Los genes quiméricos (literalmente, hechos de partes de diferentes fuentes) se forman a través de la combinación de porciones de dos o más secuencias codificantes para producir nuevos genes. Estas mutaciones son distintas de los genes de fusión que fusionan secuencias genéticas completas en un solo marco de lectura y, a menudo, conservan sus funciones originales.
Formación
Los genes quiméricos pueden formarse a través de varios medios diferentes. Muchos genes quiméricos se forman a través de errores en la replicación o reparación del ADN, de modo que partes de dos genes diferentes se combinan inadvertidamente. [1] Los genes quiméricos también pueden formarse mediante retrotransposición en la que un retrotransposón copia accidentalmente la transcripción de un gen y la inserta en el genoma en una nueva ubicación. Dependiendo de dónde aparezca el nuevo retrogén , puede reclutar nuevos exones para producir un gen quimérico. Finalmente, la recombinación ectópica , cuando hay un intercambio entre porciones del genoma que no están realmente relacionadas, también puede producir genes quiméricos. Este proceso ocurre a menudo en los genomas humanos, y se sabe que las quimeras anormales formadas por este proceso causan daltonismo .
Importancia evolutiva de las proteínas de fusión
Los genes quiméricos son actores importantes en la evolución de la novedad genética. Al igual que las duplicaciones de genes , proporcionan una fuente de nuevos genes que pueden permitir que los organismos desarrollen nuevos fenotipos y se adapten a su entorno. A diferencia de los genes duplicados, las proteínas quiméricas son inmediatamente distintas de sus genes parentales y, por lo tanto, es más probable que produzcan funciones completamente nuevas.
Las proteínas de fusión quiméricas se forman a menudo en los genomas, [1] y es probable que muchas de ellas sean disfuncionales y se eliminen por selección natural. Sin embargo, en algunos casos, estos nuevos péptidos pueden formar productos génicos completamente funcionales que se favorecen selectivamente y se propagan rápidamente a través de las poblaciones.
Funciones
Uno de los genes quiméricos más conocidos se identificó en Drosophila y se ha denominado Jingwei . [2] Este gen se forma a partir de una copia retrotranspuesta de la alcohol deshidrogenasa que se unió al gen del emperador amarillo para producir una nueva proteína. [2] Los nuevos residuos de aminoácidos que reclutó del emperador amarillo permiten que la nueva proteína actúe sobre alcoholes y dioles de cadena larga, incluidas las hormonas de crecimiento y las fermonas. [3] Estos cambios afectan el desarrollo de las moscas. En este caso, la combinación de diferentes dominios de proteínas dio como resultado un gen que era completamente funcional y favorecido por la selección.
Aún no se conocen las funciones de muchos genes quiméricos. En algunos casos, estos productos genéticos no son beneficiosos e incluso pueden causar enfermedades como el cáncer.
Referencias
- ^ a b Rogers, RL, Bedford, T y Hartl DL. "Formación y longevidad de genes quiméricos y duplicados en Drosphila ". Genética . 181: 313-322.
- ^ a b Long, M., CH Langley 1993. "La selección natural y el origen de jingwei , un gen funcional quimérico procesado en Drosophila ". Science 260: 91-95.
- ^ Zhang J, Dean AM, Brunet F, Long M. 2004. "Evolución de la diversidad funcional de proteínas en nuevos genes de Drosophila ". Proc Natl Acad Sci USA 101: 16246-50.