Dinámica evolutiva de las reordenaciones cromosómicas y coincidencia de los puntos de rotura: análisis molecular de las inversiones fijadas en el cromosoma 2 de Drosophila Buzzatii

• Autores: Oriol Calvete Torres
• Directores de la Tesis: Alfredo Ruiz Panadero (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2010
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Montserrat Ponsà i Fontanals (presid.), Carme Segarra Robert (secret.), Elena Casacuberta Suñer (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD  TESEO 
• Resumen

  • El interés por los mecanismos que generan las reordenaciones cromosómicas se ha reavivado recientemente gracias al enorme avance que supone la comparación de genomas secuenciados. En Drosophila, las inversiones cromosómicas son abundantes como polimorfismos intraespecíficos y como cambios fijados entre especies. Sin embargo, aun sabemos poco acerca de la generación de estas inversiones naturales y sus consecuencias moleculares. Se conocen diversos mecanismos moleculares capaces de generar inversiones cromosómicas. En el mecanismo clásico, un fragmento cromosómico generado por dos roturas puede repararse erróneamente y resultar invertido (NHEJ). Por otro lado, los elementos transponibles (TE) pueden actuar como sustrato de la recombinación ectópica entre copias insertadas en orientación inversa en sitios cromosómicos alejados e inducir inversiones. Los TE también pueden generar inversiones por otros procesos como la transposición aberrante o como simples endonucleasas. De cualquier modo, ambos mecanismos son capaces de producir duplicaciones asociadas a la inversión. En diversos análisis moleculares de puntos de rotura de inversiones en Drosophila se han descrito duplicaciones invertidas que la flanquean. Sin embargo, un problema aun no resuelto es si el mecanismo per se puede producir las coincidencias y no aleatoriedad observada de los puntos de rotura o, si la selección modula su distribución independientemente de cómo se produzcan. Este trabajo completa el estudio de nuestro grupo de investigación que ha demostrado anteriormente que tres inversiones polimórficas del cromosoma 2 de Drosophila buzzatii (2j, 2q7, 2z3) se generaron por recombinación ectópica entre copias del elemento transponible Galileo. En la única inversión fijada estudiada previamente en D. buzzatii (inversión 5g) no se ha demostrado la implicación de TE. Hemos llevado a cabo el estudio de los puntos de 2 rotura de las otras tres inversiones fijadas en el cromosoma 2 de D. buzzatii desde su divergencia del ancestro del grupo repleta: 2m, 2n y 2z7. Por otro lado, las inversiones 2m y 2n están dispuestas en tándem, compartiendo un punto de rotura a nivel citológico. En ambos puntos de rotura de la inversión 2z7 se han encontrado fragmentos degenerados de un elemento de la familia Galileo que sugieren que esta inversión podría haberse originado por recombinación ectópica. Por otro lado, el análisis molecular de las inversiones 2m y 2n, ha confirmado la coincidencia citológica de uno de los puntos de rotura. La inversión 2m está asociada a una duplicación génica que incluye el gen CG4673 y dos genes anidados en éste (CG5071 y CG5079). En la posición original (punto de rotura AC), los genes CG4673 y CG5079 se han pseudogeneizado. En la duplicación (punto de rotura BE), el gen CG4673 es funcional pero no hay rastro de los genes anidados debido a la pérdida del intrón 6 (que incluye ambos genes anidados). Esta duplicación parece además, haber sufrido una posterior micro-inversión. Existen tres posibles mecanismos para explicar el origen de esta compleja reorganización y la reutilización observada. (i) primero se originaría la inversión 2m mediante NHEJ y posteriormente la inversión 2n por recombinación ectópica entre copias del elemento BuT5. (ii) primero se originaría la inversión 2n mediante NHEJ y posteriormente la inversión 2m por inserción híbrida. (iii) que ambas inversiones hubieran sido simultáneas. (1 rotura escalonada + 2 roturas DSB más reparación NHEJ de los dos fragmentos generados). Finalmente, se habrían localizado hasta tres transcritos relacionados con el gen CG4673 en D. buzzatii por uno sólo en el genoma no invertido de D. mojavensis. Uno procedería de la copia degenerada del gen (punto de rotura AC) y otros dos de la copia del gen funcional (punto de rotura BE). Estos transcritos se relacionan formando moléculas de dsRNA que podrían estar regulando la expresión del gen funcional.