Genómica ComparativaDr. Patricio Zapata

 

PÉRDIDA DE GENES

Cambio de la estructura genética de una población.

Adaptabilidad

Capacidad de una población para responder genéticamente o

fenotípicamente al cambio de condiciones ambientales

EficaciaAptitud de un individuo para transferir sus

genes a la próxima generación

Se manifiesta en forma de diferenciación entre poblaciones

✘ EVOLUCIÓN

Pérdida o ganancia de

genes

Selección

Natural

mejora el grado de adaptación. Los cambios genéticos ocasionados son pequeños, pero se ha demostrado que también pueden producir grandes cambios.

Mutaciones

Son la fuente de la variación genética. La tasa de cambio en un locus individual es baja, es

poco probable que la misma mutación aparezca en dos

poblaciones diferentes.

Deriva génica

es una causa poderosa de cambio genético, simplemente por la pérdida de genes diferentes en poblaciones diferentes. Importante en poblaciones pequeñas, conduce a pérdidas aleatorias de genes, tanto si los genes contribuyen a la eficacia como si no.

✘ DIFERENCIACIÓN

✘ ¿Qué causa la pérdida de genes?La pérdida de genes ….¿Es un motor evolutivo?

recombinación ilegítima transposición, etc.

cambios puntuales inserciones deleciones, etc.

Eliminación física del genoma

En el genoma pero no es funcional a causa de una

mutación

Fenómeno frecuente durante la evolución de

todas las formas de vida.

puede suponer una respuesta adaptativa

a situaciones de estrés ante cambios

ambientales

a pesar de ser neutras por sí mismas, han

contribuido al aislamiento genético y

reproductor entre poblaciones, y por tanto,

a la especiación

Han participado en la diferenciación

sexual al contribuir a la formación de un

nuevo cromosoma Y

(Lawrence, J. G., & Roth, J. R. 1999).

• Diversos procesos complejos los cuales son capaces de una o de otra manera de provocar que un gen en específico o incluso familias génicas completas se pierdan.

• Cuatro posibles procesos que pueden llegar a efectuar la perdida.

mutaciones puntuales o eventos de conversión de genes

Reárreglos (inversiones, translocaciones, integración de plásmidos y transposiciones)

Delesiones

Inserciones de material genético ajeno

(Lawrence, J. G., & Roth, J. R. 1999).

Logran modificar en una manera mayoritaria las

funciones y formas del genoma

✘ ¿Que hace que se pierdan los genes ?

✘ ¿Qué efectos tiene la pérdida de genes?Insectos… ¿facilidad para perder genes? Tribolium castaneum, un

escarabajo que presenta muy pocas pérdidas génicas.

✘ Excepción

Existen diferencias entre especies, con casos

particulares, como el del organismo

planctónico Oikopleura dioica, muy proclive a

perder genes.

Cordados

✘ Excepción

Asociada a la forma de vida de las especies

especies parásitas, por ejemplo, muestran mayor tendencia a

perder genes; ya que como aprovechan los recursos del huésped,

muchos de sus genes se vuelven prescindibles y

se acaban perdiendo

Asociada a la redundancia funcionalespecies con muchos genes redundantes, como los vertebrados y muchas especies de

plantas y levaduras que han duplicado su genoma, también han sufrido muchas pérdidas génicas a lo

largo de su evolución ✘ Po

sibi

lidad

de

perd

er g

enes

Genomas más grandes son mayormente susceptibles a tener pérdidas de genes y seguir funcionales, a comparación de organismos con genomas más pequeños, puesto que la cantidad de genes esenciales en los genomas pequeños es más elevada.

(Lawrence, J. G., & Roth, J. R. 1999).

✘ ¿Que hace a un genoma susceptible a tener perdida de genes?

Se altera la conformación tanto de estructura física como de la información que se encuentra codificada en el genoma

Las pérdidas masivas de genes no siempre están ligadas a cambios morfológicos

radicales Oikopleura dioica

Mucha pérdida de genes

—algunos esenciales para el

desarrollo embrionario y el diseño del plan

corporal del filo—

mantiene un plan corporal típico de

cordado, con órganos y estructuras

(corazón, cerebro, tiroides, etc.) que

pueden considerarse homólogos a los de

los vertebrados

¿condición ventajosa?

Pérdida de un gen…

98%

En la especie humana son los de las pérdidas de genes codificadores

para receptores celulares (CCR5 y DUFFY), hacen que los individuos sean más resistentes a la infección

del virus del sida (VIH) y al plasmodio que causa la malaria.

En la naturaleza, hay pérdidas de genes que han sido beneficiosas para los organismos pérdidas que han llevado a cambios de

color en flores que atraen nuevos polinizadores

pérdidas que han hecho más resistentes al calor a insectos capaces de colonizar nuevos hábitats, etc

Perder algunos genes ha sido decisivo en el origen de la

especie humana.

Las diferencias están en los genes

que se han perdido de forma diferente durante la evolución de los

humanos y primates.

reducción de la musculatura mandibular, lo que permitió el crecimiento del volumen del cráneo en los humanos

mejora de nuestro sistema de defensa contra las enfermedades

✘ ¿Cuántos o cuáles genes puede perder un ser vivo?

Un gen se puede perder solo si no es

necesario

• Un gen se convierte en prescindible cuando el organismo tiene la capacidad de hacer su función de

forma alternativa (redundancia funcional)• El gen ya no es necesario porque el organismo ha perdido la estructura o el requerimiento fisiológico en

que el gen participaba (evolución regresiva).

Cambios en la forma de vida de las especies pueden llevar a la prescindibilidad de determinados genes, como se ha

constatado, por ejemplo, con la pérdida de genes asociados a la pigmentación y la visión en especies que han adoptado

formas de vida cavernícolas

Adquisición de genes Inhibir la producción de ciertos genes, más si estos se encuentran

relacionados en su función metabólica en el organismo

Funciones más eficientes o incluso nuevas

El gen agregado que remplace a uno endémico puede bien no cumplir de manera idónea la función del gen eliminado

(Lawrence, J. G., & Roth, J. R. 1999).

Gracias!!•

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• Aguilar Ramos Alondra• Alcocer González Kelian Yadira • Diana Sofía Bernal Vega• Félix Hernández Linda Guadalupe• Flores Contreras Emanuel •

Albalat, R., Cañestro, C. (2006). Evolution by gene loss. Nature

Reviews Genetics.

Eriksson G. (2000). Genética Evolutiva y Conservación Genética.

Invest. Agr. Sist. Recur. For. Fuera de Serie n.º 2.

Krylov, D. (2003). Gene Loss, Protein Sequence Divergence, Gene

Dispensability, Expression Level, and Interactivity Are Correlated in

Eukaryotic Evolution. Genome Research.