Los genes saltarines proporcionan una extensa 'materia prima' para la evolución

Utilizando una secuenciación de alto rendimiento para mapear las ubicaciones de un tipo común de gen saltador dentro del genoma completo de una persona, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pensilvania encontraron una gran variación en estas ubicaciones entre los individuos que estudiaron, lo que subraya aún más el papel de estos genes errantes. genes en el mantenimiento de la diversidad genética. Los investigadores determinaron que los genomas de dos pueblos difieren en aproximadamente 285 sitios de los 1139 sitios estudiados. Estos resultados se encontraron escaneando los genomas de 25 individuos, 15 de los cuales no estaban relacionados. Informan sus hallazgos en línea en Genome Research. Los genes saltadores, también llamados transposones, son secuencias de ADN que se mueven a diferentes áreas del genoma dentro de la misma célula. 'La importancia de este trabajo es que hay mucha más diversidad en nuestro genoma debido a las inserciones de esta familia de transposones de lo que se pensaba anteriormente', dijo el coautor Haig Kazazian, MD, profesor Seymour Gray de Medicina Molecular, en la Universidad de Pensilvania. Departamento de Genética. 'Este movimiento de material genético proporciona la materia prima de la evolución genética y no tiene en cuenta las inserciones que creemos que ocurren fuera de los espermatozoides y óvulos estudiados en este proyecto'. Los transposones son una fuente de diversidad interna el acervo genético de una especie, con implicaciones en muchos niveles. Por ejemplo, ligeros cambios en los genes ayudan a los organismos a adaptarse y sobrevivir en nuevos entornos, y las poblaciones con diversidad genética son menos vulnerables a enfermedades y problemas de reproducción. Las inserciones en ciertos puntos del genoma también pueden provocar que la función celular falle, por lo que comprender su ubicación y variación en el genoma humano es importante para una comprensión fundamental de la enfermedad. Las inserciones pueden causar muchas enfermedades genéticas, como la hemofilia y la distrofia muscular de Duchenne, y pueden desempeñar un papel en el desarrollo del cáncer. Los retrotransposones son la clase principal de genes saltarines, siendo la familia L1 el tipo de retrotransposón más abundante en el genoma humano. Los L1 comprenden alrededor del 17 por ciento del genoma humano y fueron el tema del artículo de Genome Research. Con el tiempo, los saltos continuos de los retrotransposones expanden el tamaño del genoma humano y pueden provocar una alteración del contenido genético. Por ejemplo, cuando los retrotransposones saltan, pueden llevar consigo porciones de secuencias de genes cercanos, insertándolas donde aterrizan y permitiendo así la creación de nuevos genes. Incluso las inserciones de L1 que de otro modo serían anodinas pueden causar efectos significativos en genes cercanos, como reducir su expresión. Los retrotransposones se mueven transcribiendo o copiando su secuencia de ADN en ARN y luego, en lugar de traducir el código genético directamente a una secuencia de proteínas, el ARN se copia nuevamente en ADN mediante la propia enzima del retrotransposón llamada transcriptasa inversa. Este nuevo ADN luego se inserta nuevamente en el genoma. El proceso de copia es similar al de los retrovirus, como el VIH, lo que lleva a los científicos a especular que los retrovirus se derivaron de retrotransposones. El equipo también descubrió que, en promedio, 1 de cada 140 personas obtuvo una nueva inserción L1 de sus padres. Cuando se consideran todas las inserciones de retrotransposones, incluida L1 y otras, aproximadamente 1 de cada 40 personas ha recibido una nueva inserción de sus padres. El estudio actual contó las inserciones en la línea de células germinales hereditarias, es decir, en óvulos y espermatozoides. 'El verdadero elefante en la habitación es la cuestión de la incidencia de inserciones somáticas, inserciones en células que no son óvulos ni espermatozoides', dice Kazazian. 'Aún no conocemos la incidencia de esas inserciones somáticas'. Debido a que las inserciones detectadas en este estudio y otros similares están presentes en algunos individuos y no en otros, existe la posibilidad de una asociación con una enfermedad genética. Los estudios futuros en el laboratorio de Kazazian, financiados por una subvención de estímulo ARRA a través de los Institutos Nacionales de Salud, desarrollarán técnicas para descubrir tales asociaciones utilizando estas inserciones de retrotransposones como marcadores genéticos. Adam Ewing, candidato a doctorado en el laboratorio de Kazazian, es el otro coautor del artículo. El trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Ciencias Médicas Generales.