R2d2 es egoísta. Es un verdadero gen egoísta. Se propaga a través de las generaciones pero no por alguna ventaja evolutiva. Todo lo contrario.
La investigación dirigida por el Dr. Fernando Pardo-Manuel de Villena de la Facultad de Medicina de la UNC, demostró que algunas copias alelos del gen del ratón R2d2 pueden propagarse rápidamente a través de poblaciones de ratones salvajes y de laboratorio. Esto sucede a pesar de que estos R2d2los alelos causan que las hembras tengan menos descendencia. El descubrimiento, publicado en la revista Molecular Biology and Evolution, marca la primera vez que los científicos han utilizado poblaciones de ratones de laboratorio y naturales para demostrar que un gen egoísta puede fijarse en una población de organismos mientras estáal mismo tiempo perjudicar la "aptitud reproductiva"
Estos hallazgos violan un principio clave en biología: la teoría de la selección natural de Darwin, que sugiere que los alelos beneficiosos para la capacidad de un organismo para sobrevivir y reproducirse, su aptitud, aumentarán constantemente en frecuencia con el tiempo. Mientras tanto, los alelos que son perjudicialesla aptitud física disminuirá en frecuencia y eventualmente desaparecerá. A medida que un alelo beneficioso aumenta en frecuencia, eventualmente desplaza a todos los demás alelos en un proceso llamado "barrido selectivo". Un famoso ejemplo evolutivo en humanos es un alelo del gen de la lactasa que producees posible que los adultos digieran la leche. Durante los últimos 4,000 años, este alelo se ha elevado con frecuencia entre las personas que practican la agricultura pastoral, pero sigue siendo raro en otras partes del mundo.
Los patrones que deja un barrido selectivo típico son herramientas valiosas para aprender qué cambios genéticos son beneficiosos durante la evolución. Pero Pardo-Manuel de Villena dijo que el resultado de R2d2 sugiere que se requiere precaución cuando se trabaja hacia atrás desde un barrido selectivo a una hipótesissobre un rasgo beneficioso.
"El 'barrido egoísta' en R2d2 se parece a un barrido selectivo típico pero no tiene nada que ver con la adaptación", dijo Pardo-Manuel de Villena, profesor de genética en la UNC y autor principal del artículo. "Sabemos muy bienpoco sobre la importancia relativa de los barridos egoístas y adaptativos en la evolución "
¿Cómo escapa R2d2 a la selección natural? Al hacer trampa en la meiosis femenina, el tipo especializado de división celular que produce óvulos. La mayoría de los animales y plantas, incluidos los humanos y los ratones, llevan dos alelos de cada gen, un alelo de cada padre. Cuándoun organismo se reproduce, transmite solo un alelo a cada descendencia. La "ley de segregación", propuesta por Gregor Mendel en 1865, sugiere que hay una probabilidad igual de transmisión de un alelo materno o alelo paterno.
Pero en un artículo anterior, publicado en PLoS Genetics en 2015, el equipo de Pardo-Manuel de Villena demostró que algunos alelos de R2d2 distorsionan la meiosis para promover su propia transmisión a la descendencia en un proceso llamado impulso meiótico. Esta ventaja tiene un costo.
"Los ratones hembras con transmisión distorsionada de R2d2 también tuvieron menos descendencia", dijo el coautor Andrew Morgan, un estudiante graduado en el laboratorio de Pardo-Manuel de Villena. "Esta compensación es lo que hace que R2d2 sea egoísta: si el impulso meiótico es fuertesuficiente, entonces aumenta la frecuencia de alelos que disminuyen la aptitud reproductiva ".
Los hallazgos tienen implicaciones en los campos de la biología básica a la agricultura y la salud humana. "Las excepciones a las reglas fundamentales de la biología siempre son importantes para estudiar", dijo Pardo-Manuel de Villena. Y, agregó, R2d2 tiene características únicas que lo hacenun sistema prometedor para estudiar cómo se transmiten los cromosomas a la descendencia.
Una segunda aplicación más práctica es la posibilidad de que R2d2 o sus componentes puedan usarse en "unidades genéticas". Una unidad genética implica un gen egoísta que empuja a un segundo gen, generalmente uno que causa esterilidad, a través de una población.Las unidades genéticas tienen potencial para el control de especies y vectores invasores de enfermedades humanas, como ratones, ratas y mosquitos.
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Materiales proporcionado por Sistema de atención médica de la Universidad de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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