Revista de genética y mejoramiento vegetal

Abstracto

El contenido de GC de los genes de las plantas está vinculado a duplicaciones genéticas pasadas

Juan Blanco

De especie a especie, y ocasionalmente incluso entre diferentes genes en el mismo genoma, la frecuencia de nucleótidos G y C varía en los genomas. A diferencia de las dicotiledóneas, las gramíneas monocotiledóneas tienen una distribución bimodal del contenido génico de GC. Los genes sinténicos tenían un contenido de GC significativamente mayor que los genes no sinténicos en su extremo 5' en la tercera posición entre los codones para las 9 especies, según nuestra clasificación de genes de plantas de 5 dicotiledóneas y 4 gramíneas monocotiledóneas a especies relacionadas. La duplicación de genes está asociada con un menor contenido de GC porque las antiguas duplicaciones de genes dispersos carecen de sintenia con genomas distantemente relacionados. El contenido sesgado de GC puede explicarse por dos tipos de mutación: mutación de metilación de C a T y conversión génica de A a G. Es probable que la duplicación de genes a loci adicionales resulte en intercambios no recíprocos entre alelos homólogos, lo que hace imposible distinguir cuándo los alelos son idénticos o heterocigotos para la variación de presencia-ausencia. La duplicación de genes puede dar lugar a la síntesis de ARNi, lo que puede conducir a una metilación dirigida y aumentar las mutaciones mC-T. Los genes de plantas que se han duplicado recientemente se metilan con mayor frecuencia y tienen menos probabilidades de pasar por una conversión génica, lo que en conjunto proporciona un entorno mutacional que favorece los nucleótidos AT [1]. Un subgrupo de los genes sinténicos en gramíneas con alto contenido de GC ha sufrido pocas duplicaciones o ha visto eliminadas sus copias duplicadas por selección. Proponemos la teoría de "duplicación génica sesgada / mutación sesgada" (BDBM) como una posible explicación de la génesis y evolución de la relación duplicación-sesgo génico de GC. La evidencia empírica del modelo BDBM se proporciona mediante análisis conjuntos de los genes de 9 especies de angiospermas, con el estado de duplicación de los genes, el contenido de GC, los niveles de metilación y las clases funcionales categorizadas.