Eukaryotic Membranes and Cytoskeleton

Origins and Evolution. Softcover reprint of hardcover 1st ed. 2007. Paperback. Sprache: Englisch.
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This book discusses the evolutionary origin and diversification of eukaryotic endomembranes and cytoskeleton from a cell biological and comparative genomic perspective. Many of the chapters present original research data from comparative genomic surv … weiterlesen
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Produktdetails

Titel: Eukaryotic Membranes and Cytoskeleton

ISBN: 1441925414
EAN: 9781441925411
Origins and Evolution.
Softcover reprint of hardcover 1st ed. 2007.
Paperback.
Sprache: Englisch.
Herausgegeben von Gáspár Jékely
Springer New York

27. Oktober 2010 - kartoniert - 164 Seiten

Beschreibung

The presence/absence of gene families with central roles in endomembrane and cytoskeleton dynamics in a variety of eukaryotic taxa and an understanding of eukaryote phylogeny allow the cellular machineries present in the last common ancestor of eukaryotes to be accurately reconstructed. Such a reconstruction is fundamental in order to understand eukaryotic diversification, since this is the ancestral cell from which all diversity arose. This book discusses the evolutionary origin and diversification of eukaryotic endomembranes and cytoskeleton from a cell biological and comparative genomic perspective. Eukaryotic Membranes and Cytoskeleton: Origins and Evolution discusses the evolutionary origin and diversification of eukaryotic endomembranes and cytoskeleton from a cell biological and comparative genomic perspective. Many of the chapters present original research data from comparative genomic surveys. The presence/absence of gene families with central roles in endomembrane and cytoskeleton dynamics in a variety of eukaryotic taxa and an understanding of eukaryote phylogeny allow us to accurately reconstruct the cellular machineries present in the last common ancestor of eukaryotes. Such a reconstruction is fundamental if we are to understand eukaryotic diversification since this is the ancestral cell from which all diversity arose. Comparative genomics can likewise tell us which lineages expanded or reduced certain gene families and the associated cellular machineries.

Inhaltsverzeichnis

CONTENTS
PREFACE ............................................................................................................ V
1. THE EARLY EUKARYOTIC FOSSIL RECORD ....................................... 1
Emmanuelle J. Javaux
Introduction ......................................................................................................................... 1
The Geological Record ........................................................................................................ 2
Dating Biological Innovations .......................................................................................... 10
Conclusions ........................................................................................................................ 15
2. THE DIVERSITY OF EUKARYOTES AND THE ROOT
OF THE EUKARYOTIC TREE......................................................... 20
Henner Brinkmann and Hervé Philippe
Woese's Paradigm .............................................................................................................. 20
Progresses in Tree Reconstruction Methods and in Sequencing:
The Promise of Phylogenomics ................................................................................. 21
The Root of the Tree of Life .............................................................................................. 25
"Primitive" Eukaryotes: A Second Major Paradigm Shift ............................................ 26
Current Status of the Eukaryotic Phylogeny .................................................................. 27
Molecular Dating ............................................................................................................... 29
From Simple Organism to Simple Processes .................................................................. 31
3. ORIGIN OF EUKARYOTIC ENDOMEMBRANES: A CRITICAL
EVALUATION OF DIFFERENT MODEL SCENARIOS ............... 38
Gáspár Jékely
Introduction ....................................................................................................................... 38
Physico-Chemical Constraints of Membrane Topogenesis ............................................ 39
Symbiotic Scenarios for the Origin of the Nucleus and Endomembranes ................... 40
Origin of Endomembranes by de Novo Vesicle Formation ........................................... 44
Autogenous Scenarios ....................................................................................................... 45
Interspecific Interactions at the Origin of Eukaryotic Endomembranes ...................49
xiv Contents
4. ORIGINS AND EVOLUTION OF COTRANSLATIONAL
TRANSPORT TO THE ER................................................................. 52
Thomas U. Schwartz
Introduction ....................................................................................................................... 52
Mediators of Cotranslational Transport ......................................................................... 53
The Control of Cotranslational Targeting ....................................................................... 55
Evolutionary Considerations ............................................................................................ 57
5. EVOLUTION OF THE ENDOPLASMIC RETICULUM
AND THE GOLGI COMPLEX.......................................................... 61
Alexander A. Mironov, Victor V. Banin, Irina S. Sesorova,
Viacheslav V. Dolgikh, Alberto Luini and Galina V. Beznoussenko
Introduction ....................................................................................................................... 61
Common and Peculiar Features of the Golgi Complex in Different
Eukaryotic Cells ........................................................................................................ 64
The Minimal Set of Genes Involved in Intracellular Traffic ......................................... 65
Models of Evolution of the ER and the Golgi Complex ................................................. 66
6. AN EVOLUTIONARY PERSPECTIVE ON EUKARYOTIC
MEMBRANE TRAFFICKING .......................................................... 73
Cemal Gurkan, Atanas V. Koulov and William E. Balch
Introduction ....................................................................................................................... 73
Coat Protein Complexes: Cellular Machineries Driving Vesicle
Formation/Fission ...................................................................................................... 74
SNARE Proteins: Cellular Machineries Driving Membrane Docking/Fusion ............ 77
Rab GTPases: Key Regulators of Membrane Trafficking ............................................. 77
7. RECONSTRUCTING THE EVOLUTION OF THE ENDOCYTIC
SYSTEM: INSIGHTS FROM GENOMICS AND MOLECULAR
CELL BIOLOGY ................................................................................. 84
Mark C. Field, Carme Gabernet-Castello and Joel B. Dacks
Defining Endocytosis ......................................................................................................... 85
The General Structure and Morphological Evolution of Endocytic Systems .............. 86
Key Factors Involved in Endocytic Systems and Their Evolutionary Distribution .... 88
Perspectives ........................................................................................................................ 93
8. ORIGINS AND EVOLUTION OF THE ACTIN CYTOSKELETON ...... 97
Francisco Rivero and Fatima Cvr ková
Introduction ....................................................................................................................... 97
The Actin Cytoskeleton in the Cellular Context ........................................................... 100
Actin and Monomer-Binding Proteins .......................................................................... 100
Contents xv
Actin Nucleation Complexes ........................................................................................... 103
Other Actin-Binding Proteins ......................................................................................... 104
Effectors and Regulators of the Actin Cytoskeleton .................................................... 105
9. ORIGIN AND EVOLUTION OF SELF-CONSUMPTION:
AUTOPHAGY.................................................................................... 111
Timothy Hughes and Tor Erik Rusten
Summary .......................................................................................................................... 111
Introduction ..................................................................................................................... 111
Degradation of Proteins in Chambered Proteases in Pro- and Eukaryotes ............... 112
Different Modes of Autophagy Degrade Long-Lived Proteins and Organelles
in Eukaryotes ........................................................................................................... 112
The Autophagy-Specific Molecular Machinery Involves Two Ubiquitin-Like
Conjugation Pathways ............................................................................................ 113
Is Autophagy a Pan-Eukaryotic Process? ..................................................................... 114
Discussion ......................................................................................................................... 116
10. ORIGIN AND EVOLUTION OF THE CENTROSOME ...................... 119
Michel Bornens and Juliette Azimzadeh
Summary .......................................................................................................................... 119
Introduction ..................................................................................................................... 119
The Centrosome-Nucleus Connection ........................................................................... 120
Centrosome Has Evolved with Multicellularity ............................................................ 120
The Evolution of the Centrin Genes .............................................................................. 121
The Centrosome-Nucleus Connection and the Duplication Process ........................... 122
Centrosome Has Evolved in Unikonts ........................................................................... 125
11. THE EVOLUTION OF EUKARYOTIC CILIA AND FLAGELLA
AS MOTILE AND SENSORY ORGANELLES ............................. 130
David R. Mitchell
Evidence for the Presence of a 9+2, Motile, Sensory Organelle in the Last
Common Eukaryotic Ancestor ............................................................................... 130
Evolution of Tubulin, Dynein and Kinesin .................................................................... 133
The Origins of 9+2 Flagella ............................................................................................ 134
Diversification of Flagellar Structure and Function
during Eukaryotic Radiation ................................................................................. 136
INDEX ............................................................................................................... 141

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