Los biólogos todavía muestran que los genes desarrollan armas para combatir los «parásitos» que infestan el genoma humano. – Ciencia diaria

Estos «parásitos del genoma» pueden causar estragos a nivel celular al distorsionar las relaciones entre los sexos o causar mutaciones dañinas e incluso pueden conducir a la extinción de una especie. Pero, como informan los investigadores de la Universidad de Rochester, las especies desarrollan mecanismos para reaccionar.

En un nuevo artículo publicado en Naturaleza, Ecología y Evolución, Daven Presgraves, profesor decano de la universidad en el departamento de biología de la Universidad de Rochester, y Christina Muirhead, bióloga computacional y genetista de poblaciones en el laboratorio de Presgraves y primera autora del artículo, presentan más pruebas de una carrera armamentista evolutiva dentro de los organismos y los mecanismos en juego en esta carrera armamentista – para combatir elementos genéticos egoístas.

«Descubrimos que una carrera armamentista evolutiva ha llevado a una proliferación de genes impulsores meióticos en el cromosoma X y genes supresores en otras partes del genoma», dice Muirhead.

Drosophila es fructífero y se multiplica, lo que es ideal para estudiar genética

Los investigadores estudiaron los genomas de tres especies de Drosophila (moscas de la fruta). Las moscas de la fruta comparten alrededor del 70 por ciento de los mismos genes que causan enfermedades humanas y son similares a los humanos a nivel molecular. Debido a que las moscas de la fruta tienen ciclos reproductivos tan cortos (menos de dos semanas), los científicos pueden crear generaciones de moscas de la fruta en poco tiempo. Estas características clave hacen que los insectos sean modelos ideales para aprender más sobre la genética humana.

Los investigadores encontraron que cada una de las especies de moscas de la fruta que estudiaron tiene de 5 a 12 genes impulsores meióticos en los cromosomas X. Los genes impulsores meióticos, un tipo egoísta de elemento genético, engañan al entrar en más del 50 por ciento de la descendencia típica en la próxima generación. . Esto permite que los propios genes se propaguen rápidamente a través de una población.

Los genes de impulso meiótico que estudiaron los investigadores están relacionados con un gen de impulso meiótico llamado Dox – «distorsión X» – que se encuentra en el cromosoma X y mata al esperma que lleva el cromosoma Y. Los investigadores nombraron a sus genes recién descubiertos «Dox- como «o» Dxl «para abreviar. Los genes Dxl producen una proteína llamada histona que interrumpe el empaquetamiento normal del ADN en las espermátidas portadoras de Y, células sexuales masculinas inmaduras, lo que conduce a la muerte de los espermatozoides. Matar espermatozoides portadores de Y significa que las generaciones siguientes tendrán principalmente hijas y pocos hijos.

Sin embargo, los genes Dxl solo funcionan para propagarse y no «se dan cuenta» de que esto podría llevarlos por un camino que eventualmente podría llevar a su especie huésped, ya ellos mismos, a la extinción.

«Los genes líderes obtienen una ventaja evolutiva al matar los espermatozoides portadores de Y», dice Presgraves. «Pero los individuos portadores de genes impulsores sufren una reducción de la fertilidad y la población se ve cada vez más impedida por las mujeres, con riesgo de extinción».

Genes Dxl duplicados juegan a la defensiva

Los genes Dxl alteran las relaciones entre los sexos para aumentar la velocidad a la que se transmiten, pero los investigadores han descubierto otra dinámica sorprendente. La clase de Drosophila que han estudiado han desarrollado una defensa contra elementos genéticos egoístas. Esta defensa se presenta en forma de genes que son duplicados de los genes Dxl, pero con una modificación importante. Al igual que el mítico caballo de Troya, los genes duplicados se disfrazan de genes Dxl, pero contienen un arma sigilosa. En lugar de expresar proteínas Dxl, los genes expresan ARN pequeños que silencian a los genes Dxl mediante la interferencia del ARN.

La investigación es una prueba más de que las carreras de armas evolutivas microscópicas están teniendo lugar dentro de los organismos: los elementos genéticos egoístas evolucionan para beneficiarse y el resto del genoma desarrolla supresores para reprimirlos. Los elementos genéticos egoístas luego evolucionan para vencer al supresor, el supresor debe evolucionar para mantenerse al día, etc. «Copias genéticas repetitivas similares a los genes Dxl que distorsionan egoístamente las relaciones entre los sexos son comunes a los cromosomas X e Y del sexos, grandes simios y humanos «, dice Presgraves. «Éstos son sólo una línea de evidencia de que las carreras armamentistas evolutivas tienen consecuencias importantes para la evolución del genoma».

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Rochester. Original escrito por Lindsey Valich. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.