Tres historias cortas (que son un poco técnicas, lo siento):
Silenciamiento intergeneracional de transgenes. Al menos un puñado de organismos son capaces de identificar el ADN “extraño” que se ha introducido en sus genomas y evitar su expresión. Entre ellos se encuentra el gusano redondo Caenorhabiditis elegans. Una de las principales razones por las cuales las personas usan elegans para la investigación biológica básica es el hecho de que es (casi) trivial generar cepas de gusanos que portan genes artificiales. Esto es extremadamente útil porque permite etiquetar proteínas con una proteína fluorescente y visualizar dónde están las moléculas de la proteína etiquetada dentro de los animales vivos, entre otras cosas.
La razón por la que esto es tan robusto en los gusanos es porque hacen algo muy extraño con el ADN exógeno introducido en las células de la línea germinal; en lugar de ignorarlo o deshacerse de él (como lo hacen la mayoría de las especies), en su lugar ensamblan fragmentos de ADN extraño en el cromosoma de gran tamaño que se replican y transmiten más o menos como los cromosomas, excepto que se pierden con MUCHA frecuencia más alta de generación en generación. Esto da como resultado largas matrices de transgenes concatemerizados que generalmente contienen cientos de copias del mismo gen en orientaciones aleatorias. Se sabe desde hace casi veinte años que esta disposición dará como resultado el silenciamiento de la línea germinal del transgén (por lo que ya no producirá proteínas) al alimentar pequeños ARN en la vía de interferencia de ARN.
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Los nuevos avances en la edición del genoma ahora permiten la inserción de copias individuales de transgenes en ubicaciones definidas en el genoma. Hacer esto pasa por un procedimiento similar al de la formación de matrices de copias múltiples (inyección de ADN directamente en la línea germinal) y produce esas matrices como intermedias. Entonces, los transgenes de copia única insertados en el genoma también serán silenciados por RNAi, incluso después de que se haya perdido la matriz extracromosómica . Los transgenes que están diseñados para expresarse en la línea germinal permanecerán silenciados durante veinte generaciones o más, a pesar de que la fuente inicial de los pequeños ARN que causan su silenciamiento desaparece, lo que sugiere que 1) los pequeños ARN son heredables y 2) Los pequeños ARN son capaces de desencadenar la producción de más de sí mismos . ¡Esto casi se puede considerar como un sistema inmunitario hereditario dirigido contra el ADN extraño!
Paramutación La mosca de la fruta Drosophila melanogaster es capaz de llevar el silenciamiento transgénico heredable a otro nivel por completo: un transgen heredado silenciado es capaz de convertir otro transgen (¡con una secuencia diferente!) En un estado heredablemente silenciado. Esencialmente, un transgen silenciado en Drosophila adquiere marcas epigenéticas que le indican a la célula que produzca pequeños ARN a partir de ese transgen que establecen la marca de silenciamiento en otras copias del transgen en el genoma. Por lo tanto, además de los alelos de “secuencia”, los genes en Drosophila también pueden tener “epialleles” que influyen en el estado de expresión de un gen sin cambiar su secuencia .
Si un transgen expresado (es decir, uno con el epiallele “activo”) alguna vez comparte citoplasma con un transgen silenciado (uno con el epiallele “silencioso”), el transgen expresado adquirirá el epiallele “silencioso” y se mantendrá de generación en generación. si el primer transgen silenciado ya no está presente .
Esto es importante porque demuestra que el citoplasma de las células germinales lleva información que es capaz de modificar de manera estable el epigenoma, lo que prepara el escenario para la herencia epigenética transgeneracional.
Eliminación de ADN. Los ciliados son protistas de natación libre que hacen muchas cosas raras con sus genomas. Un ciliado típico tiene al menos dos genomas distintos por célula, y alberga una copia de cada uno (¡a veces más de una copia!) De estos en núcleos morfológicamente distintos. La principal diferencia entre los dos genomas es que a uno le falta una cantidad significativa de ADN en relación con el otro. ¡Los ciliados son capaces de identificar y eliminar ADN “extraño” de manera precisa y reproducible en cada ronda de reproducción sexual!
Cuando estas células se reproducen sexualmente, descartan sus genomas truncados “viejos” y modifican copias del genoma completo para crear nuevos genomas truncados. Las regiones a eliminar se identifican por una población de ARN pequeños. Estos ARN se hacen transcribiendo todo el genoma “intacto” y procesando esas transcripciones en ~ 30 nucleótidos de ARN de longitud. Estos ARN se comparan con las transcripciones hechas a partir del genoma truncado antiguo y se destruyen todos los ARN pequeños que coinciden con este genoma.
¡La población sobreviviente es complementaria solo a las secuencias que se eliminarán del nuevo genoma truncado! Esta población de ARN pequeños “encuentra” esas secuencias en el nuevo genoma y agrega una modificación epigenética que las identifica para la escisión y posterior destrucción por una enzima de corte de ADN.
La mayoría de las secuencias que se eliminan corresponden a ADN “extra” que no es necesario para que la célula sobreviva. Se cree que los ciliados eliminan este ADN del genoma que realmente se usa para hacer cosas porque mantiene este genoma en un número de copia típicamente loco, de 50 a 500 dependiendo de la especie (para referencia, los humanos y la mayoría de las otras especies mantienen 2 copias de su genoma en la mayoría de las células).
