Un nuevo vistazo a los genomas de las poblaciones naturales de los ratones domésticos comunes por un equipo de investigadores de la Universidad de Konstanz, la Universidad de Harvard y la Universidad de La Sapienza de Roma sugiere que los reordenamientos cromosómicos a gran escala juegan un papel importante en la especiación.
Las alteraciones en los cromosomas se consideran importantes en la especiación el proceso por el cual se forman nuevas especies. Esto se debe a que varios reordenamientos cromosómicos pueden hacer que el genoma de unos pocos individuos en una población sea tan diferente que no puedan cruzarse con éxito con el resto de la población.Se cree que, con el tiempo, esto puede conducir a la evolución de dos especies distintas con diferentes cariotipos es decir, diferentes conjuntos de cromosomas que componen el genoma. Ahora es posible realizar pruebas en profundidad de estas ideas con tecnologías moleculares avanzadas.que permiten a los investigadores secuenciar el ADN a través de genomas completos.
en un nuevo artículo en el diario Biología molecular y evolución , investigadores de la Universidad de Konstanz, la Universidad de Harvard y la Universidad La Sapienza de Roma, estudian ratones domésticos salvajes Mus musculus domesticus de varias islas del archipiélago eólico frente a las costas de Sicilia, sur de Italia.Sus hallazgos brindan apoyo empírico a la idea de que un tipo específico de reordenamientos cromosómicos a gran escala llamados "fusiones Robertsonian Rb" juegan un papel activo en la especiación.
dilucidando el papel de los reordenamientos cromosómicos en la especiación
Los reordenamientos cromosómicos son mutaciones dentro del genoma de un individuo, una población o una especie completa donde grandes piezas del genoma cambian, por ejemplo, por duplicación donde se duplica un fragmento completo de un cromosoma o inversión donde una parte de unel cromosoma cambia su orientación con respecto al resto del cromosoma. "El tipo más común de reordenamiento cromosómico que ocurre en las poblaciones de ratones domésticos naturales de Europa occidental son las fusiones robertsonianas", explica el Dr. Paolo Franchini, primer autor del estudio e investigador.en el grupo de investigación de zoología y biología evolutiva de la Universidad de Konstanz dirigido por el profesor Axel Meyer.
Las fusiones Robertsonianas son reordenamientos cromosómicos a gran escala en los que dos cromosomas completos se fusionan para formar un cromosoma metacéntrico muy grande en forma de X. "Se sabe que este tipo de reordenamiento juega un papel considerable en la especiación", dice Franchini.resulta ser muy común en ratones domésticos salvajes, lo que los convierte en un sistema de estudio perfecto. La ventaja adicional de los ratones eólicos es que estas poblaciones son muy pequeñas y es probable que las mutaciones genéticas se propaguen rápidamente a través de la población de una isla determinada ".
Las poblaciones de ratones domésticos salvajes en el archipiélago de las Eolias, que consta de siete pequeñas islas de origen volcánico, tienen diferentes cariotipos caracterizados por diferentes combinaciones de fusiones Robertsonianas. Uno de los principales objetivos en el estudio de estas poblaciones era comprender cómo evolucionaron estas distribuciones cariotípicas- es decir, reconstruir su historia evolutiva.
origen único versus orígenes independientes múltiples
"El problema principal en este contexto es el origen de estas distribuciones", explica Franchini. Curiosamente, tres de los cromosomas Robertsonianos encontrados en las poblaciones de las islas Eolias también se encuentran en ratones del centro de Italia. Por lo tanto, un estudio anterior había sugerido que los ratonesdel centro de Italia colonizó las islas junto a los colonos humanos, concluyendo que es por eso que estas tres fusiones robertsonianas se pueden observar ahora en las islas Eolias.
Esto es lo que se conoce como la "hipótesis del origen único". Postula que estas fusiones de Rb ocurrieron solo una vez, en el centro de Italia, y se extendieron desde allí ". Lo que pudimos mostrar en nuestro artículo es que elpueden ocurrir las mismas fusiones cromosómicas en diferentes ubicaciones e independientemente una de otra ", dice Franchini. Dado que se sabe que las fusiones Robertsonianas desempeñan un papel activo en la especiación cromosómica, comprender su origen y establecer si están ocurriendo con frecuencia y en diferentes ubicaciones geográficas o noproporcionar información sobre la dinámica de la especiación: "Si las mismas fusiones cromosómicas se producen mucho más fácilmente de lo que se pensaba anteriormente, esto apoyaría una alta tasa de mutación e, indirectamente, una mayor probabilidad de que los reordenamientos robertsonianos desempeñen un papel activo en la especiación".
Para distinguir estas dos hipótesis - "origen único" y "orígenes independientes múltiples" - es necesario profundizar en la secuencia genética de estos cromosomas Robertsonianos. Por lo tanto, los investigadores en este nuevo estudio rastrearon los orígenes y la evoluciónhistoria de los tres cromosomas Robertsonianos idénticos encontrados en las poblaciones de la isla y del continente. Aplicando enfoques genéticos filogenéticos y de población a los marcadores genéticos diseminados por todo el genoma, pudieron demostrar que este conjunto particular de cromosomas se originó al menos dos veces en dos ubicaciones geográficas diferentes- en las islas y en el centro de Italia. Esto apoya la hipótesis de "orígenes múltiples independientes".
Interacción de fusiones Robertsonianas y eventos de hibridación
El equipo pudo demostrar que algunos de los cariotipos observados en las poblaciones de la isla son, de hecho, producto de eventos de hibridación que involucran a diferentes ratones con diferentes conjuntos de cromosomas Robertsonianos o estándar. "En última instancia, es esta interacción entre la fijación decromosomas Robertsonianos recién formados y tales eventos de hibridación que dieron forma a la distribución de los cariotipos en el archipiélago de las Eolias ", concluye Paolo Franchini.
Se desconoce si estas mutaciones genómicas tienen un impacto en los fenotipos de estas poblaciones de ratones. "Este es el siguiente paso", dice Franchini. "Sabemos que, la mayoría de las veces, las mutaciones hacen algo. Algunas fusiones Robertsonianas son muy comunes".en toda Europa, lo que sugiere que podría tener lugar algún tipo de selección a favor de estas mutaciones. Esto a su vez sugiere que estas mutaciones podrían incluso ser beneficiosas ". Sin embargo, cuál es exactamente la ventaja de estas fusiones sigue siendo una pregunta abierta y fascinante
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Materiales proporcionado por Universidad de Constanza . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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