Transposón para niños
Un transposón es una parte especial del ADN que puede moverse por sí misma a diferentes lugares dentro del genoma de una célula. Este movimiento se llama transposición. Imagina que son como "genes saltarines" que no se quedan quietos.
Cuando un transposón se mueve, puede causar cambios en el ADN. A veces, estos cambios son pequeños, como una mutación. Otras veces, pueden cambiar la cantidad total de ADN en el genoma. Los transposones son un tipo de elemento genético móvil.
Estos elementos pueden modificar el ADN cercano. Pueden mover un gen de un cromosoma a otro, o incluso hacer que un gen desaparezca. En algunas especies, ¡hasta la mitad de todo el ADN está formado por transposones! Han estado con los seres vivos durante mucho tiempo, ayudando a que los genes cambien y evolucionen.
La científica Barbara McClintock fue la primera en sugerir que existían estos elementos en el maíz. Por su descubrimiento, recibió el Premio Nobel en 1983. Aunque los descubrió en el maíz, más tarde se confirmó su presencia en otros organismos.
Los transposones se encuentran en todos los seres vivos y también en algunos virus gigantes. Son genes móviles que no pueden copiarse por sí mismos. Necesitan integrarse en la célula que los aloja para poder moverse.
Aunque no causan infecciones, actúan como pequeños "parásitos" dentro de las células. Barbara McClintock los llamó "elementos controladores" porque podían cambiar cómo funcionaban los genes donde se insertaban.
Existen dos tipos principales de transposones:
- Los de Clase I (llamados retrotransposones) se mueven usando una copia de ARN como intermediario.
- Los de Clase II (transposones de ADN) se mueven directamente como ADN.
El número de copias de cada tipo de transposón varía entre diferentes especies y entre individuos. No tienen un lugar fijo para insertarse en el genoma. Pueden entrar en diferentes partes de los genes, causando mutaciones y aumentando la variedad genética. Por eso, son importantes para la evolución.
Contenido
Tipos de Transposones
Los transposones son muy diversos y se pueden clasificar de varias maneras.
Según su contenido
- Transposón simple o elemento de inserción (IS): Contienen la información para una enzima llamada transposasa. Esta enzima es necesaria para que el transposón se mueva. En sus extremos tienen secuencias repetidas, pero en orden inverso. Cuando un transposón simple se inserta en el ADN, crea una pequeña repetición de la secuencia original del ADN en ese lugar.
- Transposón compuesto (Tn): Tienen un elemento de inserción (IS) en cada extremo. En el centro, además de la transposasa, suelen contener otra información. Por ejemplo, algunos pueden llevar genes que dan resistencia a antibióticos a las bacterias. Esto les da una ventaja para sobrevivir.
Según cómo se mueven
- Clase I o retrotransposones: Estos transposones se mueven en el genoma de una forma especial. Primero, su ADN se copia a ARN. Luego, ese ARN se vuelve a copiar a ADN con la ayuda de una enzima llamada retrotranscriptasa. Finalmente, esta nueva copia de ADN se inserta en otro lugar del genoma.
- Clase II o transposones de ADN: Estos se mueven de forma más directa. Usan la enzima transposasa para "cortarse" de un lugar del genoma y "pegarse" en otro. Es como un mecanismo de "cortar y pegar".
Según el mecanismo de movimiento
- Transposición conservativa: En este caso, el transposón se mueve de un lugar a otro. La zona de donde salió queda vacía. El número de copias del transposón no aumenta en la célula. La transposasa corta el transposón y lo inserta en un nuevo lugar. El hueco que queda en el ADN original debe repararse.
- Transposición no conservativa: Aquí, el transposón se copia antes de moverse. La transposasa hace cortes en el ADN original y en el nuevo lugar. Luego, se forma una estructura especial que se resuelve de dos maneras:
* Transposición no replicativa: El transposón se mueve al nuevo lugar, y el lugar original queda con un hueco. * Transposición replicativa: Se hace una copia del transposón. Así, tanto el lugar original como el nuevo tienen una copia del transposón. El número de copias aumenta.
Transposones y el ADN
Los transposones pueden influir en el tamaño del genoma. Se ha visto que están relacionados con la metilación del ADN, un proceso que ayuda a controlar la actividad de los genes. Esto sugiere que los transposones y la metilación pueden hacer que la cantidad de ADN en una célula aumente.
El tamaño del genoma varía mucho entre diferentes especies. Los transposones contribuyen a estos cambios. Son un factor importante en cómo el genoma se organiza y crece en distintas especies, tanto en animales con columna vertebral (vertebrados) como en los que no la tienen (invertebrados).
Movimiento y defensa de los transposones
Los transposones se mueven a diferentes velocidades. Algunos pueden aumentar su movimiento si la célula está bajo estrés. Esto podría ser útil para la célula, ya que aumenta la posibilidad de mutaciones y cambios genéticos.
Las células tienen formas de defenderse para que los transposones no se muevan demasiado. Usan pequeñas moléculas de ARN (como piARN y siARN) que "silencian" a los transposones después de que se copian.
Aunque los transposones son muy comunes en el genoma, no suelen causar problemas. Esto se debe a que la célula los mantiene "silenciados" con mecanismos como la metilación del ADN. Si estos mecanismos fallan, los transposones pueden activarse y afectar el fenotipo (las características visibles) del organismo.
Efectos de los transposones
Los transposones han vivido junto a los seres vivos y algunos virus durante miles de millones de años. Se han integrado en el genoma de muchos organismos. Aunque se les llama "genes saltarines", pueden moverse dentro y entre los genomas.
Aunque los transposones tienen muchos efectos positivos, a veces pueden causar problemas. Pueden provocar mutaciones que llevan a enfermedades o cambios genéticos dañinos.
Cómo causan cambios
Los transposones pueden dañar el genoma de varias maneras:
- Si un transposón se inserta en un gen que funciona, puede desactivarlo.
- Si un transposón de ADN se va de un gen, el hueco que deja podría no repararse bien.
- Muchas copias de la misma secuencia pueden dificultar que los cromosomas se emparejen correctamente durante la división celular. Esto puede llevar a duplicaciones de cromosomas.
- Pueden producir proteínas dañinas que causan enfermedades o impiden el funcionamiento normal de la célula.
- Muchos transposones tienen "interruptores" (promotores) que activan su propia copia. Estos promotores también pueden activar genes cercanos de forma incorrecta, causando enfermedades o características mutantes.
Enfermedades relacionadas
Algunas enfermedades que pueden ser causadas por transposones incluyen:
- Hemofilia A y B: Un tipo de retrotransposón puede insertarse en un gen importante para la coagulación de la sangre.
- Inmunodeficiencia combinada severa: La inserción de un transposón en un gen puede causar este problema del sistema inmune.
- Porfiria: La inserción de un elemento Alu en un gen puede interferir con su función.
- Cáncer: Algunos retrotransposones se han relacionado con el cáncer porque causan inestabilidad en el genoma.
- Distrofia muscular de Duchenne: Causada por la inserción de un retrotransposón que desactiva un gen.
- Enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades del cerebro: La actividad descontrolada de un transposón puede dañar las células nerviosas.
Evolución de los transposones
Los transposones se encuentran en todas las formas de vida y en los virus gigantes. Los científicos aún investigan cómo evolucionaron y cómo afectan la evolución del genoma. Se cree que los transposones aparecieron muy temprano en la historia de la vida.
Aunque algunos transposones pueden ser beneficiosos, la mayoría se consideran ADN egoísta o "parásitos" genéticos. En este sentido, son parecidos a los virus. Los transposones, virus y plásmidos tienen características bioquímicas similares, lo que sugiere que podrían tener un ancestro común. Algunos transposones podrían haber evolucionado a partir de antiguas infecciones virales.
Como una actividad excesiva de los transposones puede ser dañina, muchos organismos han desarrollado formas de controlarlos. Las bacterias y arqueas a menudo eliminan genes para deshacerse de transposones y restos de virus. Los eucariotas (organismos con células complejas) suelen usar la interferencia de ARN para detener la actividad de los transposones.
Sin embargo, grandes cantidades de transposones en el genoma también pueden tener ventajas evolutivas. Pueden ayudar a crear nuevas secuencias genéticas y facilitar el desarrollo de nuevos genes. Incluso se cree que el sistema inmune de los vertebrados podría haber usado transposones para crear la diversidad de anticuerpos.
Los transposones pueden llevar muchos tipos de genes, incluyendo los que dan resistencia a los antibióticos. También pueden contener integrones, que son elementos genéticos que pueden capturar y expresar genes de otras fuentes.
A veces, los transposones no se eliminan con precisión. Pueden llevarse consigo pequeños trozos de ADN cercanos. Esto puede crear nuevos productos genéticos o secuencias inactivas llamadas intrones.
Transposones en animales
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En 2009, se encontró un tipo de transposón llamado hAT en siete especies de animales muy diferentes entre sí. Estas especies se separaron evolutivamente hace 340 millones de años. Entre ellas estaban el Erizo común (Erinaceus europaeus), el Tenrec común (Tenrec ecaudatus), el Oposum americano, el Gálago y una especie de rana.
Lo más interesante de este estudio fue encontrar secuencias de genoma similares entre el erizo y el tenrec. Estos animales se parecen, pero no están emparentados de cerca. El elefante, que está más relacionado con el tenrec, no tiene este transposón.
La posición de este transposón en el genoma varía entre las especies. Esto sugiere que se transmitió de forma horizontal (de una especie a otra) y no vertical (de padres a hijos).
Elemento Alu
Los elementos Alu son un tipo muy común de transposones. Se han usado para estudiar cómo los transposones contribuyen al aumento del tamaño del genoma. Los elementos Alu son ricos en ciertos sitios del ADN y pueden actuar como centros de metilación. Cuando se insertan en genes, pueden causar metilación del ADN y extenderse a otras áreas, lo que se relaciona con la expansión del genoma.
Ver también
Véase también
En inglés: Transposable element Facts for Kids
