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¿TIENEN LOS ELEMENTOS MÓVILES UN PAPEL
REGULADOR EN EL GENOMA?
David Delgado
Genómica y Proteómica
Máster Genética
Clase I retrotransposones
Elementos móviles Clase II transposonesClase III
minitrasposonesIMPORTANTES
Muy abundantes en el genoma (humano) y representan una fuerza importante en la modificación de genes y genomas a lo largo de la evolucion.
Alteran genes funcionales por insercion en región reguladora o codificadora.
Inducen a la reorganización cromosómica.
Familias génicas
Dan lugar Duplicación tándem por translocación de una copia
Nuevos genes Por transposición directamente
Lejos de ser DNA inservible, estudios recientes atribuyen a los elementos móviles gran importancia en aspectos tan cruciales como
La organización estructural del genoma La introducción de plasticidad
genómica necesaria para mejorar
la adaptación al medio.
A los ET se les supone un orígen muy antiguos relacionados con los virus
Pudieron aparecer antes de la separacion entre procariotas y eucariotas
Persistencia evolutiva
Provocan diversosefectos que influyen
profundamente
Así como en su transcriptoma
Pueden ejercer acciones
reguladorasde la transcripción
Organización
del genoma
Integridad hospedador
Evolución
CASOS PRACTICOSProteina centromérica CENP-B
Se encarga de localizar y reclutar enzimas desacetilasas que silencian un tipo de retotransposón:
Se agrupan a lo largo del genoma en estructuras discretas Tf2 organizadas por CENP-B + otras proteinas llamadas
cuerpos Tf
Proteina codificada por un TN integrado funcionalmente en el genoma del hospedador. Deriva de transposasas pertenecientes a TN de DNA
Facilitar la formación del centrómero, mediante la unión DNA satélite dentro del mismo centrómero
Otras funcionesUnión a muchos promotores de genes q podrian
haber contenido ET en sus secuencias, así las secuencias de los ET podrian verse como modulos reguladores versatiles
Elementos crontroladores en maíz forman familias de transposones El genoma del maíz contiene varias familias de elementos controladores
Capacidad escindirse y transportarse
Elementos autónomos ORF entre 2 secuencias repetidas
Su inserción crea un alelo inestable o mutable
Familias Son estables y no se transponen por si solos
Necesita un E. autónomo de la misma familia
Elementos no autónomosComplementación en trans
Derivan de E. autónomos que han perdido su función por deleciones
Las familias se definen por las interacciones entre E. autónomos y no autónomos.
Una familia consta de un único tipo de E. autónomo acompañado por múltiples variedades de E. no autónomos (activados en trans ).
AcFamilias mejor conocidas Smp
Mu
Tiene repeticiones invertidas, pero su secuencia interna no tiene relación con MuDR.
Movilizado por MuRA y puede que una
proteina accesoria no esencial
Nivel Molecular
5 exones transposasa
Ac 11 pb son IR en los extremos
8 pb son duplicadas en el sitio de inserción
Ac deleciones Ds
Acaban con las mismas 11 pb IR delecion de 2kbDs
Más pequeños q los Ac delecion de 194 pb
Los miembros de la familia Ds1 comprenden secuencias cortas cuya única relación con Ac es la posesión de reps. Invertidas. Estos elementos no necesitan derivar directamente de Ac, sino q podrian derivar de cualquier fenomeno q genere IRs.
Esto sugiere q la transposasa sólo reconoce los IRs + provablemente alguna secuencia interna corta.
Efecto de los ET en la evolución de los roedores
Algunos genomas contienen un importante núm. de ET, una pequeña parte de ellos sabemos que están involucrados en la regulación expresión Génica.
Estudios recientes sugieren q hay secuencias (no- génicas) conservadas implicadas en la regulación génica.
Función parecidos a los ET importante en la
evol. de la expresión
Hacen un test para ver la divergencia (en expresión génica) entre rata y ratón.
Buscan si hay correlación entre los elementos móviles insertados cerca de los genes.
Saber si hay nuevas inserciones de ET q afecten a la expresión génica
Resultados
Hay correlación positiva entre la divergencia de la expresión y el número de nuevos elementos LTR y SINEs.
NO hay correlación entre la divergencia y el número de LINEs.
La divergencia de expresión NO está relacionada con el número de ET ancestrales en la mayoría de los casos.
Las inserciones de ET representan Cuantitativamente aprox. el 20% de toda la divergencia a nivel de expresión
génica en roedores.
Efecto de los ET en la evolución de primates
En éste artículo se demuestra como la siguiente hipótesis no es cierta:
Genes que se expresan en un amplio rango de tejidos, es poco común encontrar elementos Alu colindando entre ellos.
Alu podría modificar la expresión de genes vecinos, provablemente al proveer de islas CpG, alterar la estructura de la cromatina o modificar el sitio de unión de Factores de Transcripción.
La densidad de secuencias Alu sigue el modelo
Alu se acumula cerca de genes que se expresan en varios tejidos pero no afectan a su expresión ubicua
Si Alu tiene algún efecto no es por las islas CpG
Poco frecuentes en inició Transcripción
Genes que siempre han tenido una expresión amplia Alu
Genes que han pasado a estar más expresados enriquecimientorecientemente
de secs. Alu
Amplitud de expresión Vs. Contenido en Alu
Genes asociados almismo proceso biológico
PROCESOS BIOLOGICOS CON ALTO CONTENIDO EN SECUENCIAS Alu EN LAS REGIONES FLANQUEANTES,
ESTAN TAMBIEN ASOCIADOS CON UN ALTO PROMEDIO EN SU EXPRESION
CONCLUSIONES
Analisis comparativo del transcriptoma
No hay evidencias de que Alu haya aumentado la amplitud de la expresión de los genes adyacentes durante la evolución del transcriptoma de los primates
La abundancia de Alu cerca de genes que se expresan ubicuamente se explica mejor por su conservación de forma preferente cerca de los genes housekeeping, más que por el efecto modificador de la expresión génica
Principio de parsimonia
¿TIENEN LOS ELEMENTOS MÓVILES UN PAPEL
REGULADOR EN EL GENOMA?
SÍLos elementos móviles
deberían ser considerados en futuros estudios del genoma
como una maquinaria de transcripción
AUTOREGULABLE
Bibliografía
Lewin, Benjamin: Genes VII
Lewin, Benjamin: Genes X
Bejerano G, et al. (2006) Nature 441:87-90
Urrutia A O, et. al. (2008) Genome biology (9) 2:R25.1- R25.16
Pereira V, et. Al (Feb.2009) PloS ONE 4(2):e4321
http://edmol.es/temas/78 Portal medicina molecular