El programa genético oculto de organismos complejos

Neus Doménech MoraJorge Martínez SolazRocío Moreno IlluecaElisa Pérez Garrido

ABSTRACT• Dogma central de la biología:

ADN ARN Proteínas• Las proteínas tienen cierto papel

regulador, pero existe un sistema basado en ARN que actúa sobre el ADN

INTRODUCCIÓN• En 1977 se descubrió la presencia de

INTRONES• Los biólogos moleculares lo

consideraban deshechos evolutivos• Relación ADN no codificante y

complejidad vs. Tamaño del genoma y complejidad

• ADN no codificante función reguladora

De parásitos a control en paralelo

Origen de los intrones• Hipótesis antigua: originados al principio de la vida

• Nueva hipótesis: fragmentos de ADN parásito Se ensamblan y desensamblan en el genoma

hospedador para obtener ARN Similares al grupo II de intrones

De parásitos a control en paralelo

• Intrones de tipo II poco frecuentes en bacterias y más comunes en eucariotas.

¿Por qué?

De parásitos a controladores en paralelo

De parásitos a control en paralelo

• Procariotas: ARN intrónico altera configuración proteína dañino

• Eucariotas: hay tiempo para que se separe el ARN tolerancia

De parásitos a control en paralelo

Evolución intrónica • Aparición espliceosoma

(complejo de corte y empalme)

• Formado por RNPs• Corta y ensambla ARN

precursor formando cadena de mRNA y ARN intrónico

De parásitos a control en paralelo

Creación de la red• Proliferación, mutación y evolución intrones• S.N. mutaciones favorables para huésped• Evolución paralela a proteínas• Adquieren funciones reguladoras• Red reguladora compleja• Gran precisión

De parásitos a control en paralelo

• Genes evolucionados para expresar señales• Aparición genes no codificantes transcritos en

mamíferos

Pueden ser entre ½ y ¾ partes del genoma total transcrito

De parásitos a control en paralelo

• ARN transcrito no codificante forma micro-ARN– Encontrado en hongos, plantas y animales– Controlan procesos del desarrollo:• Mantenimiento células madre• Proliferación de células• Apoptosis

• Las señales de ARN controlan la expresión de los genes.• Ayuda a entender proceso diferenciación y desarrollo

celular.

Regulación del desarrollo

• El cigoto se desarrolla y forma un organismo con 300 trillones de células especializadas.

• Proceso dependiente de la cromatina y del empalme alternativo.

Regulación del desarrollo• Códigos químicos metilo y acetilo: unen

segmentos de ADN y las proteínas de la cromatina.

• ARN: dirige la señalización del etiquetado de la cromatina y interviene en la mitosis y meiosis.

Regulación del desarrollo• Empalme alternativo genera diversos ARNs y proteínas

• Proceso vital para el desarrollo de animales y plantas.

Regulación del desarrollo

• Empalme alternativo• Algunos factores proteicos regulan el empalme

alternativo

Teoría: Los ARNs regulan el proceso

• Las uniones intrón-exón son resistentes a cambiar durante la evolución.

Control de la complejidad

• Estimación del tipo y la cantidad necesaria de información para la formación de un organismo complejo.

• Formación de objetos complejos (especificaciones): componentes y instrucciones

• En la biología ambos tipos de información son regulados por el ADN.

Control de la complejidad

• Analogía (formación de objetos complejos)

Control de la complejidad

• Los componentes moleculares entre organismos son muy similares.

Ratones y humanos(99% proteínas idénticas)

• Las diferencias entre organismos se deben a las diferencias en la información arquitectónica.

Control de la complejidad

• Genes codificantes de proteínas: especifican los componentes de los

organismossu información de montaje se encuentra en las permutaciones de las proteínas

reguladoras

Generar complejidad es fácil, pero regularla no.

CONTROLANDO LA COMPLEJIDAD

Regla general en biología:La complejidad depende de la información

reguladora

DISCUSIÓN

Islas de genes en un mar de información jhgljuhgljhljhbljhlreguladora

DISCUSIÓN

Ej.: Proceso de edición A-To-I(adenosine to inosine)

CONCLUSIÓN

Comprender el modelo controlador de los organismos edsofjñsdifjcñdsfjcfdsñc complejos

Crear vida artificial

PALABRAS CLAVE

• INTRONES•EVOLCIÓN•COMPLEJIDAD•MICRO-ARN•ARN NO CODIFICANTE

AUTOR Y REVISTA

JOHN MATTICKSCIENTIFIC AMERICAN