Plant biosynthetic gene clusters in the context of metabolic evolution.
Plant biosynthetic gene clusters in the context of metabolic evolution.
复制标题
在代谢进化的背景下，植物生物合成基因簇。
DOI：
10.1039/d2np00005a
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发表时间：
2022-07-20
影响因子：
11.9
通讯作者：
Lichman BR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Smit SJ;Lichman BR
植物产生广泛的结构和生物合成多样化的天然产物，以与环境相互作用。这些特殊的代谢物通常在有限的分类群中进化，可能是对特定选择压力的反应。随着测序数据的不断增加，很明显，在许多情况下，编码专门代谢途径的生物合成酶的基因并不是随机分布在基因组上的。相反，它们在物理上以数组、对和簇等结构相连。这些集群的确切功能还存在争议。在这篇综述中，我们采取了广泛的观点，基因排列在植物的特殊代谢，检查类型的结构和变异。我们讨论了生物合成基因簇在代谢、种群和表观遗传学的更广泛背景下的进化。最后，我们综合了我们的观察结果，提出了植物生物合成基因簇形成的新假设。植物特殊代谢基因的一个重要子集被安排在生物合成基因簇中。在这里，我们回顾这些集群，并讨论他们在基因组动力学和代谢进化的背景下可能的作用。
Covering: up to 2022 Plants produce a wide range of structurally and biosynthetically diverse natural products to interact with their environment. These specialised metabolites typically evolve in limited taxonomic groups presumably in response to specific selective pressures. With the increasing availability of sequencing data, it has become apparent that in many cases the genes encoding biosynthetic enzymes for specialised metabolic pathways are not randomly distributed on the genome. Instead they are physically linked in structures such as arrays, pairs and clusters. The exact function of these clusters is debated. In this review we take a broad view of gene arrangement in plant specialised metabolism, examining types of structures and variation. We discuss the evolution of biosynthetic gene clusters in the wider context of metabolism, populations and epigenetics. Finally, we synthesise our observations to propose a new hypothesis for biosynthetic gene cluster formation in plants. A significant subset of plant specialised metabolism genes are arranged in biosynthetic gene clusters. Here, we review these clusters and discuss their possible roles within the context of genome dynamics and metabolic evolution.
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