Alex Mira, Ravindra Pushker and Francisco Rodríguez-Valera
Before the Neolithic period, human survival was linked to the hunter-gatherer culture and populations were small and scattered. Approximately 10 000 years ago, however, the advent of agriculture and animal husbandry brought the largest social revolution in the history of humankind. Food resources were more abundant and constant, and the human species increased its population size at an extraordinary annual growth rate of 0.1%. From the point of view of bacterial pathogens, humans suddenly became attractive hosts; they concentrated large populations on limited areas, which maximized the chance for transmission between longer-lived carriers. Thus, it is likely that human population growth and expansion during the Neolithic created a selective pressure that favoured pathogens that specialized in human hosts, originating what was probably the first wave of emerging human diseases.
La influencia del homo sapiens en los ecosistemas naturales y sobre los organismos que viven en el pasado sin duda debieron afectar a estos. ciertas características genómicas de las procariotas se pueden utilizar para estudiar el impacto de las actividades humanas sobre los microorganismos antiguos . Mediante el análisis de características de similitud de secuencias de ADN de los elementos , dramáticos cambios genómicos se han identificado en bacterias que están asociados con grandes y estables comunidades humanas.
ReplyDeleteAntes de la época neolitica las poblaciones eran pequeñas y dispersas, con el advenimiento de la agricultura y la ganadería hubo una revolución social en la historia de la humanidad por lo tanto es probable que el crecimiento de la población humana y la expansión durante el Neolítico crearon una presión selectiva que favorece los patógenos que se especializaron en anfitriones humanos , originando lo que probablemente fue la primera ola de enfermedades humanas.
Después de un cambio de nicho , muchos genes se vuelven obsoletos y la presión selectiva para preservar su función se reduce drásticamente.
La revolución cultural del Neolítico se puede fechar con precisión en 10 000 años antes del presente , proporciona un modelo excelente para la evolución procariota en la escala de tiempo.
Pseudomonas syringae DC3000 (está especializada para plantas de tomate) ha sufrido un episodio masivo de expansión. Debido a que los cultivos son abundantes y se concentró en ciertas regiones , es probable que represente un nicho atractivo para los patógenos de las plantas . Estos patógenos incluyen diferentes especies de Xanthomonas tales como Xanthomonas axonopodis pv . citri , que es especializado en árboles de cítricos.
Los genomas de bacterias especializadas en animales de granja también parecen ser afectados . La especie Burkholderia mallei es un parásito obligado de caballos, burros y mulas, es probable que se especialice en estos animales después de que se domesticaron.
Predecimos que otras especies bacterianas que están asociados con la alimentación humana tradicional ( como los que participan en el yogur o la producción de vino y la preservación de los alimentos en salmuera o sal ) podrían haber sido objeto de ampliaciones móvil de elementos similares.
La extracción de sal es una de las actividades humanas más antiguas de conservación de los alimentos y fue utilizado por los antiguos chinos ya en 9000 antes de Cristo. Como los entornos caracterizados por altas concentraciones de sal se expandieron , un nuevo nicho humano asociado extendido en todo el mundo de procariotas podría haberse adaptado a el.
El escenario contrario también es interesante. Puede haber casos de bacterias que están claramente especializados en los seres humanos , pero no tienen rastros de expansiónes. Mycobacterium leprae ( el agente causante de la lepra ) podría ser uno de los pocos.
El trabajo presentado aquí demuestra que la expansión de elementos de transposición en los genomas de bacterias pueden ser indicadores de la especialización a nichos relacionados con humanos.
La notable velocidad a la que las bacterias se han adaptado a la evolución cultural humana subraya la velocidad de la célula procariota , lo que probablemente puede ser igualada sólo por la evolución viral.
La relativamente nueva ciencia de la genómica comparativa podría proporcionar una poderosa herramienta para comprender mejor la ecología y evolución.
Claudia Libertad Ramírez García Grupo: 5868
ReplyDeleteDesde la aparición del hombre en este planeta comenzó a cambiar su entorno y con ello a todos los organismos que se encontraban en el. Pero en el Neolítico hace aproximadamente 10,000 años la cultura del humano se modificó representativamente puesto que dejo a un lado la vida de caza-recolección para abrir pasó a la agricultura y domesticación de animales, por lo anterior la población de los humanos aumento considerablemente. En consecuencia las bacterias aprovecharon ese nuevo nicho inexplorado y al cual podían conquistar, principalmente las patógenas.
El crecimiento y expansión de la población humana durante el Neolítico hizo una presión selectiva que ayudo a las especies patógenas para que se especializaran en sus huéspedes causando tal vez fue el primer peldaño de las enfermedades humanas.
Una característica importante de los genomas de organismos que han especializado su nicho es la pérdida de genes; los llamados elementos móviles, como las secuencias de inserción (IS) aumentan después de un proceso de restricción de huésped e influyen sobre la reducción del genoma. Partiendo de lo anterior, las secuencias de inserción se pueden considerar como indicadores de restricción o adaptación en el huésped. Así se puede mostrar que las recientes ampliaciones de los IS en bacterias están relacionadas con los seres humanos y con sus actividades que eran se desarrollaron en el Neolítico.
En el artículo se muestra la investigación de los genes parálogos lo cuales conservan un mínimo del 30% de su secuencia identidad en al menos el 60% de su longitud entre distintos genomas. De lo cual se estudió en 255 genomas procariotas donde se encontraron 2 grupos de genes, unos con similitud entre 40 y 60% y otros entre 90 y 100%. En este segundo grupo se observó que la mayoría de ellos correspondían a genes de transposasa de elementos móviles, dando como resultado que en 69 de 89 bacterias había más del 75% de los genes parálogos correspondientes a las secuencias de inserción, son especies relacionadas únicamente con humanos.
La hipótesis es que la expansión del elemento móvil tuvo lugar en el Neolítico cuando los antepasados de estas las especies restringieron su gama de huéspedes a solo uno” el humano”. Esto está fundamentado en 3 evidencias; 1) las expansiones también se observan en bacterias asociadas al proceso de domesticación ocurrido en el Neolítico. 2) la tasa de sustitución entre los elementos IS es casi cero, lo que nos dice que es un hecho reciente y 3) las estimaciones de divergencia entre los IS especialistas humanos y IS generalistas son coherentes con el Neolítico.
Creo que la información contenida en el artículo muestra el cambio de nicho que tuvieron que hacer algunas bacterias debido al gran cambio cultural que se vivió en el Neolítico; puesto que fueron presionadas por los humanos, no quedándoles otra opción que conquistar ese nuevo nicho que cada vez se hacía más grande.
Las actividades humanas como las grandes comunidades, la agricultura y la domesticación de animales han provocado un gran impacto en los ecosistemas naturales. Si se estudia algunas características similares en secuencias de ADN de algunas bacterias podremos encontrar aquellos cambios genómicos que han ayudado a estas a establecer grandes lazos con los seres humanos, es muy probable que aquellas que pudieron lograr este tipos de asociaciones fueron sometidas a los intensos cambios sociales y demográficos que se dieron en un principio en los asentamientos neolíticos. Si regresamos un poco en el tiempo y nos ubicamos en las primeras actividades que realizaba el hombre como la agricultura y la caza, encontraremos posiblemente las primeras evidencias de enfermedades patógenas adquiridas por la poca higiene en la alimentación, pero a medida de que el hombre fue evolucionando evolucionaron con el este tipo de bacterias y algunas otras enfermedades.
ReplyDeleteEl experimento de tendencias en biología nos explica las semejanzas en las secuencias de ADN entre pares de genes en diferentes especies bacterianas. Se encontró que bacterias asociadas con los seres humanos como B. pertussis y S. flexneri muestran una reciente explosión de elementos a través de sus genomas de un 60%, esto nos dice que a través de los taxones muestra semejanza de la secuencia de ADN de 40 a 60%, seguido por un segundo grupo de genes duplicados en similitud de 90 – 100%. Curiosamente La mayoría de los otros casos corresponde a especies asociadas host como simbiontes invertebrados o patógenos estos son muy similares a Photorhabdus luminescens que están normalmente en mutualismo con nematodos y el parásito reproductivo de los insectos.
En otro caso se encontró que el patógeno Shigella flexneri, que está siempre relacionado con Escherichia coli ha experimentado mayores expansiones, su expansión podría explicarse por que quizás en el tiempo neolítico sus antepasados de estas dos especies formaron independientemente su rango de hospederos a los seres humanos. Este tipo de expansiones también se observan en las bacterias asociadas con los procesos de domesticación de plantas y ganado.
En conclusión el estudio nos demuestra como las bacterias han hecho un magnífico trabajo para buscar la adaptación en nichos realmente muy cercanos el ser humano, que este tipo de adaptaciones principalmente a nivel genómico. La genómica comparativa podría ayudarnos a constituir una herramienta poderosa para entender mejor la ecología y evolución de las bacterias. Esto va ser aclarada mejor cuando más las secuencias del genoma están disponibles de agentes patógenos no humanos. Pero si de algo no hay duda es que la domesticación fue una pieza clave en el rompecabezas de la evolución humana, y mientras el hombre siga construyendo este tipo de asociaciones con su medio ambiente y sus alimentos las bacterias intentaran adaptarse lo mejor posible a su cultura.
Arelhy Méndez Osorio Grupo: 5868
Muñoz Cinta Miriam Elizabeth
ReplyDeleteGrupo: 5868
"The Neolithic revolution of bacterial genomes"
Las poblaciones humanas afectan los ecosistemas naturales. En el Neolítico los recursos de alimentos eran más abundantes y constantes, y la especie humana aumentó su tamaño demográfico en un índice de crecimiento extraordinario anual del 0.1%. Por lo tanto las bacterias cambiaron desde el punto de vista de patógeno, la gente de repente se hizo anfitriones atractivos; ellos concentraron poblaciones grandes en áreas limitadas, que maximizaron la posibilidad para la transmisión entre portadores más largos vividos.
Antes de la época neolítica las poblaciones eran pequeñas y dispersas, con el advenimiento de la agricultura y la ganadería hubo una revolución social en la historia de la humanidad por lo tanto es probable que el crecimiento de la población humana y la expansión durante el Neolítico crearon una presión selectiva que favorece los patógenos que se especializaron en anfitriones humanos, originando lo que probablemente fue la primera ola de enfermedades humanas.
La cultura del humano se modificó representativamente puesto que dejo a un lado la vida de caza-recolección para abrir pasó a la agricultura y domesticación de animales, por lo anterior la población de los humanos aumento considerablemente. Los humanos y los organismos que han especializado su nicho, es la pérdida de genes; los llamados elementos móviles, como las secuencias de inserción (IS).
Las secuencias de inserción se pueden considerar como indicadores de restricción o adaptación en el huésped. Así se puede mostrar que las recientes ampliaciones de los IS en bacterias están relacionadas con los seres humanos y con sus actividades que eran se desarrollaron en el Neolítico.
La hipótesis es que la expansión del elemento móvil tuvo lugar en el Neolítico cuando los antepasados de estas las especies restringieron su gama de huéspedes a solo uno, “el humano”. Esto se fundamente en que las expansiones también se observan en bacterias asociadas al proceso de domesticación ocurrido en el Neolítico; además, la tasa de sustitución entre los elementos IS es casi cero, lo que nos dice que es un hecho reciente y las estimaciones de divergencia entre los IS especialistas humanos y IS generalistas son coherentes con el Neolítico. El experimento de tendencias en biología nos explica las semejanzas en las secuencias de ADN entre pares de genes en diferentes especies bacterianas. Los patógenos como Shigella flexneri, que está siempre relacionado con Escherichia coli ha experimentado mayores expansiones, su expansión podría explicarse por qué quizás en el tiempo neolítico sus antepasados de estas dos especies formaron independientemente su rango de hospederos a los seres humanos.
Giovani Martínez Aldama
ReplyDelete5868
The Neolithic revolution of bacterial genomes
Alex Mira, Ravindra Pushker and Francisco Rodríguez-Valera
La revolución neolítica de los genomas bacterianos han logrado se han logrado por las interacciones humanas en microorganismos antiguos, cuando se analizo el DNA bacteriano se encontró que hay una gran interacción con las comunidades humanas, además la agricultura y domesticación de animales lograron establecer un ambiente microbiano gigantesco que puede facilitar el intercambio genético.
Con la agricultura y la ganadería el ser humano aumento su interacción social en donde los alimentos se hicieron más abundantes lograron aumentar sus poblaciones. Pero junto con el crecimiento de poblaciones, el ser humano se vio afectado rápidamente por agentes patógenos lo que en su momento origino una gran ola de enfermedades humanas.
Con ello genomas secuenciados han logrado identificar que especies que han modificado su nicho han tenido que tener un tipo de evolución reductiva con la cual a través de la eliminación de genes.
Existen elementos móviles, tales como secuencias de inserción (ISS) que aumentan en gran medida en número siguiente de restricción e influir en el proceso de reducción del genoma. Después de un cambio de nicho, muchos genes quedado obsoletos y la presión selectiva para preservar su función se reduce drásticamente.
Por tanto IS tiene la posibilidad de inactivar genes en su nuevo entorno, no conforme puede copiarse y adaptarse a su nuevo entorno. En el artículo se pudo mostrar que en la revolución neolítica las recientes ampliaciones de los IS en bacterias se asocian con los seres humanos o actividades humanas desarrolladas
De igual manera la domesticación de plantas han logrado recientes episodios de expansión patógena esto gracias a las grandes extensiones territoriales de flora lo que representa un nicho muy atractivo para sus patógenos.
Claro esta que los animales domesticados también presentan un riesgo porque parece ser que las concentraciones de especies en un lugar favorece el crecimiento de bacterias patógenas en el sentido inverso: los cambios de estilo de vida en los últimos bacterias podían preverse y los IS podrían incluso proporcionar una escala de tiempo aproximado para estos eventos genómicos.
Entonces las expansiones de diversos lugares de transportaciones pueden favorecer los genomas de bacterias que se vuelven viables para la salud humana con la creación de nuevos nichos.
No conforme la factible adaptación de bacterias con el ser humano subraya la plasticidad evolutiva de células procariotas y que puede tener cierta consecuencia con la evolución viral.
Nombre: Castellanos Montiel María José
ReplyDeleteGrupo: 5868
Ensayo
Mira, A. Pushker, R. Rodriguez-Valera F. The Neolithic revolution of bacterial genomes
En estudios recientes se ha observado que los cambios más dramáticos sobre los ecosistemas antiguos están relacionados a las comunidades humanas estables (sedentarias) capaces de la agricultura y la domesticación de animales, es decir, durante el periodo Neolítico. En este ensayo hablaremos sobre dichos estudios, los cuales han demostrado que algunas características genómicas de los procariontes actuales pueden ser utilizadas para estudiar el impacto de nuestros primeros antecesores en la vida de los microorganismos.
Cuando los seres humanos, comenzamos a establecer sociedades cada vez más grandes, nos volvimos hospederos atractivos para un gran número de bacterias ya que éramos un gran número de individuos que les permitíamos una transmisión de mayor alcance. Lo anterior, fungió como una presión selectiva que favoreció el desarrollo de organismos patógenos especializados en hospederos humanos. Para que una bacteria se pueda especializar en cualquier nicho ecológico debe pasar por un proceso reductivo de evolución a través de la eliminación de genes.
La presencia de elementos móviles llamados secuencias de inserción (IS) es la responsable de lograr el proceso de reducción genómica. Las secuencias de inserción son fragmentos cortos de ADN que se insertan en ciertas partes del genoma y son capaces de eliminar la acción de los genes innecesarios en el nuevo ambiente. Cuando un nicho ecológico cambia, muchos genes de un organismo se vuelven obsoletos y la presión selectiva para conservar su función se ve reducida.
En algunos microbios patógenos se han descubierto un gran número de secuencias de inserción que revelan una adaptación indiscutible hacia hospederos humanos. Para corroborar la afirmación anterior se realizó un experimento que consistió en el análisis de 255 genomas procarióticos con un ADN similar; la similitud de los ADN se constató mediante la comparación de genes parálogos. El estudio demostró que cualquier especialización de nicho está relacionada con la inserción de secuencias (IS).
En conclusión, se puede apreciar que las secuencias de IS le dan a las bacterias la capacidad para adaptarse a nuevos ambientes, cosa que es ventajosa para ellas pero puede ser desventajosa para el ser humano. Si las IS promueven una relación simbiótica entre la bacteria y el hospedero, entonces la relación no representa peligro para nosotros. Sin embargo, las IS pueden ayudar a las bacterias a generar resistencia contra los antibióticos lo que se está volviendo un problema de grandes alcances en la actualidad.
IBARRA MADRIGAL STEPHANIE KARINA 5868
ReplyDeleteTHE NEOLITHIC REVOLUTION OF BACTERIAL GENOMES
ALEX MIRA, RAVINDRA PUSHKER AND FRANCISCO RODRÍGUEZ-VALERA
Como ya sabemos, la agricultura y la domesticación de animales causan gran impacto en los ecosistemas ya que los cambios en las características y secuencias de ADN son los que poco a poco nos mantienen más ligados a las bacterias, Se plantea la hipótesis de que las bacterias especializadas en nichos humanos fueron sometidos a una transformación asociada intensa después de los cambios sociales y demográficos que tuvieron lugar con los primeros asentamientos neolíticos.
Nos dice que antes de la época neolítica la supervivencia del ser humano estaba ligada a las distintas culturas de los cazadores y que con la llegada de la agricultura y la ganadería es revoluciono por completo a la humanidad tanto es recursos alimentario así como al aumento de la especie humana y con una tasa de crecimiento anual.
Este tipo de estudios nos muestran que las bacterias han hecho un trabajo impresionante para adaptarse y poco a poco tener más herramientas y medios para sobrevivir y mientras el ambiente cambie las bacterias cambiarán con él.
La revolución neolítica de genomas bacterianos
ReplyDeleteMediante el análisis de características de similitud de secuencias de DNA de elementos transponibles, dramáticos cambios genómicos se han identificado en bacterias que están asociadas con grandes comunidades humanas, esto nos remonta a la influencia del homo sapiens sobre los organismos que vivieron junto con él en el pasado. Ciertas características genómicas procariontes se pueden utilizar para estudiar el impacto de las actividades humanas sobre los microorganismos antiguos.
La agricultura y la domesticación de animales están vinculados de forma directa a la revolución neolítica. Se plantea la hipótesis de que bacterias expertas en nichos humanos fueron sometidos a una transformación asociada intensa después de los cambios sociales y demográficos que tuvieron lugar con los primeros asentamientos neolíticos. Estos cambios genómicos están ausentes en las especies relacionadas que no especializan en los seres humanos; sin duda alguna las actividades humanas afectan los ecosistemas bacterianos.
Antes de la revolución neolítica la supervivencia humana estaba ligada completamente por cazadores y recolectores y las poblaciones eran pequeñas y dispersas, sin embargo con las nuevas prácticas y el uso de la agricultura y la ganadería trajeron la revolución más grande en la historia de la humanidad. Los alimentos eran abundantes y constantes, la especie humana aumento el tamaño de su población. Desde el punto de vista de patógenos bacterianos, los seres humanos se convirtieron repentinamente en huéspedes muy atractivos, se concentraron grandes poblaciones en área limitadas que aumentan la probabilidad de transmisión entre los infectados. Por lo tanto el aumento de la población y la expansión durante el neolítico crearon una presión selectiva que ha favorecido a los patógenos que se especializa en huéspedes humanos lo que probablemente originó la primera ola de enfermedades humanas emergentes.
Una de las características que ha surgido de los genomas es que las especies se han especializado en su nicho y se someten a un proceso de evolución reductiva por medio de la eliminación de genes. Elementos móviles tales como la secuencia de inserción (IS) exclusiva de las bacterias condicionan el proceso de reducción del genoma. Después del cambio de nicho muchos genes obsoletos y la presión selectiva para preservar su función se reduce drásticamente.
Al reducirse la eficacia de selección en los especialistas bacterianos debido a la población tan pequeña favorece a la deriva génica. La secuencia de inserción puede inactivar genes innecesarios o redundantes en el nuevo entorno. Recientes expansiones en IS en bacterias se asocian con los seres humanos y sus actividades que se desarrollaron en el neolítico.
The Neolithic revolution of bacterial genomes
ReplyDeleteValadez Ibarra Rocío Samantha 5868
En este artículo se menciona que desde la aparición del hombre en este planeta hace 10 000 años, hizo modificaciones en su entorno, pero es hasta el Neolítico cuando la cultura del humano se modificó representativamente puesto que dejo a un lado la vida de caza-recolección para abrir pasó a la agricultura y domesticación de animales, por lo anterior la población de los humanos aumento considerablemente, en consecuencia, las bacterias primordialmente las patógenas, exploraron esos nuevos territorios en el hombre y la presión selectiva ayudo a las especies patógenas para que se especializaran en sus huéspedes causando la evolución de las enfermedades humanas.
Se demuestra que recientes expansiones de la ISs en bacterias se asocian con los seres humanos o las actividades humanas que se desarrollaron en el Neolítico, que proporciona un modelo excepcional para la evolución procariota en la escala de tiempo de corto a mediano.
Para estimar la semejanza de la secuencia de ADN, las alineaciones globales fueron realizadas en los pares de genes usando camilla. Cuando se traza un histograma de frecuencia de la semejanza de la secuencia paralogue, observamos que la mayoría se defendieron a través de los taxones mostrando una gran semejanza de la secuencia de ADN de 40 a 60%, seguido por un segundo grupo de genes duplicados en similitud de 90 – 100%, este segundo grupo contiene presumiblemente unos cuantos genes con un requisito de dosis alta proteína, la secuencia de ADN de los cuales se mantiene idéntica por mecanismos de conversión del gen, sin embargo, una mirada más cercana revela que la mayoría de los miembros de este grupo son ISs o IS-transposase genes. La expansión es no sólo inactiva en los genes de inserción, sino también aumenta la velocidad de los cambios del genoma.
Presumimos que la expansión del elemento móvil tuvo lugar en Neolítico cuando antepasados de estas dos especies restricción independientemente su rango de hospederos a los seres humanos. Tres líneas de evidencia apoyan la hipótesis de que la expansión se produjo en ese momento. En primer lugar, es expansiones también se observan en las bacterias asociadas con los procesos de domesticación típicos de la transición neolítica. En segundo lugar, la tasa de sustitución entre los elementos es prácticamente cero, que es consistente con un solo evento reciente. Y en tercer lugar, las estimaciones de divergencia entre la carga es humano especial-ists y generalistas es libre son consistentes con la hipótesis neolítica.
Predecimos que otras especies bacterianas que están asociadas con la tradicional comida humana (como los involucrados en la producción de yogurt o el vino y la conservación de los alimentos en salmuera o sal) podrían han sufrido las expansiones similares elementos móviles.