¿Cómo puede una criatura eliminar la mayor parte de su ADN no funcional?

Comencé a decir que no sabemos, y luego leí un poco y descubrí que al menos algunas personas tienen una idea general.

La referencia es la variación del tamaño del genoma de la planta: hinchazón y purga de ADN. y la parte relevante del resumen es

La tendencia emergente es que los genomas de las plantas se hinchan debido a la proliferación de copiar y pegar de unos pocos retrotransposones repetidos terminales largos (LTR) y purgar agresivamente estos LTR proliferantes a través de varios mecanismos, incluida la recombinación ilegítima e incompleta, y la reparación de rotura de doble cadena a través de la no -Homólogo final de unión. Sin embargo, los genomas ultrapequeños como Utricularia gibba (Bladderwort), que tiene 82 megabases (Mb), purgan el exceso de ADN a través del fraccionamiento del genoma y la neofuncionalización durante múltiples rondas de duplicación del genoma completo (WGD). Por el contrario, el genoma más grande publicado, Picea abies (Picea de Noruega) a 19 800 Mb, no tiene DAG detectable, pero se ha hinchado con LTR diversos y divergentes que han evadido los mecanismos de purga o estos mecanismos de purga están ausentes en las gimnospermas. Finalmente, los avances en los estudios de metilación del ADN sugieren que los genomas más pequeños tienen un sistema de vigilancia epigenómica más agresivo para purgar los retrotransposones LTR jóvenes, que son menos activos o que faltan en genomas más grandes como las gimnospermas hinchadas.

La parte sobre la purga de retrotransposones no es difícil de entender, al menos en principio, pero la duplicación del genoma completo y el fraccionamiento es absolutamente extraño, al menos para mí, que no es botánico. Creo que las plantas son mucho más propensas que los animales a hacer duplicaciones de genoma completo, y si es así, quizás es por eso que la vejiga aparentemente ha creado este mecanismo para purgar el ADN basura. Me interesaría la aportación de Justin Ma sobre esto.

Una de mis especies favoritas, la Oxytricha trifallax ciliada unicelular, hace esto cada vez que se reproduce sexualmente. Los ciliados generalmente tienen dos núcleos por célula, cada uno con un genoma diferente: el micronúcleo tiene un genoma “intacto” que normalmente no se usa en la expresión génica, mientras que el macronúcleo tiene un ADN no esencial extirpado y descartado. Se crean nuevos macronúcleos durante la reproducción sexual copiando el micronúcleo y eliminando específicamente el ADN que no es necesario para la expresión génica.

¡Entre los ciliados, Oxy es especial porque elimina el 95% de su ADN micronuclear en este proceso! La forma en que funciona es produciendo ARN muy pequeños (de aproximadamente 30 nucleótidos de largo) a partir del genoma macronuclear parental completo que se cargan en una proteína llamada OTiwi1, abreviatura de proteína piwi oxytricha trifallax 1. Las proteínas piwi están presentes en casi todos los eucariotas (incluidos nosotros ) y usar sus pequeños ARN asociados para encontrar y regular el ARN y el ADN con secuencias complementarias.

El conjunto de ARN pequeños asociados con OTiwi1 se mueve a macronúcleos de nuevo desarrollo durante la reproducción sexual y marca el ADN complementario con una molécula pequeña. Muy tarde en la reproducción sexual, una enzima ingresa al nuevo macronúcleo y destruye cualquier ADN que no esté protegido por esta marca.

En otras palabras, se utilizan pequeños ARN para transportar información sobre el ADN entre diferentes generaciones de núcleos.