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20 octubre 2014 1 20 /10 /octubre /2014 16:16

Robustness is achieved through the combination of many genetic and molecular mechanisms and can evolve by either direct or indirect selection. Several model systems have been developed to experimentally study robustness and its evolutionary consequences.

La "robustez mutacional" permite a las levaduras adaptarse a nuevas condiciones de estrés, el mecanismo es el responsable de la persistencia de genes duplicados en los genomas. A pesar de su aparente redundancia, genes duplicados que emergieron hace más de 100 millones de años pueden todavía encontrarse en los genomas de organismos actuales, como las levaduras. 

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CSIC

Descubren por qué los genes duplicados se conservan en los genomas

08/10/2014 - Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València, han descubierto un mecanismo que explica el proceso por el que los genes duplicados generan nuevas funciones en los individuos. El hallazgo, en el que se llevaba trabajando 40 años, ha sido publicado por la revista Genome Research.

La duplicación génica es un fenómeno que conlleva el origen de nuevo material genético. Los genes ‘hermanos’ que resultan de la duplicación génica pueden sobrevivir durante largos periodos evolutivos, permitiendo que los organismos toleren mutaciones desestabilizadoras.

Los investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas han podido identificar y describir un mecanismo al que han llamado robustez mutacional, que permite incrementar la tolerancia de genes duplicados a las mutaciones. Mediante la experimentación con levaduras, han observado que es la robustez mutacional la que permite a las levaduras adaptarse a nuevas condiciones de estrés, de lo que han deducido que ese mecanismo sea posiblemente el responsable de la persistencia de genes duplicados en los genomas.

El investigador del CSIC, Mario A. Fares, explica que “a pesar de su aparente redundancia, genes duplicados que emergieron hace más de 100 millones de años pueden todavía encontrarse en los genomas de organismos actuales, como las levaduras. Para poder encontrar el mecanismo responsable de la persistencia de genes duplicados hemos trabajado con la levadura Saccharomyces cerevisiae bajo condiciones que permitían la fijación de mutaciones desestabilizadoras en el genoma reduciendo así la efectividad de la selección natural. Es como si hubiésemos simulado en el laboratorio en un breve lapso de tiempo los procesos que se dan a lo largo de la evolución de una especie. Mediante la re-secuenciación de 28 genomas de levaduras ‘evolucionadas’, encontramos que los genes duplicados son más tolerantes a mutaciones desestabilizadoras que los genes no duplicados. Mediante este sencillo experimento hemos revelado la persistencia de la plasticidad evolutiva de genes que se duplicaron hace más de 100 millones de años. Y su potencial para generar adaptaciones está todavía por explorar”.

La duplicación génica es un fenómeno frecuente en organismos eucariotas, que incluyen levaduras, plantas y animales. Entender como la evolución genera nuevas funciones es difícil porque los distintos pasos evolutivos no pueden observarse mientras ocurren puesto que acontecen durante millones de años. “La selección natural es un proceso que mantiene cosas esenciales en la célula y elimina genes del genoma que son redundantes. El mecanismo capaz de resolver el conflicto funcional entre genes hermanos y su aparente inestabilidad evolutiva había sido un misterio durante décadas, pero ahora que hemos reproducido en el laboratorio condiciones parecidas a las de la evolución podremos estudiar otros mecanismos biológicos fundamentales en investigaciones futuras”, añade Fares.

Este trabajo también ha contado con la colaboración de la Universitat de València y la Universidad de Dublín.

 

 

 

 

Each circle represents a functional gene variant and lines represents point mutations between them. Light grid-regions have low fitness, dark regions have high fitness. (a) White circles have few neutral neighbours, black circles have many. Light grid-regions contain no circles because those sequences have low fitness. (b) Within a neutral network, the population is predicted to evolve towards the centre and away from ‘fitness cliffs’ (dark arrows).

Each circle represents a functional gene variant and lines represents point mutations between them. Light grid-regions have low fitness, dark regions have high fitness. (a) White circles have few neutral neighbours, black circles have many. Light grid-regions contain no circles because those sequences have low fitness. (b) Within a neutral network, the population is predicted to evolve towards the centre and away from ‘fitness cliffs’ (dark arrows).

 

Emergent mutational robustness

Neutral network

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Robustness_%28evolution%29

 

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  • : Ecología y sostenibilidad socioambiental, énfasis en conservación de ríos y ecosistemas, denuncia de impacto de megaproyectos. Todo esto es indesligable de la política y por ello esta también se observa. Ecology, social and environmental sustainability, emphasis on conservation of rivers and ecosystems, denounces impact of megaprojects. All this is inseparable from politics, for it, the politics is also evaluated.
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  • Biólogo desde hace más de treinta años, desde la época en que aún los biólogos no eran empleados de los abogados ambientalistas. Actualmente preocupado …alarmado en realidad, por el LESIVO TRATADO DE(DES)INTEGRACIÓN ENERGÉTICA CON BRASIL
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