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Estudio Descubre que los Elementos Genéticos Móviles Reconfiguran los Genomas

Por: William Brown, Biofísico de Resonance Science Foundation

Un estudio publicado en la revista Science ha descrito la generación de un factor de transcripción genética mediante la fusión de un gen preexistente con el exón de la transposasa de un elemento genético móvil [1].

Los elementos genéticos móviles o transponibles cortan y pegan, o copian y pegan su secuencia genética en varios sitios de un genoma utilizando una enzima transposasa que codifican. En un estudio de todos los genomas de tetrápodos (animales vertebrados) disponibles, se identificaron 106 eventos de fusión huésped-transposasa, en los que, durante la transposición, las secuencias de la transposasa se insertan en un gen preexistente, lo que da lugar a un empalme alternativo del gen que genera nuevas proteínas funcionales, muchas de las cuales participan en la regulación transcripcional. Dado que los reguladores transcripcionales interactúan simultáneamente con un gran número de genes, regulando al alza o a la baja su expresión en la red génica, estos eventos pueden dar lugar a un verdadero recableado del genoma.

Los resultados del estudio suponen un gran avance en la comprensión del origen y la generación de los factores de transcripción -elementos genéticos que regulan grandes redes de genes- y demuestran cómo los elementos transponibles que interactúan en el genoma de un organismo proporcionan la materia prima para generar nuevas combinaciones de dominios funcionales que pueden seleccionarse e incorporarse a la red genética celular jerárquica.

El estudio ofrece una visión clave para comprender los mecanismos de la biología molecular, la biología evolutiva y la interacción de ambas en la generación de nuevas redes genéticas y la especiación [2], lo que ejemplifica otro papel central desempeñado por los elementos genéticos móviles en la generación y la configuración del paisaje regulador genómico.

Como describen los autores del estudio:

Aún no se sabe cómo evolucionan las nuevas arquitecturas de las proteínas. La reorganización de dominios con funciones preexistentes en nuevas arquitecturas compuestas mediante el barajado de exones es una poderosa vía para formar genes que codifican proteínas con funcionalidades novedosas. Aunque se cree que el barajado de exones explica la evolución de muchas estructuras proteicas, la fuente de nuevos exones y sitios de empalme, así como los mecanismos por los que se asimilan, apenas se han caracterizado. En este trabajo, investigamos la contribución de los transposones de ADN a la formación de nuevos genes codificadores de proteínas mediante el barajado de exones durante la evolución de los vertebrados. L. Cosby et al., "Recurrent evolution of vertebrate transcription factors by transposase capture", Science, Feb. 2021, doi: 10.1126/science.abc6405.

 

Referencias:

[1] R. L. Cosby et al., “Recurrent evolution of vertebrate transcription factors by transposase capture,” Science, Feb. 2021, doi: 10.1126/science.abc6405.

[2] R. Cordaux, S. Udit, M. A. Batzer, and C. Feschotte, “Birth of a chimeric primate gene by capture of the transposase gene from a mobile element,” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 103, no. 21, pp. 8101–8106, May 2006, doi: 10.1073/pnas.0601161103.

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