Los investigadores de la UAB han cuantificado uno de los fenómenos más importantes y difíciles de medir en la evolución molecular: el efecto de la recombinación genética en la capacidad de adaptación de una especie. El grupo de investigación Genómica, Bioinformática y Evolución, en colaboración con investigadores delLas universidades de Sussex y Edimburgo han cuantificado uno de los fenómenos más importantes y difíciles de medir en la evolución molecular: el efecto de la recombinación genética en la capacidad de adaptación de una especie.
Se ha debatido mucho sobre el papel evolutivo de la recombinación genética: el intercambio de material genético parental que da lugar a nuevas combinaciones genéticas en la descendencia. La recombinación es un fenómeno prácticamente universal en los seres vivos. En los organismos sexuales la recombinación ocurre durante el proceso deLa meiosis, que produce las células sexuales, y el mantenimiento de este mecanismo sofisticado, que sistematiza la recombinación a todo el genoma, es la razón habitual dada para la preponderancia del sexo. Pero, ¿cuál es exactamente la ventaja de la recombinación? Este trabajo muestra que la recombinación genética facilitaadaptación y estima el costo evolutivo de su ausencia o agotamiento en un genoma por primera vez.
El destino de una nueva mutación en un genoma está condicionado no solo por la ventaja o desventaja adaptativa que la mutación aporta a su portador, sino también por el contexto cromosómico en el que aparece. Si una nueva mutación seleccionada está rodeada por otras queTambién están expuestos a la selección, estas mutaciones interferirán competirán entre sí, ya que no se segregan de forma independiente, por lo que la selección conjunta será menos eficiente que si la selección actúa en cada mutación por separado. Este costo de enlace, también conocido como Hill-Robertsonla interferencia después de sus descubridores hace que la selección natural sea menos eficiente cuando actúa simultáneamente en diferentes sitios vinculados.
en un trabajo anterior publicado en la revista Naturaleza , los autores dibujaron el primer mapa de alta resolución de la selección natural de un genoma y demostraron que la selección natural es ubicua en el genoma de la especie utilizada como modelo en genética: la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Una de las implicaciones de estos hallazgoses que en cualquier momento habrá variantes genéticas vinculadas, expuestas simultáneamente a la selección en el genoma y, por lo tanto, la selección será subóptima debido al costo de vinculación.¿Cómo se puede demostrar que este costo realmente existe y, en particular, cómo¿Se puede medir?
Si existe un costo de vinculación, donde sea que la recombinación sea baja, habrá una mayor densidad de variantes selectivas que no se segregan libremente, disminuyendo la eficiencia de la selección y, por lo tanto, la tasa de adaptación. Por otro lado, las regiones de mayor recombinación presentaránmayores tasas de adaptación. El primer objetivo del estudio fue determinar si las regiones con una mayor tasa de recombinación experimentaron una mayor tasa de adaptación genómica. Para medir la adaptación genómica, los investigadores utilizaron métodos estadísticos sofisticados de genética de poblaciones aplicados a los datos sobre la variación genómica.Los resultados mostraron una correlación muy positiva entre la recombinación y la adaptación, corroborando la existencia del costo de enlace en el genoma.
La sorpresa llegó cuando se vio que la relación inicialmente lineal entre la recombinación y la adaptación convergía hacia un umbral asintótico a partir de valores de recombinación iguales o superiores a 2 cM / Mb centimorgans por megabase. Esta asíntota indica que hay una recombinación umbralvalor más allá del cual la adaptación genómica alcanza un máximo.
La existencia de este umbral tiene dos consecuencias importantes: 1 el costo de enlace desaparece más allá de un valor de recombinación, o en otras palabras, las mutaciones seleccionadas actúan como si en la práctica se segregaran independientemente. Una tasa infinita de recombinación no aumentaríatasa de adaptación del genoma más que un valor de recombinación de 2 cM / Mb el umbral de recombinación estimado. 2 la asíntota establece un techo óptimo para la tasa de adaptación de un genoma, siendo su valor una estimación de la tasa de adaptación óptima,en ausencia del costo de vinculación.
Una vez definida la situación óptima, es posible estimar el costo de enlace de un genoma analizándolo. Los investigadores encontraron que el genoma de D. melanogaster tiene una tasa de adaptación alrededor del 27% por debajo de la tasa de adaptación óptima, la tasa que tendríasi los efectos de las mutaciones no interfieren entre sí.
Este trabajo, que se publicará el próximo enero en la revista Biología molecular y evolución también incluyó el estudio de otros determinantes genómicos, como la tasa de mutación y la densidad génica sobre la tasa de adaptación genómica. El grupo de investigación Genómica, Bioinformática y Evolución está formado por Sergi Hervás, Sònia Casillas, Marta Coronado, Isaac Noguera, DavidCastellano autor principal del artículo y Antonio Barbadilla investigador principal.
La era de la genómica ha proporcionado uno de los ejemplos más sorprendentes del poder de la selección natural, permitiéndonos detectar las huellas características que la selección natural deja en el genoma. Este trabajo también es otro paso más en la medición de la selección natural en elnivel de nucleótidos, genes o genomas, ya que aborda la cuestión de cómo el contexto genómico, si la tasa actual de recombinación o la tasa de mutación, condiciona la eficiencia de la selección natural. La era de la genómica de la población en la que vivimos prometefinalmente revelando la naturaleza real de la variación genética.
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Materiales proporcionado por Universitat Autònoma de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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