¿Los organismos poliploides están parasatisfechos por genes egoístas? Y si no, ¿Pórque no?

Ciertos procariotas son poliploides. Por ejemplo, Thermus thermophilus tiene unas cinco copias de su genoma ( http://jb.asm.org/content/192/20/5499.full ). Un poliploide extremo, Epulopiscium fishelsoni , tiene decenas de miles de copias de su genoma ( http://www.pnas.org/content/105/18/6730.full ). (Algunos eucariotas también son poliploides).

Como cada copia se replica por separado, parece probable que surjan mutaciones espontáneas y con el tiempo, y tal organismo se convierta en un híbrido de muchos genomas distintos que coexisten en una sola célula. Este parece un lugar ideal para que surjan copias egoístas (aunque quizás no más que cualquier otro organismo; creo que he leído que incluso los procariotas son propensos a los parásitos plásmidos).

Entonces, ¿esto sucede? ¿Si no, porque no? ¿Existe algún mecanismo de verificación de copias (algunos extremófilos parecen tener un mecanismo de reparación del ADN) o algún mecanismo que inhiba la reproducción de genomas que (de alguna manera) están determinados a no contribuir al metabolismo general de la célula?

¿Tiene alguna base para suponer que no? Estoy de acuerdo con su premisa, y cada genoma que he visto está absolutamente plagado de elementos egoístas (y eso es solo organismos haploides). Solo tiene que observar la mayoría de los replicones (plásmidos, etc.) y, por lo general, albergan una densidad superior a la media de este tipo de elementos. ¡Por lo tanto, estoy de acuerdo con usted en que la poliploidía probablemente lo invite aún más! Además, ¿qué te hace pensar que no hay un mecanismo de verificación de copias ni mecanismos de reparación del ADN que 'supervisen' el proceso?
¿Hay alguna razón por la que está hablando de poliploidía solo en bacterias? No sé mucho sobre la poliploidía bacteriana. Por lo general, dudo que se recombinen a diferencia de la mayoría de los poliploides eucariotas.
Joe Healy: Pregunta editada, gracias. Remi B: las bacterias/arqueas tienen la poliploidía más extrema, pero se podría generalizar la pregunta

Respuestas (1)

En resumen, ser haploide o poliploide no debería protegerte de Selfish Genetic Elements (SGES).

Casi todos los eucariotas son poliploides. Las plantas son el ejemplo más citado. El trigo, creo, es hexaploide, por ejemplo. Las bacterias poliploides son las excepciones típicamente (si consideramos que la ploidía es de todo el genoma). Sin embargo, incluso en bacterias verdaderamente haploides, el genoma de cualquier célula dada suele replicarse activamente, por lo que algunos de los genes están presentes más de una vez.

Independientemente, la replicación y reparación es un proceso muy bien controlado y regulado: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1479556/


Los SGE pueden tomar muchas formas según su definición y, por lo que podemos decir, son de naturaleza ubicua. Los plásmidos que albergan factores de adicción, elementos de inserción, transposones, profagos, etc. son todos técnicamente SGE. Vea aquí una revisión: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21227262

No puedo encontrar ninguna literatura sobre SGE en poliploidía directamente, pero está bien documentado que las bacterias albergan una cantidad considerable de ADN egoísta; parece probable que esto sea igual, si no peor, en poliploidía. La detección de plásmidos es un proceso computacional y experimental difícil ( http://bioinformatics.oxfordjournals.org/content/early/2016/11/18/bioinformatics.btw651.full ), pero una de las características de las secuencias de plásmidos son típicamente factores de adicción (un gen que la célula huésped debe mantener para sobrevivir (por lo general, una antitoxina para neutralizar una toxina presente en una molécula de ADN diferente), así como genes de fagos.


Para abordar un par de cosas específicamente:

Como cada copia se replica por separado, parece probable que surjan mutaciones espontáneas y con el tiempo

Esto es algo cierto, siempre hay una variación menor en una población (¡de lo contrario, la evolución no funcionaría!). A veces encontrará que este también es el caso en una sola celda, pero con menos frecuencia. Todas las células que hemos encontrado hasta ahora tienen mecanismos de replicación y reparación de ADN: https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_repair . Sin embargo, la frecuencia de mutación en el genoma no está directamente relacionada con la cantidad de elementos egoístas, lo que hace que su segundo punto sea polémico:

Este parece un lugar ideal para que surjan copias egoístas.

Estoy de acuerdo con la premisa de que la poliploidía probablemente invite a más SGE (pensando específicamente en elementos IS y transposones aquí realmente), pero no debido a la mutación, sino solo porque hay más moléculas de ADN y sitios presentes para que esos elementos se incorporen.