Alelos inestables

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La inserción de un elemento controlador puede generar un alelo inestable de un locus

La inserción de un elemento controlador puede generar un alelo inestable de un locus, designado mutable. Esta inestabilidad se puede observar tanto en los tejidos somáticos como en la línea germinal. La inestabilidad puede resultar de la reversión de una mutación, debido a la escisión y transposición del elemento controlador. Después de la escisión y reintegración, el elemento transponible puede alterar la expresión de un gen en la nueva ubicación. Este nuevo fenotipo indicó que el elemento era móvil.

Un ejemplo de los efectos de la integración y escisión de un elemento transponible se puede observar en el locus bronce en maíz (Figura 9.8). La aleurona es la capa superficial de endospermo en un grano de maíz. El tipo salvaje tiene un color púrpura azulado profundo. Esto está determinado por el locus de bronce. El alelo Bz es dominante y confiere el color púrpura azulado a la aleurona. El alelo bz es recesivo, y le da un color bronce a la aleurona cuando es homocigoto. En los granos Bz se produce antocianina. Bz codifica UDPglucosa:flavanoide 3-O-glucosiltransferasa (UFGT), una enzima necesaria para la producción de antocianinas. Los alelos bz de pérdida de función no tienen actividad UFGT y no se producen antocianinas de color púrpura azulado. Algunos alelos de bronce muestran un fenotipo inestable o mutable. En los alelos bz-m, los clones de células recuperan el color azulado púrpura característico de las células Bz. Esto produce parches de color púrpura azulado en la aleurona de los granos (Figura 9.8).

Esta mutación en el alelo bz-m es la inserción del elemento transponible Ds (disociación). Ds interrumpe la función del gen UFGT para dar un color bronce al grano de la semilla. En presencia del elemento Ac (activador), los Ds pueden escindirse del locus, restaurando un gen UFGT funcional (y un color púrpura azulado). Esto ocurre en algunas pero no todas las células de la semilla en desarrollo y se hereda clonalmente, dando como resultado los parches de azul sobre un fondo bronce para cada núcleo.

Figura 9.8. La escisión frecuente de un alelo Ds genera un fenotipo inestable o mutable en el locus bronce.

Métodos actuales de observación de transposición y elementos transponibles

El movimiento de los segmentos de ADN se puede observar mediante una variedad de técnicas modernas. En organismos con un tiempo de generación corto, como bacterias y levaduras, uno puede simplemente monitorear muchas generaciones para el número y las posiciones de una familia de elementos repetidos de ADN mediante análisis de hibridación por transferencia de ADN genómico. Usando un fragmento de ADN Ty-1 como sonda, se pudieron ver aproximadamente 20 bandas de hibridación al inicio de un experimento, lo que significa que alrededor de 20 copias estaban presentes en el genoma de la levadura. El tamaño del fragmento de restricción que contenía cada elemento fue distintivo, determinado por los sitios de escisión de endonucleasas de restricción que flanqueaban las diferentes localizaciones de cada elemento. Después de crecer durante muchas generaciones, se observaron algunas bandas nuevas, demostrando que se habían generado nuevos elementos Ty-1 y trasladados a nuevas ubicaciones. Estas observaciones llevaron a que esta familia de repeticiones fuera bautizada Ty-1, por elemento transponible, levadura, número 1.

La evidencia de transposición en muchos organismos proviene del análisis de nuevas mutaciones. Los elementos transponibles parecen ser la principal fuente de nuevas mutaciones en Drosophila, y se ha demostrado que causan mutaciones en bacterias, hongos, plantas y animales. Un ejemplo de los humanos es una nueva mutación causante de hemofilia. Un paciente de una familia sin antecedentes previos fue diagnosticado de hemofilia, resultante de la ausencia de factor VIII. Por técnicas de clonación molecular, Kazazian y sus colegas demostraron que el gen del factor VIII mutante tenía insertada una copia de una repetición LINE1, o L1. En contraste con la mayoría de las repeticiones L1 en el genoma humano, cuyas secuencias han divergido de un gen fuente predicho, la secuencia de esta L1 estuvo muy cerca de la predicha para una L1 activa. Las pruebas mostraron que los padres del paciente no portaban esta mutación en sus genes del factor VIII. El cribado de una biblioteca genómica para L1s que eran casi idénticas a la L1 mutagénica reveló una L1 activa de longitud completa que era la fuente, en un cromosoma diferente. La aparición de una nueva L1 en el gen del factor VIII, haciendo un alelo que no estuvo presente en los padres, es un fuerte argumento para la transposición. Los estudios adicionales que identifican un gen fuente y muestran que el gen fuente es activo en la transposición hacen que la evidencia sea inequívoca.

Ahora que se reconoce que la mayoría de los elementos repetitivos en muchas especies resultan de eventos de transposición, es fácil encontrar elementos transponibles o su progenie. Se mantiene una base de datos completa de elementos repetitivos en muchas especies como RepBase (J. Jurka) y el programa RepeatMasker (Green y Smit) será ampliamente utilizado para encontrar coincidencias con estas repeticiones. Prácticamente todas estas repeticiones se realizan por transposición.

Colaboradores y Atribuciones

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