El genoma humano está plagado de elementos genéticos egoístas, que no parecen beneficiar a sus anfitriones, sino que solo buscan propagarse a sí mismos.
Estos "parásitos del genoma" pueden causar estragos a nivel celular al distorsionar las proporciones de sexos o causar mutaciones dañinas, e incluso pueden conducir a la extinción de una especie. Pero, como informan los investigadores de la Universidad de Rochester, las especies desarrollan mecanismos paraluchar.
en un nuevo artículo publicado en Ecología y evolución de la naturaleza , Daven Presgraves, profesor del decano de la Universidad en el Departamento de Biología de la Universidad de Rochester, y Christina Muirhead, bióloga computacional y genetista de poblaciones del laboratorio de Presgraves y primera autora del artículo, presentan más pruebas de una carrera armamentista evolutivadentro de los organismos - y los mecanismos en juego en esta carrera armamentista - para combatir los elementos genéticos egoístas.
"Hemos descubierto que una carrera armamentista evolutiva ha llevado a una proliferación de genes impulsores meióticos en el cromosoma X y genes supresores en otras partes del genoma", dice Muirhead.
Drosophila es fructífero y se multiplica, lo que es ideal para estudiar genética
Los investigadores estudiaron los genomas de tres especies estrechamente relacionadas de Drosophila moscas de la fruta. Las moscas de la fruta comparten alrededor del 70 por ciento de los mismos genes que causan enfermedades humanas y son similares a los humanos a nivel molecular. Debido a que las moscas de la fruta tienen ciclos reproductivos tan cortos menos de dos semanas, los científicos pueden creargeneraciones de moscas en poco tiempo. Estas características clave hacen que los insectos sean modelos ideales para aprender más sobre la genética humana.
Los investigadores descubrieron que cada una de las especies de moscas de la fruta que estudiaron tiene de 5 a 12 genes impulsores meióticos en los cromosomas X. Los genes impulsores meióticos, un tipo de elemento genético egoísta, engañan al entrar en más de los 50 genes típicos.por ciento de la descendencia en la próxima generación. Esto permite que los genes mismos se propaguen rápidamente a través de una población.
Los genes impulsores meióticos que estudiaron los investigadores están relacionados con un gen impulsor meiótico llamado Dox - "distorsionador en la X" - que se encuentra en el cromosoma X y mata los espermatozoides portadores del cromosoma Y. Los investigadores llamaron a su recién descubiertogenes 'similares a Dox' o 'Dxl' para abreviar. Los genes Dxl producen una proteína llamada histona que interrumpe el empaquetamiento normal del ADN en las espermátidas portadoras de Y, células sexuales masculinas inmaduras, lo que lleva a la muerte de los espermatozoides.esperma significa que las generaciones siguientes tendrán principalmente hijas y pocos hijos.
Sin embargo, los genes Dxl solo funcionan para propagarse y no "se dan cuenta" de que esto puede llevarlos por un camino que eventualmente podría llevar a su especie huésped, y a ellos mismos, a la extinción.
"Los genes impulsores obtienen una ventaja evolutiva al matar los espermatozoides que llevan Y", dice Presgraves. "Pero los individuos que portan los genes impulsores sufren una reducción de la fertilidad y la población se vuelve cada vez más inclinada hacia las mujeres, con el riesgo de extinción eventual".
Los genes Dxl duplicados juegan a la defensiva
Los genes Dxl sesgan las proporciones de sexos para aumentar la velocidad a la que se transmiten, pero los investigadores descubrieron otra dinámica sorprendente. La especie de Drosophila estudiaron han desarrollado una defensa contra los elementos genéticos egoístas. Esta defensa viene en forma de genes que son duplicados de los genes Dxl, pero con una modificación importante. Al igual que el mítico Caballo de Troya, los genes duplicados se hacen pasar por genes Dxl, pero contienen un arma sigilosa. En lugar de expresar proteínas Dxl, los genes expresan ARN pequeños que silencian los genes Dxl mediante la interferencia del ARN.
La investigación es una prueba más de que las carreras de armas evolutivas microscópicas están teniendo lugar dentro de los organismos: los elementos genéticos egoístas evolucionan para beneficiarse a sí mismos, y el resto del genoma desarrolla supresores para sofocarlos. Los elementos genéticos egoístas luego evolucionan para vencer al supresor, elEl supresor tiene que evolucionar para mantener el ritmo, y así sucesivamente ". Copias de genes repetitivos similares como los genes Dxl que sesgan egoístamente las proporciones de sexos son comunes en los cromosomas X e Y de los grandes simios y los humanos", dice Presgraves. "Estas son solo una líneade evidencia de que las carreras de armamentos evolutivos tienen consecuencias importantes para la evolución del genoma ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Original escrito por Lindsey Valich. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Secretos de telarañas revelados
Incendios forestales cada vez más frecuentes relacionados con el cambio climático causado por el hombre
¿Qué nos hace humanos? La respuesta se puede encontrar en el ADN pasado por alto
Fabricación de combustible para aviones a partir de la luz solar y el aire
El aumento de la frecuencia del derretimiento extremo del hielo en Groenlandia aumenta el riesgo de inundaciones a nivel mundial
Los investigadores encuentran un vínculo repetido entre las erupciones volcánicas y el colapso dinástico en la era imperial de China