¿TIENEN LOS ELEMENTOS MÓVILES UN PAPEL

REGULADOR EN EL GENOMA?

David Delgado

Genómica y Proteómica

Máster Genética

Clase I retrotransposones

Elementos móviles Clase II transposonesClase III

minitrasposonesIMPORTANTES

Muy abundantes en el genoma (humano) y representan una fuerza importante en la modificación de genes y genomas a lo largo de la evolucion.

Alteran genes funcionales por insercion en región reguladora o codificadora.

Inducen a la reorganización cromosómica.

Familias génicas

Dan lugar Duplicación tándem por translocación de una copia

Nuevos genes Por transposición directamente

Lejos de ser DNA inservible, estudios recientes atribuyen a los elementos móviles gran importancia en aspectos tan cruciales como

La organización estructural del genoma La introducción de plasticidad

genómica necesaria para mejorar

la adaptación al medio.

A los ET se les supone un orígen muy antiguos relacionados con los virus

Pudieron aparecer antes de la separacion entre procariotas y eucariotas

Persistencia evolutiva

Provocan diversosefectos que influyen

profundamente

Así como en su transcriptoma

Pueden ejercer acciones

reguladorasde la transcripción

Organización

del genoma

Integridad hospedador

Evolución

¿CÓMO?.....

CASOS PRACTICOSProteina centromérica CENP-B

Se encarga de localizar y reclutar enzimas desacetilasas que silencian un tipo de retotransposón:

Se agrupan a lo largo del genoma en estructuras discretas Tf2 organizadas por CENP-B + otras proteinas llamadas

cuerpos Tf

Proteina codificada por un TN integrado funcionalmente en el genoma del hospedador. Deriva de transposasas pertenecientes a TN de DNA

Facilitar la formación del centrómero, mediante la unión DNA satélite dentro del mismo centrómero

Otras funcionesUnión a muchos promotores de genes q podrian

haber contenido ET en sus secuencias, así las secuencias de los ET podrian verse como modulos reguladores versatiles

Elementos crontroladores en maíz forman familias de transposones El genoma del maíz contiene varias familias de elementos controladores

Capacidad escindirse y transportarse

Elementos autónomos ORF entre 2 secuencias repetidas

Su inserción crea un alelo inestable o mutable

Familias Son estables y no se transponen por si solos

Necesita un E. autónomo de la misma familia

Elementos no autónomosComplementación en trans

Derivan de E. autónomos que han perdido su función por deleciones

Las familias se definen por las interacciones entre E. autónomos y no autónomos.

Una familia consta de un único tipo de E. autónomo acompañado por múltiples variedades de E. no autónomos (activados en trans ).

AcFamilias mejor conocidas Smp

Mu

Tiene repeticiones invertidas, pero su secuencia interna no tiene relación con MuDR.

Movilizado por MuRA y puede que una

proteina accesoria no esencial

Nivel Molecular

5 exones transposasa

Ac 11 pb son IR en los extremos

8 pb son duplicadas en el sitio de inserción

Ac deleciones Ds

Acaban con las mismas 11 pb IR delecion de 2kbDs

Más pequeños q los Ac delecion de 194 pb

Los miembros de la familia Ds1 comprenden secuencias cortas cuya única relación con Ac es la posesión de reps. Invertidas. Estos elementos no necesitan derivar directamente de Ac, sino q podrian derivar de cualquier fenomeno q genere IRs.

Esto sugiere q la transposasa sólo reconoce los IRs + provablemente alguna secuencia interna corta.

Efecto de los ET en la evolución de los roedores

Algunos genomas contienen un importante núm. de ET, una pequeña parte de ellos sabemos que están involucrados en la regulación expresión Génica.

Estudios recientes sugieren q hay secuencias (no- génicas) conservadas implicadas en la regulación génica.

Función parecidos a los ET importante en la

evol. de la expresión

Hacen un test para ver la divergencia (en expresión génica) entre rata y ratón.

Buscan si hay correlación entre los elementos móviles insertados cerca de los genes.

Saber si hay nuevas inserciones de ET q afecten a la expresión génica

Resultados

Hay correlación positiva entre la divergencia de la expresión y el número de nuevos elementos LTR y SINEs.

NO hay correlación entre la divergencia y el número de LINEs.

La divergencia de expresión NO está relacionada con el número de ET ancestrales en la mayoría de los casos.

Las inserciones de ET representan Cuantitativamente aprox. el 20% de toda la divergencia a nivel de expresión

génica en roedores.

Efecto de los ET en la evolución de primates

En éste artículo se demuestra como la siguiente hipótesis no es cierta:

Genes que se expresan en un amplio rango de tejidos, es poco común encontrar elementos Alu colindando entre ellos.

Alu podría modificar la expresión de genes vecinos, provablemente al proveer de islas CpG, alterar la estructura de la cromatina o modificar el sitio de unión de Factores de Transcripción.

La densidad de secuencias Alu sigue el modelo

Alu se acumula cerca de genes que se expresan en varios tejidos pero no afectan a su expresión ubicua

Si Alu tiene algún efecto no es por las islas CpG

Poco frecuentes en inició Transcripción

Genes que siempre han tenido una expresión amplia Alu

Genes que han pasado a estar más expresados enriquecimientorecientemente

de secs. Alu

Amplitud de expresión Vs. Contenido en Alu

Genes asociados almismo proceso biológico

PROCESOS BIOLOGICOS CON ALTO CONTENIDO EN SECUENCIAS Alu EN LAS REGIONES FLANQUEANTES,

ESTAN TAMBIEN ASOCIADOS CON UN ALTO PROMEDIO EN SU EXPRESION

CONCLUSIONES

Analisis comparativo del transcriptoma

No hay evidencias de que Alu haya aumentado la amplitud de la expresión de los genes adyacentes durante la evolución del transcriptoma de los primates

La abundancia de Alu cerca de genes que se expresan ubicuamente se explica mejor por su conservación de forma preferente cerca de los genes housekeeping, más que por el efecto modificador de la expresión génica

Principio de parsimonia

¿TIENEN LOS ELEMENTOS MÓVILES UN PAPEL

REGULADOR EN EL GENOMA?

SÍLos elementos móviles

deberían ser considerados en futuros estudios del genoma

como una maquinaria de transcripción

AUTOREGULABLE

Bibliografía

Lewin, Benjamin: Genes VII

Lewin, Benjamin: Genes X

Bejerano G, et al. (2006) Nature 441:87-90

Urrutia A O, et. al. (2008) Genome biology (9) 2:R25.1- R25.16

Pereira V, et. Al (Feb.2009) PloS ONE 4(2):e4321

http://edmol.es/temas/78 Portal medicina molecular