Un nuevo modelo desarrollado en Israel explica la enorme variedad de tamaños del ADN en la naturaleza

¿Por qué el «ADN basura» no se elimina del genoma original a lo largo de millones de años de evolución?


ADN basura. Foto: Creative Commons

Un nuevo modelo desarrollado en la Universidad de Tel Aviv ofrece una posible solución a la cuestión científica de por qué las secuencias neutras, a veces denominadas «ADN basura», no se eliminan del genoma de los seres vivos en la naturaleza y siguen existiendo en él incluso millones de años después.

Según los investigadores, la explicación es que el ADN basura suele encontrarse en las proximidades del ADN funcionalEs probable que las deleciones que se producen en las fronteras entre el ADN basura y el funcional dañen las regiones funcionales, por lo que la evolución las rechaza. El modelo contribuye a comprender la enorme variedad de tamaños del genoma que se observa en la naturaleza.

El equipo de investigadores denomina al fenómeno que describe el nuevo modelo “selección inducida por fronteras”. Fue desarrollado bajo la dirección del estudiante de doctorado Gil Loewenthal en el laboratorio del Prof. Tal Pupko de la Escuela Shmunis de Biomedicina e Investigación Oncológica de la Facultad de Ciencias de la Vida y en colaboración con el Prof. Itay Mayrose (Facultad de Ciencias de la Vida, Universidad de Tel Aviv). El estudio se ha publicado en la revista «Open Biology».

Los investigadores explican que, a lo largo de la evolución, cambia el tamaño del genoma de los seres vivos en la naturaleza. Por ejemplo, algunas especies de salamandras tienen un genoma diez veces mayor que el humano.

El Prof. Pupko explica: “La tasa de deleciones e inserciones cortas, que se denominan abreviadamente ‘indels’, suele medirse examinando los pseudogenes. Los pseudogenes son genes que han perdido su función y en los que se producen mutaciones frecuentes, como deleciones e inserciones de segmentos de ADN. En estudios anteriores que caracterizaron los indels, se descubrió que la tasa de deleciones es mayor que la de adiciones en una variedad de criaturas que incluyen bacterias, insectos e incluso mamíferos como los humanos. La pregunta que intentamos responder es cómo no se borran los genomas cuando la probabilidad de que se produzcan deleciones de ADN es significativamente mayor que la de que se produzcan adiciones”.

Loewenthal, estudiante de doctorado, afirma: “Hemos aportado una visión diferente a la dinámica de la evolución a nivel del ADN. Como se ha dicho, al medir la tasa de indels habrá más deleciones, pero las mediciones se realizan en pseudogenes que son secuencias bastante largas. Nosotros afirmamos que, en segmentos neutros más cortos, es probable que las deleciones eliminen segmentos funcionales adyacentes que son esenciales para el funcionamiento del organismo y, por tanto, serán rechazadas. Llamamos a este fenómeno «selección inducida por el borde”.

“Si es así, cuando el segmento es corto, se producirá un sesgo inverso, de modo que habrá más inserciones que deleciones y, por tanto, los segmentos neutros cortos suelen conservarse». En nuestro estudio, simulamos la dinámica de los indels teniendo en cuenta el efecto de la «selección inducida por el borde» y comparamos los resultados de la simulación con la distribución de las longitudes de los intrones humanos (los intrones son segmentos de ADN en medio de un gen codificador de proteínas, que en sí mismos no codifican para una proteína)”.

Y cerró su discurso: “Se obtuvo una buena correspondencia entre los resultados de las simulaciones y la distribución de longitudes observada en la naturaleza, y pudimos explicar fenómenos peculiares en la distribución de longitudes de los intrones, como la gran variación en las longitudes de los intrones, así como la forma compleja de la distribución, que no se parece a una curva de campana estándar”.

 

Fuente: Aurora Digital
https://aurora-israel.co.il/un-nuevo-modelo-explica-la-enorme-variedad-de-tamanos-del-adn-en-la-naturaleza/



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