7.11F: Transferencia Génica en Archaea

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Las arqueas son distintas de las bacterias y los eucariotas, pero el material genético puede transferirse entre ellas y entre las propias Archaea.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Describir los mecanismos de transferencia génica en Archaea

Claves para llevar

Puntos Clave

Archaea aunque es muy diferente de eucariotas y bacterias, hay muchos puntos en común a nivel genético entre ellos.
La transferencia horizontal de genes puede explicar las similitudes entre los genes que se encuentran en los tres dominios de la vida y de hecho hay evidencia de que la transferencia horizontal de genes ocurre con las especies de Archaea.
Archaea puede infectarse por virus de ADN bicatenario, que pueden dar cuenta de las transferencias de genes, así como bacterias, Archaea puede conjugarse.

Términos Clave

arqueas: un dominio taxonómico de organismos unicelulares que carecen de núcleos que provienen fundamentalmente de bacterias.
traducción: La traducción es la comunicación del significado de un texto en lengua fuente por medio de un texto equivalente en idioma de destino.
transcripción: La transcripción es el proceso de creación de una copia de ARN complementaria de una secuencia de ADN. Tanto el ARN como el ADN son ácidos nucleicos, que utilizan pares de bases de nucleótidos como lenguaje complementario que pueden convertirse de un lado a otro de ADN a ARN por la acción de las enzimas correctas.

Las arqueas son genéticamente distintas de las bacterias y eucariotas, pero son poco conocidas: muchos de los genes que codifica Archaea son de función desconocida. La transcripción y traducción en arqueas se asemejan más a los mismos procesos en eucariotas que en bacterias, siendo la ARN polimerasa arcaica y los ribosomas muy cercanos a sus equivalentes en eucariotas.

Aunque Archaea solo tiene un tipo de ARN polimerasa, su estructura y función en la transcripción es similar a la de la ARN polimerasa eucariota II, con ensamblajes de proteínas similares (los factores de transcripción generales) que dirigen la unión de la ARN polimerasa al promotor de un gen. Sin embargo, otros factores de transcripción arqueos están más cerca de los que se encuentran en las bacterias. La modificación postranscripcional es más simple que en los eucariotas, ya que la mayoría de los genes arqueaicos carecen de intrones, aunque hay muchos intrones en sus genes de ARN de transferencia y ARN ribosómico, y los intrones pueden ocurrir en algunos genes que codifican proteínas. Todo esto quiere decir que hay muchas similitudes en los genes compartidos entre Archaea y los demás dominios de la vida, lo que sugiere que hubo una transferencia de material genético entre los dominios de la vida. Este fenómeno se describe como transferencia génica horizontal.

La transferencia horizontal de genes (HGT) se refiere a la transferencia de genes entre organismos de una manera distinta a la reproducción tradicional. También denominada transferencia lateral de genes, contrasta con la transferencia vertical, la transmisión de genes de la generación parental a la descendencia vía reproducción sexual o asexual. Se ha demostrado que el HGT es un factor importante en la evolución de muchos organismos, incluyendo bacterias, plantas y humanos.

Las arqueas muestran altos niveles de transferencia genética horizontal entre linajes. Algunos investigadores sugieren que los individuos pueden ser agrupados en poblaciones similares a especies dadas genomas muy similares y transferencia génica poco frecuente hacia/desde células con genomas menos relacionados, como en el género Archaea Ferroplasma. Por otro lado, estudios en Halorubrum encontraron transferencia genética significativa a/desde poblaciones menos relacionadas. Estas transferencias génicas se identifican secuenciando el ADN de diversas especies de Archaea; a través de las similitudes y diferencias del ADN de los diferentes tipos de Archaea se determina si el gen fue perfectamente transferido o de un ancestro común. El esclarecimiento de esto puede ser polémico.

La forma en que el material genético puede pasar de una Archaea a otra es poco conocida. En las bacterias las formas naturales en que esto ocurre es a través de conjugación bacteriana o transferencia viral, también conocida como transducción. La conjugación es donde dos bacterias (a veces relacionadas distantemente) transfieren material genético por contacto directo. La transducción ocurre cuando un virus “recoge” algo de ADN de su huésped y al infectar a un nuevo huésped, mueve ese material genético al nuevo huésped. Se piensa que la conjugación puede ocurrir en Archaea, aunque a diferencia de las bacterias el mecanismo no se entiende bien. Además Archaea puede ser infectada por virus. De hecho, Archaea puede ser infectado por virus de ADN bicatenario que no están relacionados con ninguna otra forma de virus y tienen una variedad de formas inusuales, incluyendo botellas, barras de gancho o lágrimas. Tomados en conjunto es claro que la transferencia génica ocurre en Archaea, y probablemente es similar a la transferencia génica horizontal observada en los otros dominios de la vida.

imagen — Figura: **Infección viral arqueal**: Célula de Sulfolobus infectada por el virus STSV1 observada al microscopio. Dos virus en forma de huso estaban siendo liberados de la célula hospedadora. La cepa de Sulfolobus y STSV1 (Sulfolobus tengchongensis Virus 1 en forma de huso) fueron aisladas por Xiaoyu Xiang y sus colegas en una fuente termal ácida en la provincia de Yunnan, China. En la actualidad, STSV1 es el virus arqueal más grande que se ha aislado y estudiado. Su secuencia genómica ha sido secuenciada.

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