El ritmo de evolución generalmente se mide en millones de años, ya que las mutaciones individuales al azar se acumulan a lo largo de las generaciones, pero los investigadores de las Universidades Cornell y Bar-Ilan han descubierto un nuevo mecanismo para la mutación en los primates que es rápido, coordinado y agresivo.El descubrimiento plantea preguntas sobre la precisión del uso del proceso de mutación más típico como una estimación hasta la fecha cuando dos especies divergieron, así como la medida en que esta y las enzimas relacionadas desempeñaron un papel en la evolución de los primates.
Alon Keinan, profesor asociado de Estadística Biológica y Biología Computacional en Cornell, y Erez Levanon, coautor principal y profesor asociado de la Facultad de Ciencias de la Vida Mina y Everard Goodman en la Universidad Bar-Ilan en Israel, describen la novela,y raro, proceso desencadenado por un miembro de la familia APOBEC de enzimas que combaten virus en la revista Investigación del genoma . A medida que evolucionaron los primates, incluidos los chimpancés, los neandertales y los humanos modernos, la cantidad de tipos de virus diseñados para atacar a los primates se multiplicó. Los APOBEC en nuestras células montan una defensa vigorosa, bombardeando el genoma viral con grupos de mutaciones para producirlos.no puede continuar una infección. Sin embargo, tener una defensa basada en la mutación es arriesgado para las células, ya que el "fuego amigo" podría causar estragos en nuestro genoma también. De hecho, se ha demostrado que las enzimas causan mutaciones en las células tumorales de la mamay otros cánceres.
"Durante varios años, mi colaborador, Erez Levanon, ha estado tratando de convencerme de que deberíamos probar si los eventos de 'fuego amigo' podrían transmitirse a las generaciones posteriores", dijo Keinan. "Más recientemente, con la creciente evidencia desu papel en el cáncer y los indicios de expresarse en las células que producen esperma y óvulos, estábamos listos para probar si la herencia de tales eventos ha dejado un impacto evolutivo ".
El descubrimiento es particularmente significativo porque la enzima tiene una tendencia a alterar las regiones del genoma que codifican proteínas, así como las áreas responsables de su regulación. Es un vestigio de su función principal en la defensa viral: muchos virus están compuestos de un solo virus.El ADN o ARN de cadena doble, y el ADN que se usa activamente como plantilla para proteínas es temporalmente monocatenario y se desenrolla de la doble hélice. Para la enzima, tienen el mismo aspecto.
Los investigadores buscaron la firma de mutaciones pasadas en humanos y nuestros parientes homínidos más cercanos, enfocándose en una de las enzimas de la familia APOBEC, APOBEC3, ya que se ha expandido a varios subtipos durante la evolución de los primates, cada uno con firmas mutacionales únicas.
Sabían que la enzima reconoce un motivo específico en el ADN y se dirige solo a una de las bases de ADN para la mutación. Otro signo revelador: múltiples mutaciones que ocurren muy juntas. Utilizando criterios conservadores, identificaron miles de tales casos únicos para genomas de primatesy, como control negativo, no identificó ninguno en otros vertebrados como ratones que carecen de muchos de los genes APOBEC3.
"Lo que es atractivo es que es un mecanismo evolutivo acelerado que podría generar un gran cambio en un gen en una sola generación", dijo Levanon. "Es como jugar a la lotería: no podría tener un impacto, o podría teneruno importante "
"Estos eventos potencialmente mutan docenas de bases de ADN en una región pequeña menor que el tamaño de un gen. Es razonable pensar que la mayoría de estas mega mutaciones serán perjudiciales y desaparecerán en el tiempo evolutivo, pero vemos ungran número que sobrevivió ", agregó Keinan." Es importante destacar que los que sobrevivieron están sobrerrepresentados en partes funcionalmente importantes del genoma, lo que sugiere que algunas de estas mutaciones se han mantenido por selección natural porque confieren una ventaja ".
El estudio fue financiado por el Consejo Europeo de Investigación, el Programa I-CORE del Comité de Planificación y Presupuesto en Israel y los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Melissa Osgood. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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