El modo de descubrimiento de elementos transponibles
Algunos de los modos importantes de descubrimiento de elementos transponibles son los siguientes:
De hecho, la mayoría de los genes ocupan sitios fijos en los cromosomas, y la estructura general del mapa genético es prácticamente invariante. Sin embargo, a principios de la década de 1940, los investigadores descubrieron que algunas secuencias de ADN (es decir, los genes) pueden cambiar su posición.
Cortesía de imagen: geneticamedicala.files.wordpress.com/2013/03/dna_transposons_classes.jpg
Estos elementos móviles se han denominado de forma diversa 'genes saltarines', 'elementos móviles', 'casetes', 'secuencias de inserción' y 'transposones'. El nombre formal para esta familia de genes móviles es elementos transponibles, y su movimiento se llama transposición.
El término transposón fue acuñado por Hedges y Jacob en 1974 para un segmento de ADN que podía moverse de una molécula de ADN (o cromosoma) a otra y tenía resistencia para la ampicilina antibiótica. Los elementos transponibles se pueden definir como pequeñas secuencias de ADN móviles que se mueven alrededor de los cromosomas sin tener en cuenta la homología y la inserción de estos elementos puede producir deleciones, inversiones, fusiones cromosómicas e incluso reordenamientos más complicados.
Barbara McClintock (1965) descubrió los elementos transponibles a través de un análisis de la inestabilidad genética en el maíz. La inestabilidad involucró la rotura del cromosoma y se encontró que ocurre en sitios donde se ubicaron elementos transponibles. En el análisis de McClintock, los eventos de rotura se detectaron siguiendo la pérdida de ciertos marcadores genéticos.
En algunos experimentos, McClintock utilizó un marcador (gen) que controlaba la deposición de la pigmentación en la aleurona, que es la capa más externa del endospermo de los granos de maíz. Recordemos que el endospermo es triploide, producido por la unión de dos núcleos maternos y un núcleo paterno.
El marcador de McClintock era un alelo del locus C en el brazo corto del cromosoma 9. Dado que este alelo, llamado C I, es un inhibidor dominante de la coloración de aleurona, cualquier grano que lo posea debería ser incoloro. McClintock fertilizó las orejas CC con polen de las borlas C I C I, produciendo granos en los cuales el endospermo era C I CC. Aunque muchos de estos granos eran incoloros, como se esperaba, algunos mostraban manchas de pigmento marrón-púrpura. McClintock (1951) adivinó que en tales mosaicos, el alelo inhibitorio C I se había perdido en algún momento durante el desarrollo del endospermo, lo que llevó a un clon de tejido capaz de producir pigmento. El genotipo en tal clon sería -CC, donde el guión indica la pérdida del alelo C I. Un estudio adicional demostró que el alelo C I se había perdido a través de la ruptura del cromosoma.
Como se muestra en la Fig. 41.1, una ruptura en el sitio marcado por la flecha separaría un segmento del cromosoma de su centrómero, creando un fragmento acéntrico. Tal fragmento cromosómico tiende a perderse durante la división celular, por lo que todos los descendientes de esta célula carecerían de parte del cromosoma paterno. Como el fragmento perdido llevaba el alelo C1, ninguna de las células de este clon se inhibiría para formar pigmento, y si cualquiera de ellas producía una parte de la aleurona, aparecería un parche de color.
McClintock estableció que tales mosaicos del núcleo con frecuencia eran el resultado de roturas en un sitio en particular en el cromosoma 9. Ella nombró el factor que produjo estas roturas, Ds, para "disociación". En sus experimentos, el cromosoma que llevaba el alelo C I también tenía el factor Ds.
Sin embargo, por sí mismo, el factor Ds no fue capaz de inducir la rotura de cromosomas. Encontró que Ds tenía que ser activado por otro factor, llamado Ac, para "activador". El factor Ac estaba presente en algunas poblaciones de maíz, pero ausente en otras. Al cruzar diferentes stocks, Ac podría combinarse con Ds, creando la condición que llevó a la ruptura del cromosoma.
Este sistema de dos factores (es decir, la familia Ac-D) proporcionó una explicación de la inestabilidad genética que McClintock había observado en el cromosoma 9 del maíz. Sus estudios posteriores han establecido que tanto Ac como D son miembros de una familia de elementos transponibles. Estos elementos están relacionados estructuralmente entre sí y pueden insertarse en muchos sitios diferentes de los cromosomas.
De hecho, a menudo hay copias múltiples de los elementos Ac y D presentes en el genoma de maizt. A través del análisis genético, McClintock demostró que los elementos Ac y D pueden moverse. Cuando uno de estos elementos se insertó en o cerca de un gen, McClintock a veces encontró que la función del gen estaba alterada. En casos extremos, la función fue suprimida por completo. Debido a este efecto en la expresión génica; McClintock (1956) se refirió a Ac y D como elementos de control.
