Site Loader

La dinàmica de l’ADN repetitiu varia amb la mida del genoma de les plantes

L’interès per l’estudi de la variació de la mida del genoma en plantes, és a dir, de la quantitat d’ADN en el nucli cel·lular (també conegut com valor C), no ha fet més que créixer ateses les conseqüències biològiques i evolutives associades amb aquest paràmetre. La grandària del genoma en plantes terrestres varia al voltant de 2.400 vegades [0,06-148,9 Gbp (giga parell de bases), 1 Gbp = 1.000.000.000 parells de bases]. Aquest fet contrasta amb el nombre de gens (ADN codificant, aproximadament 0,03 Gbp), el qual es manté relativament constant independentment de la mida del genoma. Així doncs, caldria esperar que els genomes més grans, els anomenats genomes gegants, estiguessin constituïts bàsicament per ADN repetitiu.

Figura 1. Representació de la fracció genòmica ocupada per l’ADN repetitiu en funció de la mida del genoma en 101 espècies (0,06-88,55 Gbp) on es pot observar que per sobre els 10 Gbp, la proporció del genoma que és altament repetitiva deixa de presentar un creixement asimptòtic. Els colors dels punts indiquen els grans llinatges taxonòmics estudiats.

Aquest estudi s’ha dut a terme amb la intenció de contrastar aquesta predicció, analitzant 101 espècies de plantes diploides i un rang de variació d’ADN entre 0,06 i 88,55 Gpb. Si bé el contingut d’ADN repetitiu s’incrementa a mesura que el genoma s’expandeix, els resultats mostren un canvi en la seva dinàmica, que es fa més patent a partir d’una mida genòmica de 10 Gbp. Quan analitzem la distribució de seqüències d’ADN altament repetitives (> de 20 còpies) observem que en genomes petits (< de 5 Gbp) hi ha un increment en la seva proporció que varia entre el 9 i el 70% del genoma, i que es manté al voltant del 80% en plantes amb genomes entre 5 i 10 Gbp. No obstant, a partir dels 10 Gbp, aquesta tendència canvia de forma significativa. De fet, l’espècie amb el genoma més gran analitzada, el vesc (Viscum album, 88,55 Gbp), mostra una proporció de seqüencies repetitives per sota del valor esperat, que es manté al voltant del 55% del seu genoma. Curiosament, el que observem és un increment del nombre de seqüències que en origen eren altament repetitives, però que per la seva acumulació durant llargs períodes de temps han anat erosionant-se i d’alguna manera han quedat fossilitzades en el genoma.

Figura 2. Diagrama il·lustratiu sobre l’organització de l’ADN al nucli cel·lular, incloent l’ADN repetitiu, codificant i la matèria obscura, a escala, en referència a la seva mida genòmica.

Aquestes seqüències d’ADN degradat són producte de mutacions i reestructuracions genòmiques, que amb el temps, i poc a poc transformen aquest ADN repetitiu en blocs d’ADN degradat i de baix nombre de còpies. Si les seqüències d’ADN repetitives no són eliminades de manera eficient a través dels diferents mecanismes de regulació, poden quedar atrapades al genoma, i llavors acabar transformant-se en ADN no repetitiu.

Amb aquesta investigació posem en evidència que l’eficiència del genoma a l’hora de regular l’amplificació i posterior eliminació de l’ADN repetitiu té in impacte directe en el fet que hi haja plantes amb genomes grans i petits, així com en la seva composició, que és molt més heterogènia en plantes amb genomes grans. Alguns estudis proposen un comportament similar en animals amb genomes gegants, com és el cas dels peixos pulmonats i algunes salamandres.

Més informació

Novák, P., Guignard, M. S., Neumann, P., Kelly, L. J., Mlinarec, J., Koblížková, A., Dodsworth, S., Kovařík, A., Pellicer, J., Wang, W., Macas, J., Leitch I. J., & Leitch, A. R.. (2020) Repeat-sequence turnover shifts fundamentally in species with large genomes. Nature Plants. https://doi.org/10.1038/s41477-020-00785-x

Autor: Jaume Pellicer

Filtrar entrades

Butlletí de notícies

Esdeveniments

    «desembre 2020»
    DlDtDcDjDvDsDg
     
    1
     
    2
     
    3
     
    4
     
    5
     
    6
     
    7
     
    8
     
    9
     
    10
     
    11
     
    12
     
    13
     
    14
     
    15
     
    16
     
    17
     
    18
     
    19
     
    20
     
    21
     
    22
     
    23
     
    24
     
    25
     
    26
     
    27
     
    28
     
    29
     
    30
     
    31