¿Los organismos con genomas más grandes son más sensibles a las mutaciones?

La regla general típica para estimar la tasa de mutación por generación de un organismo es 1 mutación por genoma por generación. Por lo tanto, los organismos con genomas más grandes típicamente tendrán tasas de mutación más pequeñas por par de bases.

La justificación teórica de esta regla general es la teoría de la evolución molecular de Eigen, que supone la reproducción asexual y que todas las mutaciones son perjudiciales. Bajo tales supuestos, se puede demostrar que la aptitud de la población irá a cero (lo que conducirá a la extinción), si la tasa de mutación es superior a 1 mutación por genoma por generación. El razonamiento aproximado para esto es que si el número esperado de mutaciones es mayor que 1, cada generación espera que disminuya la aptitud del organismo más apto. Esto se llama el trinquete de Mueller o un colapso mutacional.

En cierto sentido, la respuesta depende de cómo midas las mutaciones. Un organismo con un genoma grande tal vez pueda resistir un número similar de mutaciones totales que un organismo con un genoma pequeño, por lo que en ese sentido tienen la misma sensibilidad. Si mide las tasas de mutación por par de bases, entonces el organismo con un genoma más grande es más sensible a las mutaciones.

La imagen se vuelve más complicada cuando está involucrada la reproducción sexual, y otros factores como la neutralidad, etc., podrían cambiar la respuesta. Creo que el resultado se mantiene en una comparación de manzanas con manzanas, es decir, dos especies que son idénticas, excepto por el tamaño del genoma, y ​​hay alguna evidencia de esto en las tasas de mutación que se miden.

Depende, pero apostaría a la correlación (no a la causalidad), la respuesta es no.

Los genomas más grandes a menudo tienen duplicaciones de genes y los casos específicos de poliploidía. Tener copias adicionales de genes significa que una copia puede ser libre de mutar, ya que el otro gen lo compensará.

Es una simplificación excesiva y supone una acción genética dominante, pero múltiples copias de genes proporcionan esta solidez específica.

Aparentemente no. De hecho, los organismos con genomas más grandes tienden a tener mutaciones menores por par de bases. Hay algo llamado la regla de Drake que establece que la tasa de mutación dentro de un genoma y su tamaño están inversamente correlacionados https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc

Sin embargo, puede ser posible que los genomas más grandes realmente experimenten un mayor número de mutaciones que los genomas más pequeños, pero los genomas más grandes codifican más enzimas reparadoras de ADN. Las enzimas de reparación de ADN podrían ser la razón de la regla de Drake.

En cuanto a las enzimas de reparación del ADN, tenemos otro problema interesante, que se describe como la paradoja de Eigen. Umbral de error (evolución) – Wikipedia. Del mismo artículo de Wikipedia, la paradoja de Eigen se entiende como:

  • Sin enzimas de corrección de errores, el tamaño máximo de una molécula replicante es de aproximadamente 100 pares de bases.
  • Para que una molécula replicante codifique enzimas de corrección de errores, debe ser sustancialmente mayor que 100 bases.

Esta es una paradoja de pollo o huevo, con una solución aún más difícil. ¿Qué vino primero, el genoma grande o las enzimas de corrección de errores?

Por lo tanto, los genomas más grandes pueden ser más sensibles a las mutaciones, pero el gran tamaño permite codificar las enzimas de reparación del ADN, lo que podría dar como resultado mantener los genomas más grandes protegidos de los efectos de las mutaciones.

Como muchas cosas: depende. En general, los genomas más pequeños tienen tasas más altas por nucleótido, pero bien pueden tener tasas más bajas por genoma. El artículo adjunto tiene una sección sobre la variabilidad de las tasas de mutación. Tasa de mutación – Wikipedia