Nueva herramienta REPORTH arroja luz sobre secuencias de ADN

Las secuencias repetitivas son partes del ADN que se repiten a sí mismas y se encuentran comúnmente en la composición genética de muchos seres vivos. En organismos con células complejas, como plantas y animales, una parte significativa de su ADN está formada por estas secuencias repetitivas. Esto se debe principalmente a la actividad de elementos que pueden moverse dentro del genoma. En organismos más simples como las bacterias, las secuencias repetitivas son menos comunes pero aún están presentes en varias formas.

#Tipos de Secuencias Repetitivas

Hay dos categorías principales de secuencias repetitivas. El primer tipo es mutualista, lo que significa que benefician tanto a la secuencia como al organismo. Ejemplos incluyen ciertos repeticiones de ADN que son importantes para llevar a cabo funciones esenciales. El segundo tipo son elementos genéticos egoístas, que actúan en su propio interés, como las Secuencias de inserción que pueden insertarse en nuevas posiciones en el ADN.

Los REPINs, un tipo de corta secuencia repetitiva que se encuentra en bacterias, son conocidos por su forma única de transmitir información genética a través de generaciones. A diferencia de otras secuencias repetitivas, los REPINs se heredan verticalmente, lo que significa que se pasan de padres a hijos en lugar de moverse entre diferentes organismos.

#La Importancia de Estudiar REPINs

Entender los REPINs puede dar pistas sobre cómo evolucionan las bacterias y cómo se adaptan a su entorno. Al estudiar estas secuencias, los científicos pueden estimar cosas como con qué frecuencia los REPINs se duplican y qué tan rápido pueden cambiar con el tiempo. Sin embargo, determinar estas tasas ha sido complicado porque se basan en la suposición de que las mutaciones en los REPINs ocurren a tasas constantes. Para mejorar la precisión, los investigadores buscan métodos alternativos que no dependan únicamente de observar el ADN en sí.

#Secuencias de Inserción: Un Enfoque Diferente

Las secuencias de inserción son otra forma de elemento repetitivo que se encuentra en los Genomas Bacterianos. A diferencia de los REPINs, estos pueden moverse más libremente entre diferentes bacterias. Se han estudiado mucho más a fondo, lo que permite a los científicos medir las Tasas de duplicación en condiciones controladas de laboratorio.

Estudiar cómo se propagan las secuencias de inserción puede ayudar a los investigadores a aprender más sobre su papel en la evolución. Pueden observar si estas secuencias se insertan repetidamente en las mismas ubicaciones o si se transmiten a través de generaciones de manera consistente.

#Desafíos en las Relaciones Genéticas

Incluso al observar genes que no se repiten, determinar relaciones entre diferentes genes puede ser complicado. Los investigadores utilizan varios métodos para identificar si los genes en diferentes organismos provienen de un ancestro común o si han divergido entre sí debido a eventos de duplicación.

Reconocer las diferencias entre estos tipos de relaciones genéticas es clave. Los genes que provienen de un ancestro común suelen realizar tareas similares, mientras que aquellos derivados de duplicación pueden haberse adaptado para asumir diferentes funciones.

#Presentando REPORTH: Una Nueva Herramienta

Para estudiar mejor las secuencias repetitivas, se ha creado una nueva herramienta llamada REPORTH. REPORTH ayuda a encontrar las ubicaciones de las secuencias repetitivas en cepas bacterianas similares al analizar los genes que las rodean. Lo hace comparando las secuencias alrededor de los elementos repetitivos para ver si son similares en diferentes genomas.

Por ejemplo, REPORTH se ha probado utilizando 42 cepas de una bacteria específica. Al identificar las secuencias repetitivas en estas bacterias, los investigadores pueden entender cómo estas secuencias han cambiado con el tiempo y cómo se relacionan entre sí.

#Cómo Funciona REPORTH

Para usar REPORTH, los investigadores necesitan genomas bacterianos estrechamente relacionados y las ubicaciones de las secuencias repetitivas que quieren analizar. Pueden proporcionar esta información a través de diferentes formatos, incluyendo una salida específica de otro programa diseñado para identificar estas secuencias.

Cuando REPORTH recibe esta información, observa las secuencias que rodean cada elemento repetitivo para encontrar conexiones entre ellas. Luego agrupa secuencias que muestran altas similitudes según su entorno. Esto permite a los investigadores ver qué secuencias están relacionadas incluso entre diferentes cepas de bacterias.

#La Prueba de Principio con Pseudomonas chlororaphis

REPORTH se aplicó para analizar las secuencias repetitivas encontradas en 42 cepas de la bacteria Pseudomonas chlororaphis. En estos genomas, se identificó un número significativo de REPINs, destacando que muchas de estas secuencias ocurren en ubicaciones específicas dentro del ADN. Sin embargo, no cada genoma tiene las mismas repeticiones, lo que sugiere cambios en la composición genética con el tiempo.

Al aplicar REPORTH, los investigadores encontraron que hay muchos grupos de REPINs, indicando su presencia en ubicaciones similares a través de diferentes cepas. Esto permite una mejor comprensión de cómo estas secuencias pueden cambiar y adaptarse con cada generación.

#Entendiendo las Secuencias Flanqueantes

Cada secuencia repetitiva suele estar rodeada de otros genes, llamados secuencias flanqueantes. Al estudiar estas secuencias flanqueantes, los investigadores pueden obtener información sobre cómo se distribuyen las secuencias repetitivas y cómo evolucionan con el tiempo.

En los genomas analizados, se encontró que las secuencias flanqueantes son altamente similares entre grupos ortólogos. Este alto nivel de similitud apoya la idea de que los REPINs existen en ubicaciones conservadas, a pesar de las variaciones entre diferentes cepas. Esto ayuda a reforzar el método utilizado por REPORTH para agrupar estas secuencias repetitivas con precisión.

#Casos Raros de Agrupación Incorrecta

Si bien REPORTH muestra un alto nivel de precisión al agrupar secuencias repetitivas, siempre hay una posibilidad de identificar incorrectamente relaciones entre genes, especialmente al tratar con secuencias paraloguas. Sin embargo, la evidencia sugiere que la herramienta sigue siendo confiable, ya que solo una pequeña fracción de los grupos podría verse potencialmente afectada por tales errores.

#Direcciones Futuras para REPORTH

El potencial de REPORTH para proporcionar información valiosa no se limita solo a los REPINs. Los investigadores también están planeando explorar su uso en el estudio de otras formas de secuencias repetitivas, como las secuencias de inserción. Al examinar cómo se comportan estas secuencias a través de diferentes genomas, los científicos esperan descubrir varios patrones evolutivos.

Mientras REPORTH actualmente funciona mejor con bacterias estrechamente relacionadas, hay una necesidad de herramientas similares que puedan analizar genomas más distantes. Tales herramientas podrían mejorar nuestra comprensión de secuencias altamente conservadas, como las que se encuentran en los genes de ARN ribosómico, llevando a nuevos descubrimientos en el campo de la genética.

#Conclusión: El Valor de REPORTH

REPORTH representa un avance significativo en el estudio de secuencias repetitivas en genomas bacterianos. Al permitir que los investigadores identifiquen y analicen estas secuencias en cepas estrechamente relacionadas, abre nuevas avenidas para entender su evolución. La capacidad de la herramienta para proporcionar información detallada sobre las relaciones entre secuencias repetitivas tiene el potencial de llenar vacíos en nuestra comprensión de la genética bacteriana. A medida que continúa la investigación, REPORTH promete ser un recurso valioso para desentrañar los secretos que guardan las secuencias genómicas.