Noticias | Descubriendo el «gen egoísta»: la genómica permite rastrear su evolución y sus costes
Los genes egoístas manipulan las reglas de la herencia sin tener en cuenta el destino de su organismo hospedador. Mediante la genómica de poblaciones, biólogos de la University of Rochester han revelado por primera vez cómo evolucionó un elemento genético egoísta llamado Segregation Distorter (SD) y cómo ha afectado a la estructura del genoma con el tiempo.
El estudio fue dirigido por Amanda Larracuente, profesora asociada de biología, y Daven Presgraves, profesor y director del Department of Biology, y se publicó en eLife. Descubrieron que SD no solo cambia la organización de los cromosomas, sino que también reduce considerablemente la diversidad genética.
Primera secuenciación del genoma completo de un gen egoísta en moscas de la fruta
El equipo de investigación seleccionó moscas de la fruta como modelo. Estos pequeños insectos comparten aproximadamente 70% de los genes relacionados con enfermedades con los seres humanos y tienen ciclos reproductivos cortos, lo que permite producir varias generaciones rápidamente.
Los investigadores descubrieron que, cuando las moscas de la fruta hembras portan el cromosoma SD, aproximadamente 50% de sus crías lo heredan, de acuerdo con la herencia mendeliana. Los machos son muy diferentes: transmiten el cromosoma SD a casi 100% de sus crías porque SD «mata» a los espermatozoides que no lo portan, monopolizando así la transmisión.
¿Cómo lo hace SD? Las investigaciones muestran que ha evolucionado hasta convertirse en un supergen, una región cromosómica en la que varios genes egoístas están estrechamente vinculados y se heredan juntos. Esta estructura permite que los genes actúen en grupo, aumentando considerablemente sus probabilidades de transmisión.
«Esta es la primera secuenciación del genoma completo de un cromosoma SD, lo que nos permite revelar por primera vez la historia de este supergen y sus efectos de gran alcance en el genoma», afirmó el profesor Presgraves.
La ventaja a corto plazo de un supergen puede conducir a un colapso a largo plazo
Aunque el supergen tiene una clara ventaja a corto plazo, con una transmisión casi perfecta, los investigadores descubrieron que esta ventaja tiene como coste el bloqueo de la recombinación genética.
Durante la reproducción sexual normal, los cromosomas de cada progenitor se recombinan e intercambian material genético, produciendo descendientes únicos. La recombinación aumenta la diversidad genética y permite que la selección natural elimine las mutaciones perjudiciales y conserve las variantes beneficiosas.
El cromosoma SD no experimenta esta recombinación. Evita intercambiar genes con el cromosoma normal para heredarse como un segmento intacto. Como resultado, se convierte en un caldo de cultivo para las mutaciones: el estudio descubrió que los cromosomas SD acumulan muchas más mutaciones perjudiciales que los cromosomas normales.
«Sin recombinación genética, el cromosoma SD no puede utilizar la selección natural para eliminar las mutaciones, y estas pueden alterar la función o la regulación de los genes», explicó la profesora Larracuente.
El profesor Presgraves señaló además que evitar la recombinación podría estar empujando silenciosamente a SD hacia la extinción evolutiva.
«Al carecer de recombinación, el cromosoma SD comienza a mostrar signos de degeneración evolutiva», afirmó.
Por qué importan los genes egoístas: de lo microscópico a una visión amplia
La investigación sobre SD no solo revela cómo algunos genes infringen las reglas justas de la herencia, sino que también muestra que los beneficios evolutivos a corto plazo pueden conllevar costes a largo plazo.
En términos más generales, los elementos genéticos egoístas se encuentran en todo el genoma humano. Algunos pueden alterar la proporción de sexos, afectar a la fertilidad, aumentar el riesgo de mutaciones o acelerar la extinción de poblaciones. Comprender mejor estos factores puede aportar pistas importantes para futuras investigaciones sobre las enfermedades genéticas y la salud reproductiva.
Fuente del artículo:
Recopilado de internet
Autor LinkedIVF TeamPublicado 2025-05-04
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Los genes egoístas manipulan las reglas de la herencia sin tener en cuenta el destino de su organismo hospedador. Mediante la genómica de poblaciones, biólogos de la University of Rochester han revelado por primera vez cómo evolucionó un elemento genético egoísta llamado Segregation Distorter (SD) y cómo ha afectado a la estructura del genoma con el tiempo.
El estudio fue dirigido por Amanda Larracuente, profesora asociada de biología, y Daven Presgraves, profesor y director del Department of Biology, y se publicó en eLife. Descubrieron que SD no solo cambia la organización de los cromosomas, sino que también reduce considerablemente la diversidad genética.
Primera secuenciación del genoma completo de un gen egoísta en moscas de la fruta
El equipo de investigación seleccionó moscas de la fruta como modelo. Estos pequeños insectos comparten aproximadamente 70% de los genes relacionados con enfermedades con los seres humanos y tienen ciclos reproductivos cortos, lo que permite producir varias generaciones rápidamente.
Los investigadores descubrieron que, cuando las moscas de la fruta hembras portan el cromosoma SD, aproximadamente 50% de sus crías lo heredan, de acuerdo con la herencia mendeliana. Los machos son muy diferentes: transmiten el cromosoma SD a casi 100% de sus crías porque SD «mata» a los espermatozoides que no lo portan, monopolizando así la transmisión.
¿Cómo lo hace SD? Las investigaciones muestran que ha evolucionado hasta convertirse en un supergen, una región cromosómica en la que varios genes egoístas están estrechamente vinculados y se heredan juntos. Esta estructura permite que los genes actúen en grupo, aumentando considerablemente sus probabilidades de transmisión.
«Esta es la primera secuenciación del genoma completo de un cromosoma SD, lo que nos permite revelar por primera vez la historia de este supergen y sus efectos de gran alcance en el genoma», afirmó el profesor Presgraves.
La ventaja a corto plazo de un supergen puede conducir a un colapso a largo plazo
Aunque el supergen tiene una clara ventaja a corto plazo, con una transmisión casi perfecta, los investigadores descubrieron que esta ventaja tiene como coste el bloqueo de la recombinación genética.
Durante la reproducción sexual normal, los cromosomas de cada progenitor se recombinan e intercambian material genético, produciendo descendientes únicos. La recombinación aumenta la diversidad genética y permite que la selección natural elimine las mutaciones perjudiciales y conserve las variantes beneficiosas.
El cromosoma SD no experimenta esta recombinación. Evita intercambiar genes con el cromosoma normal para heredarse como un segmento intacto. Como resultado, se convierte en un caldo de cultivo para las mutaciones: el estudio descubrió que los cromosomas SD acumulan muchas más mutaciones perjudiciales que los cromosomas normales.
«Sin recombinación genética, el cromosoma SD no puede utilizar la selección natural para eliminar las mutaciones, y estas pueden alterar la función o la regulación de los genes», explicó la profesora Larracuente.
El profesor Presgraves señaló además que evitar la recombinación podría estar empujando silenciosamente a SD hacia la extinción evolutiva.
«Al carecer de recombinación, el cromosoma SD comienza a mostrar signos de degeneración evolutiva», afirmó.
Por qué importan los genes egoístas: de lo microscópico a una visión amplia
La investigación sobre SD no solo revela cómo algunos genes infringen las reglas justas de la herencia, sino que también muestra que los beneficios evolutivos a corto plazo pueden conllevar costes a largo plazo.
En términos más generales, los elementos genéticos egoístas se encuentran en todo el genoma humano. Algunos pueden alterar la proporción de sexos, afectar a la fertilidad, aumentar el riesgo de mutaciones o acelerar la extinción de poblaciones. Comprender mejor estos factores puede aportar pistas importantes para futuras investigaciones sobre las enfermedades genéticas y la salud reproductiva.
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