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Los marcadores de retrotransposón son componentes del ADN que se utilizan como marcadores cladísticos . Ayudan a determinar la ascendencia común , o no, de taxones relacionados . La "presencia" de un retrotransposón dado en taxones relacionados sugiere su integración ortóloga , una condición derivada adquirida a través de un ancestro común, mientras que la "ausencia" de elementos particulares indica la condición plesiomórfica antes de la integración en taxones más distantes. El uso de análisis de presencia / ausencia para reconstruir la biología sistemática de los mamíferos.depende de la disponibilidad de retrotransposones que se integraban activamente antes de la divergencia de una especie en particular .

Detalles [ editar ]

El análisis de SINEs - Elementos Cortos Interpersos - LINEs - Elementos Largos Interpersos - o LTRs truncados - Long Terminal Repeats - como marcadores moleculares cladísticos representa un complemento particularmente interesante para la secuencia de ADN y los datos morfológicos .

La razón de esto es que se supone que los retrotransposones representan poderosas sinapomorfias pobres en ruido . [1] Los sitios objetivo son relativamente inespecíficos, por lo que la posibilidad de una integración independiente de exactamente el mismo elemento en un sitio específico en diferentes taxones no es grande e incluso puede ser insignificante en escalas de tiempo evolutivas . Actualmente se asume que las integraciones de retrotransposones son eventos irreversibles; esto podría cambiar ya que aún no se han descrito mecanismos biológicos eminentes para la reescisión precisa de transposones de clase I , pero ver van de Lagemaat et al. (2005). [2]Por tanto, es posible una clara diferenciación entre el estado de carácter ancestral y derivado en el locus respectivo , ya que la ausencia de la secuencia introducida puede considerarse con alta confianza como ancestral.

En combinación, la baja incidencia de homoplasia junto con una clara polaridad de caracteres hacen que los marcadores de integración de retrotransposones sean herramientas ideales para determinar la ascendencia común de taxones mediante un evento de transposición derivado compartido . [1] [3] La "presencia" de un retrotransposón dado en taxones relacionados sugiere su integración ortóloga , una condición derivada adquirida a través de un ancestro común, mientras que la "ausencia" de elementos particulares indica la condición plesiomórfica antes de la integración en taxones más distantes. . El uso de análisis de presencia / ausencia para reconstruir la biología sistemática demamíferos depende de la disponibilidad de retrotransposones que se estaban integrando activamente antes de la divergencia de una especie en particular . [4]

Ejemplos de estudios filogenéticos basados ​​en datos de presencia / ausencia de retrotransposones son la definición de ballenas como miembros del orden Cetartiodactyla siendo los hipopótamos sus parientes vivos más cercanos, [5] relaciones hominoides , [6] el árbol estrepsirrino , [7] la radiación marsupial de América del Sur a Australia, [8] y la evolución de los mamíferos placentarios . [9] [10]

Los polimorfismos amplificados entre retrotransposones ( IRAP ) son marcadores alternativos basados ​​en retrotransposones. En este método, los cebadores de oligonucleótidos de PCR miran hacia afuera desde las regiones terminales de retrotransposón. Por tanto, amplifican el fragmento entre dos inserciones de retrotransposón. Como los patrones de integración de retrotransposones varían entre genotipos, el número y tamaño de los amplicones resultantes pueden usarse para diferenciar genotipos o cultivares, medir la diversidad genética o reconstruir filogenias. [11] [12] [13] Los SINE, que son de tamaño pequeño y a menudo se integran dentro o junto a los genes, representan una fuente óptima para la generación de marcadores IRAP efectivos. [14]

Referencias [ editar ]

  1. ↑ a b Shedlock AM, Okada N (febrero de 2000). "Inserciones SINE: herramientas poderosas para la sistemática molecular". BioEssays . 22 (2): 148–60. doi : 10.1002 / (SICI) 1521-1878 (200002) 22: 2 <148 :: AID-BIES6> 3.0.CO; 2-Z . PMID  10655034 .
  2. ^ van de Lagemaat LN, Gagnier L, Medstrand P, Mager DL (septiembre de 2005). "Deleciones genómicas y eliminación precisa de elementos transponibles mediada por segmentos cortos de ADN idénticos en primates" . Genome Res . 15 (9): 1243–9. doi : 10.1101 / gr.3910705 . PMC 1199538 . PMID 16140992 .  
  3. ^ Hamdi H, Nishio H, Zielinski R, Dugaiczyk A (junio de 1999). "Origen y distribución filogenética de las repeticiones de ADN de Alu: eventos irreversibles en la evolución de los primates". J. Mol. Biol . 289 (4): 861–71. doi : 10.1006 / jmbi.1999.2797 . PMID 10369767 . 
  4. ^ Nishihara H, Okada N (2008). "Retroposones: huellas genéticas en los caminos evolutivos de la vida". Filogenómica, métodos en biología molecular . 422 : 201–225. doi : 10.1007 / 978-1-59745-581-7_13 . PMID 18629669 . 
  5. ^ Nikaido M, Rooney AP, Okada N (agosto de 1999). "Relaciones filogenéticas entre cetartiodáctilos basadas en inserciones de elementos intercalados cortos y largos: los hipopótamos son los parientes más cercanos de las ballenas" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 96 (18): 10261–6. doi : 10.1073 / pnas.96.18.10261 . PMC 17876 . PMID 10468596 .  
  6. ^ Salem AH, Ray DA, Xing J, et al. (Octubre de 2003). "Elementos de aluminio y filogenética de homínidos" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 100 (22): 12787–91. doi : 10.1073 / pnas.2133766100 . PMC 240696 . PMID 14561894 .  
  7. ^ Roos C, Schmitz J, Zischler H (julio de 2004). "Los genes de salto de primates dilucidar la filogenia de strepsirrhine" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 101 (29): 10650–4. doi : 10.1073 / pnas.0403852101 . PMC 489989 . PMID 15249661 .  
  8. ^ Nilsson, MA; Churakov, G .; Sommer, M .; Van Tran, N .; Zemann, A .; Brosius, J .; Schmitz, J. (27 de julio de 2010). Penny, David (ed.). "Seguimiento de la evolución marsupial mediante inserciones de retroposón genómico arcaico" . PLOS Biología . 8 (7): e1000436. doi : 10.1371 / journal.pbio.1000436 . PMC 2910653 . PMID 20668664 .  
  9. ^ Kriegs JO, Churakov G, Kiefmann M, Jordan U, Brosius J, Schmitz J (abril de 2006). "Elementos retropuestos como archivos para la historia evolutiva de los mamíferos placentarios" . PLOS Biol . 4 (4): e91. doi : 10.1371 / journal.pbio.0040091 . PMC 1395351 . PMID 16515367 .  
  10. ^ Nishihara H, Hasegawa M, Okada N (2006). "Pegasoferae, un clado mamífero inesperado revelado por el seguimiento de inserciones de retroposón antiguo" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 103 (26): 9929–9934. doi : 10.1073 / pnas.0603797103 . PMC 1479866 . PMID 16785431 .  
  11. ^ Kalendar R, Grob T, Regina M, Suomeni A, Schulman A (abril de 1999). "IRAP y REMAP: dos nuevas técnicas de huellas dactilares de ADN basadas en retrotransposón". Genética teórica y aplicada . 98 (5): 704–711. doi : 10.1007 / s001220051124 .
  12. ^ Flavell AJ, Knox MR, Pearce SR, Ellis TH (diciembre de 1998). "Polimorfismos de inserción basados ​​en retrotransposón (RBIP) para análisis de marcadores de alto rendimiento". Plant J . 16 (5): 643–50. doi : 10.1046 / j.1365-313x.1998.00334.x . PMID 10036780 . 
  13. ^ Kumar A, Hirochika H (marzo de 2001). "Aplicaciones de los retrotransposones como herramientas genéticas en biología vegetal". Tendencias Plant Sci . 6 (3): 127–34. doi : 10.1016 / s1360-1385 (00) 01860-4 . PMID 11239612 . 
  14. ^ Seibt, KM; Wenke, T; Wollrab, C; Junghans, H; Muders, K; Dehmer, KJ; Diekmann, K; Schmidt, T (junio de 2012). "Desarrollo y aplicación de marcadores basados ​​en SINE para la genotipificación de variedades de papa". ETIQUETA. Genética teórica y aplicada. Theoretische und Angewandte Genetik . 125 (1): 185–96. doi : 10.1007 / s00122-012-1825-7 . PMID 22371142 .