Análisis del proceso de recombinación homóloga y de las consecuencias citogenéticas derivadas de la poliploidía en la meiosis de una especie modelo (Arabidopsis Thaliana) y de una especie de interés agronómico (Triticum Aestivum)

• Autores: Francesco Blasio
• Directores de la Tesis: Félix Gil Dones (dir. tes.), Mónica Pradillo Orellana (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Nieves Cuñado Rodríguez (presid.), Juan Manuel Vega Melero (secret.), Riccardo Aiese Cigliano (voc.), Marina Martínez García (voc.), Pilar Prieto Aranda (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biología por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
      • Citogenética
    • Genética
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • La meiosis es un proceso de división celular que ocurre en los organismos eucariotas con reproducción sexual para la formación de los gametos. Consiste en dos divisiones celulares sucesivas, llamadas primera y segunda división meiótica, tras las cuales se producen cuatro células hijas haploides, cada una con la mitad de los cromosomas de la célula madre. Además de ser esencial para la formación de los gametos, contribuye a la generación de variabilidad genética en la descendencia gracias a la formación de nuevas combinaciones alélicas, las cuales son fruto de la recombinación homóloga y la segregación aleatoria de los cromosomas homólogos a polos diferentes. A lo largo de esta tesis se abordan diferentes aspectos relacionados con la meiosis vegetal, tanto en la especie modelo Arabidopsis thaliana como en el cereal de interés agronómico Triticum aestivum o trigo panadero. Los capítulos 1 y 2 de la presente tesis se centran en la primera especie, mientras el capítulo 3 se centra en el trigo. En el Capítulo 1 se analiza citogenéticamente el efecto de la duplicación cromosómica en la meiosis de A. thaliana en diferentes contextos. En primer lugar, se ha comparado la respuesta a la poliploidía entre dos ecotipos que difieren en la frecuencia media de quiasmas por célula en condición diploide: Col-0 (uno de los ecotipos más utilizados) y St-0 (ecotipo procedente de Estocolomo, caracterizado por una baja frecuencia de quiasmas por célula). En este mismo capítulo se aborda el estudio de las consecuencias que tiene la duplicación del genoma en la frecuencia de quiasmas en una situación en la que la dinámica cromosómica está comprometida. Para ello, se aplicó colchicina a plantas mutantes de sun1 sun2, defectivas en el anclaje de los cromosomas a la envoltura nuclear. Finalmente, en el capítulo 1 se ha caracterizado la meiosis en un mutante que presenta meiocitos con diferente nivel de ploidía, además de otros problemas, probablemente debido a una sobreexpresión de un transposón domesticado llamado MUSTANG1 (MUG1), cuya función aún no ha sido descrita. En el Capítulo 2 se ha llevado a cabo la caracterización citogenética y molecular del mutante desináptico dsy1, uno de los mutantes con la frecuencia media de quiasmas más baja que se ha descrito. Los resultados obtenidos revelaron que el gen MSH5 es el responsable de su fenotipo. En el Capítulo 3 se ha analizado la meiosis en trigo hexaploide, concretamente en la variedad cv. Chinese Spring, tras la aplicación de dos compuestos genotóxicos: el cisplatino y la mitomicina C. Estos reactivos generan roturas de doble cadena que son reparadas por recombinación homóloga durante la meiosis. La aplicación de estos compuestos perseguía modificar el patrón de recombinación característico de esta especie. Sin embargo, los resultados revelaron que la formación de roturas de doble cadena extra no solo no permite aumentar la frecuencia de sobrecruzamientos, sino que estos disminuyen, posiblemente por un aumento de la frecuencia de recombinación con la cromátida hermana. Tampoco se logró modificar la localización de los sobrecruzamientos tras la aplicación de cisplatino o mitomicina C, aunque se observaron ciertas variaciones en las configuraciones cromosómicas. Por otro lado, se analizó también el posible impacto de estos tratamientos en la formación de sobrecruzamientos entre cromosomas homeólogos, utilizando para ello el mutante ph1b y una línea de adición trigo-centeno, disómica para el cromosoma 3R. No se detectó ninguna variación en los sobrecruzamientos del mutante ph1b, pero se observó un aumento en la frecuencia de recombinación entre los cromosomas de trigo y centeno en la línea de adición