ai le soifua maloloina, alamanuia, ma le fa'asaoina o le siosiomaga. O le mea lea, o le malamalama i genomes prokaryotic e le gata ina taua mo le saienisi fa'avae ae taua foi mo le lumana'i o biotechnology fa'aonaponei ma vaila'au.
