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质粒通常被视为附属基因的载体，而复制、转录和翻译遗传信息所必需的分子机器则被认为主要由染色体编码。然而，这些与中心法则相关的基因反复出现在质粒上，引出了一个根本性问题：这些基因究竟只是偶然获得的成分，还是构成了能够支持质粒功能的协同信息组分？在本研究中，通过分析涵盖多种原核生物谱系的61,961个质粒，我们表明，质粒编码的信息类基因并非随机携带的遗传负载，而是形成了可预测的基因组架构。以质粒携带的tRNA为模型，我们证明，其存在、组成和丰度均可根据质粒周围的基因组成进行准确推断，并且与质粒基因的密码子需求相耦联。类似的模式还延伸至与复制、转录和翻译相关的基因，揭示了贯穿质粒基因组的协同信息组织。总体而言，这些发现表明，质粒不仅编码适应性功能，还传播了执行这些功能所需的基础设施，从而拓展了水平基因转移的进化作用。
质粒通常被视为附属基因的载体，而复制、转录和翻译遗传信息所必需的分子机制则被认为主要由染色体编码。然而，这些与中心法则相关的基因反复出现在质粒上，引出了一个根本性问题：这些基因究竟只是偶然获得的附带成分，还是构成了支持质粒功能的协调性信息组分？在此，我们通过分析涵盖多种原核生物谱系的61,961个质粒，发现质粒编码的信息基因并非随机携带的“货物”，而是形成了可预测的组织架构。以质粒携带的tRNA为模型，我们证明，其存在、组成和丰度均可根据质粒周围的基因组成进行准确推断，并且与质粒基因的密码子需求相耦联。与复制、转录和翻译相关的基因也呈现出类似模式，揭示了贯穿质粒基因组的协调性信息组织。总之，这些发现表明，质粒不仅编码适应性功能，还传播了执行这些功能所需的基础设施，从而拓展了水平基因转移的进化作用。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748738v1?rss=1
🏷️ 质粒基因组 信息基因 tRNA 水平基因转移 基因组架构 密码子需求
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