¿Por qué los genomas de algunos árboles son tan grandes?

Por ejemplo, el genoma más grande conocido actualmente pertenece a un árbol: http://motherboard.vice.com/read/the-largest-genome-ever-sequenced-belongs-to-a-tree

Escuché que esto podría deberse a que los árboles requieren muchos duplicados de ciertos genes porque viven toda su vida expuestos a la luz solar directa.

¿Alguien sabe de algunas hipótesis científicas específicas de por qué este podría ser el caso?

Pregunta anterior, y obviamente nadie más sabe acerca de la hipótesis citada, pero cambié el más largo por el más grande porque es una cuestión de poliploidía, no de longitud.

Respuestas (1)

Este estudio de la especie de pino recientemente secuenciada afirma que el 82% del genoma es repetitivo . Esto es característico de cualquier genoma complejo, incluidos los humanos. Tales secuencias a menudo se han considerado " ADN basura ", aunque cualquier científico le dirá que el hecho de que no sepamos su propósito no significa que no lo tenga. Dicho esto, una buena parte de las repeticiones se deben a elementos transponibles , efectivamente parásitos intracelulares, cuyo único propósito es presumiblemente la autoamplificación y, en la mayoría de los casos, son perjudiciales. Estas repeticiones intercaladas constituyen ~45% del genoma humano. Ese documento menciona que, en base a la homología de secuencia, ~65% del genoma del pino está hecho de estas repeticiones (eso es 15 mil millones de pares de bases).

Es interesante que, a pesar de que el genoma del pino es ~7 veces más grande que el de un ser humano, tiene solo el doble de genes predichos . El pino tiene ~50 000 genes hipotéticos, pero solo ~16 000 son lo que los autores llaman alta confianza. Cuando se secuenció por primera vez el genoma humano, había unos 35 000 genes hipotéticos, pero ahora, unos 10 años después, solo hay unos 21 000 genes previstos. Parece demasiado pronto para comparar los dos. Esto también trae a colación el punto importante de que el número de genes no está necesariamente relacionado con la complejidad del organismo: el gusano C. elegans tiene ~20 000 genes.

Del papel:

El gran tamaño del genoma se ha atribuido principalmente a una amplia contribución de contenido repetitivo intercalado (Morse et al. 2009; Kovach et al. 2010; Wegrzyn et al. 2013). El ensamblaje del genoma de la pícea de Noruega ha demostrado que los retrotransposones LTR en particular se anidan con frecuencia dentro de los intrones largos de algunas familias de genes (Nystedt et al. 2013). Además, hay evidencia de duplicación de genes, pseudogenes y parálogos, aunque el alcance de estos no está claro (Kovach et al. 2010; Pavy et al. 2012).

Nunca he oído hablar de la hipótesis que mencionas (no es que eso signifique nada), pero me parece que es demasiado pronto para saberlo.

Hay otra cosa interesante a tener en cuenta: las plantas (y también las levaduras) toleran la poliploidía. No sé la razón de ello. Hay un hecho interesante de que las plantas y las levaduras no tienen láminas nucleares; pero no sé cómo se conecta eso con la poliploidía. Este artículo relaciona la pérdida de láminas con la poliploidía. Especulo ( más bien una suposición descabellada ) que estas restricciones estructurales también podrían limitar el tamaño del genoma.
+1. Otro punto interesante es que existe cierta evidencia de que las retrotransposiciones de secuencias repetitivas como Alu (que representa el 10% del genoma humano) se activan en condiciones de estrés celular y pueden ayudar a barajar el genoma , proporcionando nueva variedad.
@WYSIWYG Sí, eso es interesante. Siéntase libre de editar la respuesta si lo considera oportuno (también podría agregarla dado el tiempo).
@terdon Eso también es muy interesante. Hubo un estudio de 2003 de 3 especies de Bordatella que encontró que B. perrtussis (la causa de la tos ferina) evolucionó de B. bronchispetica debido a la mezcla masiva del genoma mediada por elementos transponibles.
@WYSIWYG Corríjame si me equivoco, pero creo que leí en alguna parte que las plantas pueden tolerar la poliploidía debido a la falta de cromosomas sexuales. En cuanto al tamaño del genoma, el bioquímico Nick Lane considera que los eucariotas pueden "permitirse" genomas muy grandes y "realmente derrochadores" porque los nucleótidos son baratos de producir debido a toda la energía proporcionada por las mitocondrias. En esencia, los eucariotas pueden tolerar grandes cantidades de ADN "verdaderamente basura". El ADN basura para las bacterias sería muy perjudicial, por otro lado, ya que les resulta más caro sintetizar nucleótidos (muchas de ellas ni siquiera tienen respiración aeróbica).
@Jagoe, puede que tengas razón. Fue solo una especulación. Si lo desea, puede ampliar los puntos que planteó en el comentario y publicar una respuesta. Recuerde incluir los enlaces a las referencias adecuadas.
@WYSIWYG Primero sobre la hipótesis de Nick Lane en la sección de comentarios de un blog "escéptico", Sandwalk. Sin embargo, he encontrado un artículo sobre él que puede resultar de interés: nature.com/articles/nature09486.pdf . Yo mismo no sé mucho sobre genómica, lo siento.