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Ejemplo de una secuencia genómica hipotética compuesta por 9 dominios de composición homogénea utilizada para demostrar el modelo. El algoritmo de segmentación dividió la secuencia e identificó correctamente 4 dominios como dominios de composición homogénea y 2 dominios de composición no homogénea. [se necesita fuente no primaria ]

Un dominio de composición en genética es una región de ADN con un contenido distintivo de GC y CG de guanina (G) y citosina (C) (colectivamente contenido de GC ). [1] La homogeneidad de los dominios de composición se compara con la del cromosoma en el que residen. Como tales, los dominios de composición pueden ser dominios homogéneos o no homogéneos. Los dominios de composición homogénea que son suficientemente largos (= 300 kb) se denominan isocoros o dominios isocóricos.

El modelo de dominio compositivo se propuso como una alternativa al modelo isocórico . El modelo de isocoro fue propuesto por Bernardi y sus colegas para explicar la falta de uniformidad observada de los fragmentos genómicos en el genoma. [2] Sin embargo, la secuenciación reciente de datos genómicos completos refutó el modelo isocórico. Sus principales predicciones fueron:

  • El contenido de GC de la posición del tercer codón (GC3) de los genes que codifican proteínas se correlaciona con el contenido de GC de los isocoros que incorporan los genes correspondientes. [3] Se encontró que esta predicción era incorrecta. GC3 no pudo predecir el contenido de GC de secuencias cercanas. [4] [5]
  • La organización del genoma de los vertebrados de sangre caliente es un mosaico de isocoros. [6] Esta predicción fue rechazada por muchos estudios que utilizaron los datos completos del genoma humano. [1] [7] [8] [9]
  • La organización del genoma de los vertebrados de sangre fría se caracteriza por bajos niveles de contenido de GC y menor heterogeneidad de composición. [10] [11] [12] Esta predicción fue refutada al encontrar dominios de alto y bajo contenido de GC en los genomas de peces. [13]

El modelo de dominio de composición describe el genoma como un mosaico de dominios homogéneos y no homogéneos cortos y largos. La composición y organización de los dominios fue moldeada por diferentes procesos evolutivos que fusionaron o rompieron los dominios. Este modelo de organización genómica fue confirmado en muchos estudios genómicos nuevos de vaca, [14] abeja, [15] erizo de mar, [16] piojo del cuerpo, [17] Nasonia , [18] escarabajo, [19] y genomas de hormigas. [20] [21] [22]Se describió que el genoma humano consistía en una mezcla de dominios de composición no homogénea con numerosos dominios cortos de composición homogénea y relativamente pocos dominios largos. [1]

Referencias

  1. ^ a b c Elhaik, Eran; Graur, Dan; Josić, Krešimir; Landan, Giddy (2010). "Identificación de dominios de composición homogénea y no homogénea dentro del genoma humano utilizando un algoritmo de segmentación novedoso" . Investigación de ácidos nucleicos . 38 (15): e158. doi : 10.1093 / nar / gkq532 . PMC  2926622 . PMID  20571085 .
  2. ^ Bernardi, G; Olofsson, B; Filipski, J; Zerial, M; Salinas, J; Cuny, G; Meunier-Rotival, M; Rodier, F (1985). "El genoma del mosaico de los vertebrados de sangre caliente". Ciencia . 228 (4702): 953–8. Código Bibliográfico : 1985Sci ... 228..953B . doi : 10.1126 / science.4001930 . PMID 4001930 . 
  3. ^ Bernardi, Giorgio (2001). "Malentendidos sobre isocoros. Parte 1". Gene . 276 (1–2): 3–13. doi : 10.1016 / S0378-1119 (01) 00644-8 . PMID 11591466 . 
  4. ^ Elhaik, E .; Landan, G .; Graur, D. (2009). "¿Se puede utilizar el contenido de GC en las posiciones del tercer codón como proxy para la composición de isocoras?" . Biología Molecular y Evolución . 26 (8): 1829–33. doi : 10.1093 / molbev / msp100 . PMID 19443854 . 
  5. ^ Tatarinova, Tatiana V; Alexandrov, Nickolai N; Bouck, John B; Feldmann, Kenneth A (2010). "Biología GC3 en maíz, arroz, sorgo y otras gramíneas" . BMC Genomics . 11 : 308. doi : 10.1186 / 1471-2164-11-308 . PMC 2895627 . PMID 20470436 .  
  6. ^ Bernardi, Giorgio (2000). "La evolución compositiva de los genomas de vertebrados". Gene . 259 (1–2): 31–43. doi : 10.1016 / S0378-1119 (00) 00441-8 . PMID 11163959 . 
  7. ^ Lander, Eric S .; Linton, Lauren M .; Birren, Bruce; Nusbaum, Chad; Zody, Michael C .; Baldwin, Jennifer; Devon, Keri; Dewar, Ken; et al. (2001). "Secuenciación inicial y análisis del genoma humano" (PDF) . Naturaleza . 409 (6822): 860–921. Código Bib : 2001Natur.409..860L . doi : 10.1038 / 35057062 . PMID 11237011 .  
  8. ^ Belle, Elise MS; Duret, Laurent; Galtier, Nicolas; Eyre-Walker, Adam (2004). "La disminución de isocoros en mamíferos: una evaluación de la variación de contenido de GC a lo largo de la filogenia de mamíferos". Revista de evolución molecular . 58 (6): 653–60. Código Bibliográfico : 2004JMolE..58..653B . CiteSeerX 10.1.1.333.2159 . doi : 10.1007 / s00239-004-2587-x . PMID 15461422 .  
  9. ↑ Cohen, N .; Dagan, T; Stone, L; Graur, D (2005). "Composición GC del genoma humano: en busca de isocoros" . Biología Molecular y Evolución . 22 (5): 1260–72. doi : 10.1093 / molbev / msi115 . PMID 15728737 . 
  10. ^ Bernardi, Giorgio (2000). "Isocoros y genómica evolutiva de vertebrados". Gene . 241 (1): 3–17. doi : 10.1016 / S0378-1119 (99) 00485-0 . PMID 10607893 . 
  11. ^ Hamada, Kazuo; Horiike, Tokumasa; Ota, Hidetoshi; Mizuno, Keiko; Shinozawa, Takao (2003). "Presencia de estructuras isocorras en genomas de reptiles sugeridas por la relación entre los contenidos de GC de las regiones intrónicas y los de las regiones codificantes" . Genes y sistemas genéticos . 78 (2): 195–8. doi : 10.1266 / ggs.78.195 . PMID 12773820 . 
  12. ^ Chojnowski, JL; Braun, EL (2008). "La estructura de la isocora de tortuga es intermedia entre los anfibios y otros amniotas" . Biología Integrativa y Comparada . 48 (4): 454–62. doi : 10.1093 / icb / icn062 . PMID 21669806 . 
  13. ↑ Costantini, Maria; Clay, Oliver; Federico, Concetta; Saccone, Salvatore; Auletta, Fabio; Bernardi, Giorgio (2006). "Bandas cromosómicas humanas: estructura anidada, mapa de alta definición y base molecular". Cromosoma . 116 (1): 29–40. doi : 10.1007 / s00412-006-0078-0 . PMID 17072634 . 
  14. ^ Elsik, CG; Tellam, RL; Worley, KC; Gibbs, RA; Muzny, DM; Weinstock, GM; Adelson, DL; Eichler, EE; et al. (2009). "La secuencia del genoma del ganado taurino: una ventana a la biología y la evolución de los rumiantes" . Ciencia . 324 (5926): 522–8. Código bibliográfico : 2009Sci ... 324..522A . doi : 10.1126 / science.1169588 . PMC 2943200 . PMID 19390049 .  
  15. ^ Weinstock, George M .; Robinson, Gene E .; Gibbs, Richard A .; Weinstock, George M .; Weinstock, George M .; Robinson, Gene E .; Worley, Kim C .; Evans, Jay D .; et al. (2006). "Conocimientos sobre insectos sociales del genoma de la abeja Apis mellifera" . Naturaleza . 443 (7114): 931–49. Código Bibliográfico : 2006Natur.443..931T . doi : 10.1038 / nature05260 . PMC 2048586 . PMID 17073008 .  
  16. ^ Sodergren, E .; Weinstock, GM; Davidson, E. H; Cameron, RA; Gibbs, RA; Angerer, RC; Angerer, LM; Arnone, MI; et al. (2006). "El genoma del erizo de mar Strongylocentrotus purpuratus" . Ciencia . 314 (5801): 941–52. Código Bibliográfico : 2006Sci ... 314..941S . doi : 10.1126 / science.1133609 . PMC 3159423 . PMID 17095691 .  
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  20. ^ Smith, Christopher D .; Zimin, Aleksey; Holt, Carson; Abouheif, Ehab; Benton, Richard; Cash, Elizabeth; Croset, Vincent; Currie, Cameron R .; et al. (2011). "Proyecto de genoma de la hormiga argentina invasora y globalmente extendida ( Linepithema humile )" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 108 (14): 5673–8. Código bibliográfico : 2011PNAS..108.5673S . doi : 10.1073 / pnas.1008617108 . PMC 3078359 . PMID 21282631 .  
  21. ^ Smith, Chris R .; Smith, Christopher D .; Robertson, Hugh M .; Helmkampf, Martin; Zimin, Aleksey; Yandell, Mark; Holt, Carson; Hu, Hao; et al. (2011). "Proyecto de genoma de la hormiga recolectora roja Pogonomyrmex barbatus " . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 108 (14): 5667–72. Código bibliográfico : 2011PNAS..108.5667S . doi : 10.1073 / pnas.1007901108 . PMC 3078412 . PMID 21282651 .  
  22. ^ Suen, Garret; Teiling, Clotilde; Li, Lewyn; Holt, Carson; Abouheif, Ehab; Bornberg-Bauer, Erich; Bouffard, Pascal; Caldera, Eric J .; et al. (2011). Copenhaver, Gregory (ed.). "La secuencia del genoma de la hormiga cortadora de hojas Atta cephalotes revela información sobre su estilo de vida simbiótico obligatorio" . PLOS Genetics . 7 (2): e1002007. doi : 10.1371 / journal.pgen.1002007 . PMC 3037820 . PMID 21347285 .  

Enlaces externos

  • IsoPlotter : un programa gratuito de código abierto para calcular y visualizar isocoros en un genoma determinado