Los genes no existen de forma aislada. Al igual que las perlas de una cuerda, se sientan uno al lado del otro en largas moléculas de ADN llamadas cromosomas. Hasta ahora, se sabe poco sobre cómo la posición de un gen en un cromosoma afecta su evolución. AUn nuevo estudio realizado por Calin Guet, profesora del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria IST Austria, y Magdalena Steinrück, estudiante de doctorado en el grupo de Guet, muestra que el vecindario de un gen puede influir en si y cómo cambia la actividad de un gen.publicado hoy en la revista de acceso abierto eLife .
Desde las bacterias hasta los humanos, la forma en que se ven y funcionan los organismos depende en gran medida de cuánto producto se produce a partir de cada gen, en otras palabras, qué tan activos son sus genes. La actividad de un gen puede ser cambiada por mutaciones, alteraciones en el ADNeso puede ser heredado. Esto puede hacer que el organismo se adapte mejor a su entorno, o peor. Por ejemplo, una bacteria que produce más proteína que lo ayuda a deshacerse de un antibiótico puede sobrevivir, mientras que sus antibióticos matan a sus competidores.En su estudio, Steinrück y Guet utilizaron la evolución experimental para investigar cómo la posición de un gen en el cromosoma influye en las mutaciones que aumentan la actividad del gen.
Los investigadores diseñaron el ADN de la bacteria intestinal Escherichia coli para colocar un gen de resistencia a los antibióticos en diferentes posiciones de su cromosoma. Este gen permite que la bacteria bombee el antibiótico tetraciclina fuera de la célula. Al comienzo del experimento, el gense apagó casi por completo. Luego, los investigadores agregaron más y más tetraciclina al ambiente de la bacteria. Esto desafía a las bacterias a activar el gen por mutación, ya que producir más del gen de resistencia a los antibióticos les permite bombear el antibiótico, de modo quemultiplique y sobreviva. Los autores descubrieron que las bacterias eran mucho más propensas a sobrevivir con el gen de resistencia en algunos lugares del cromosoma que en otros. Esto se debe a que la vecindad del gen afecta a qué tipos de mutaciones pueden ocurrir; algunas formas de mutaciones puedensolo ocurre si los genes vecinos lo permiten.
"Mostramos que los genes pueden influir en la mutación y el potencial adaptativo de los genes cercanos. La organización de los genes en un cromosoma es causa y consecuencia del cambio evolutivo", explica Calin Guet. Su investigación tiene implicaciones vitales, por ejemplo para el mundoproblema de salud de la resistencia a los antibióticos. Magdalena Steinrück: "Es similar a la forma en que se desarrollan los humanos: las personas en su vecindario pueden influir en gran medida en cómo se ve su futuro. Nuestro estudio muestra que la resistencia a los antibióticos que se desarrolla a partir de mutaciones activadoras de genes depende en gran medida de la vecindad del gen."Los efectos del vecindario cromosómico no se han analizado en detalle hasta ahora. En el futuro, dichos hallazgos podrían ayudar a estimar mejor si es de esperar una nueva resistencia a los antibióticos".
Publicación original: Magdalena Steinrueck y Calin Guet: "Los efectos complejos del vecindario cromosómico determinan el potencial adaptativo de un gen bajo selección" elife 25 de julio de 2017 http://doi.org/10.7554/eLife.25100
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Materiales proporcionados por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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