Si el ADN basura no tiene ningún propósito, ¿por qué no lo eliminamos y vemos qué sucede?

Respuesta corta: si.

Respuesta más larga: un estudio de 2004 eliminó dos regiones grandes de ratones, con un total de aproximadamente 2,5 millones de pares de bases, un poco menos del 0,1% del genoma del ratón, y no encontró efectos adversos. Si las regiones estaban completamente compuestas por “ADN basura” depende de su definición de ADN basura, pero no tenían ningún gen u otro elemento funcional conocido. Sí contenían algunos “elementos ultraconservados”, que son regiones cortas de ADN un tanto misteriosas que son extremadamente similares en muchas especies relacionadas distantes, lo que implica que algo impide que muten libremente, pero no tienen una función conocida.

El artículo se titula “Las supresiones en la megabase de desiertos genéticos dan como resultado ratones viables”.
Enlace: http://www.nature.com/nature/jou…

En un comunicado de prensa, uno de los autores dijo que habían hecho eliminaciones más grandes y no habían visto ningún efecto, pero curiosamente no he podido encontrar ningún artículo posterior sobre el tema. Realmente molesto, porque a largo plazo, un estudio de muchas generaciones sería muy interesante de ver. Además de eliminaciones cada vez más grandes … sería fascinante conocer el “genoma mínimo” del ratón.

Esto se ha hecho.
Los ratones lo hacen bien sin ‘ADN basura’

Una advertencia aquí, solo alrededor del 1% del genoma del ratón fue eliminado y de ninguna manera creo que todo lo que se llama basura sea verdaderamente basura. Sin embargo, cuando se pueden eliminar grandes porciones del genoma sin consecuencias, eso sugiere que hay ADN superfluo en el genoma.

Primero, el término ADN “basura” no significaba que no tenía ningún propósito. Era un nombre de broma, como nombrar a un gen Sonic Hedgehog como el personaje del videojuego. Desafortunadamente, muchas personas (casi todos los creacionistas) han tomado el nombre en una definición común en lugar de lo que realmente significaba.

El ADN “basura” simplemente se refería al ADN que no codificaba las proteínas. No creo que ningún científico haya pensado que no tuviera ningún propósito. Como mínimo, se pensaba que las secuencias palindrómicas ayudaban a plegar el ADN. Después de todo, si el ADN fuera lineal, la longitud de un cromosoma (cadena de ADN) sería de aproximadamente 2 pulgadas o 65 mm. Como la celda solo tiene 10 um de diámetro, es mucho más larga que la celda ancha. Por lo tanto, el ADN tiene que estar estrechamente plegado para que quepa dentro del núcleo. Esa sería una función del ADN “basura”.

Luego resultó que las longitudes de ADN antes de la proteína eran regiones reguladoras. Otras moléculas (proteínas, miRNA, lcRNA) que se unen a esas regiones determinarán si la proteína se transcribe al mRNA (expresado) o no. Y seamos sinceros, no todas las células expresan los 20,000 genes. Si lo hicieran, entonces todas las células serían idénticas. Sin embargo, las células en los humanos son muy diferentes unas de otras. Una célula de la piel es muy diferente de una neurona, por ejemplo, que es muy diferente de una célula del músculo esquelético. Así que algo de ADN “basura” estaba involucrado con la activación o desactivación de la expresión de las regiones codificantes.

También dentro del ADN “basura” estaban las regiones que codificarían el ARN ribosomal y el ARN de transferencia. Ambos son necesarios para traducir el ARNm a proteínas en los ribosomas.

En los últimos 5 años, los científicos han descubierto que dentro del ADN “basura” hay extensiones de ADN que codifican microRNAs (miRNAs) y RNAs de larga codificación (lcRNAs). Como dice el artículo que publicó Eric, se ha demostrado que estos ARN tienen una amplia variedad de funciones reguladoras. Son algunas de las moléculas que se unen a la región reguladora de los genes.

Como señaló el artículo, muchas regiones del ADN “basura” están altamente conservadas, lo que significa que la selección natural ha mantenido la secuencia de la misma manera. Esto implica que hay una función, porque cambiar la secuencia interrumpiría la función. No sabemos cuál es la función.

El papel extrajo solo el 1% del ADN. Aun así, hubo cambios: “Y de más de 100 pruebas realizadas en tejidos de ratones para evaluar la actividad de los genes, solo dos mostraron cambios”. 2 cambios. Pero estos cambios no tienen ningún efecto manifiesto . OTOH, son solo 100 pruebas (mucho más por hacer), y no parece que hayan eliminado a los ratones durante toda su vida útil. En cambio, señalaron que no hubo diferencias en 25 semanas (6 meses). Pero como los ratones pueden vivir hasta 2 años, estos ratones eran equivalentes a los humanos de 30 años. Como la gente advirtió:

“Knowles advierte que el estudio no prueba que el ADN no codificante no tenga ninguna función.” Esos ratones estaban vivos, eso es lo que sabemos de ellos “, dice.” No sabemos si tienen anomalías que no tenemos. prueba de t para “.

David Haussler, de la Universidad de California en Santa Cruz, quien investigó por qué se conservan las regiones genéticas, dice que el estudio de Rubin no da ninguna pista de que el ADN eliminado tenga una función. Pero también cree que las regiones no codificadas pueden tener un efecto demasiado sutil como para ser recogido en las pruebas hasta el momento.

“La supervivencia en el laboratorio durante una o dos generaciones no es lo mismo que una competencia exitosa en la naturaleza durante millones de años”, argumenta. “La selección darwiniana es una prueba más dura”.

Unas pocas cosas:

La chatarra no puede ser enteramente chatarra. Existe cierta evidencia de que las secuencias aleatorias en la categoría de chatarra pueden, en raras ocasiones, ser reclutadas como parte de nuevos genes. Además, parte del ADN basura que llamamos intrones, el ADN chatarra incrustado en porciones de genes, podría ayudar a que nuestros genes sean más modulares, permitiendo que se generen múltiples versiones de proteínas a partir de un solo gen.

En segundo lugar, algunas personas, incluyéndome a mí mismo, sospechan que tener un montón de ADN basura es ventajoso al menos de una manera, al proporcionar una gran cantidad de secuencias en las que se puede insertar ADN viral (o elementos transponibles). Si nuestro ADN no estuviera compuesto por nada más que genes y una secuencia reguladora, cualquier virus con el que nos encontremos y que se insertara en nuestro ADN tendría que estar rompiendo un gen, y algunos de esos genes nunca queremos que se rompan, como los reguladores del crecimiento o la apoptosis. Factores inductores. Sin embargo, tal como está, la mayor parte de nuestro ADN es bastante seguro para que un virus se oculte, al menos fuera de que nos infecte.

Por último, el nuevo ADN basura se está haciendo todo el tiempo. Ser totalmente libre de chatarra sería una condición corta.

Respuesta corta: no con el ADN “basura”, necesariamente.

Respuesta larga: no con el ADN “basura”, pero está prácticamente garantizado que parte del ADN “basura” ofrece muchas ventajas en varios tipos de situaciones específicas. Hubo un documento reciente a este efecto que examinó provirus, o ADN similar al virus que se conserva evolutivamente, en E. coli. En pocas palabras, la eliminación de los elementos provirales hizo que la E. coli fuera mucho más propensa a los eventos de estrés. Teniendo en cuenta que hemos evolucionado en el contexto de todas estas integraciones de retrovirus aleatorios y otras cosas, es extremadamente probable que al menos algunos de estos eventos confieran algún tipo de ventaja (también hay un artículo que discute un ejemplo real de esto en un contexto de mamíferos, pero no recuerdo su título).

Bits y trozos de ADN basura se eliminan todo el tiempo.

Uno de los fragmentos más grandes de ADN no deseado en humanos son las secuencias LINE y SINE. Estas son secuencias repetitivas de ADN parásito que pueden copiarse a sí mismas, separarse del genoma y reinsertarse en otro lugar al azar. La mayoría no tiene ninguna función, y en total comprenden más del 50% del genoma humano de dar o recibir.

Las secuencias LINE y SINE se usan en las huellas dactilares del ADN, porque son tan variables que difieren entre los individuos; las secuencias LINE y SINE tienen un número diferente de repeticiones, y son diferentes en longitud, incluso entre padres e hijos.

Eso significa que si tiene una secuencia LINE o SINE más corta que la de su (s) padre (s), una mutación aleatoria eliminó parte de su secuencia LINE o SINE cuando se crearon los gametos que más tarde se convirtieron en usted. Bien, el único efecto significativo sería que si cometieras un asesinato y trataras de encuadrar a tu padre por el crimen, las agencias legales tendrían una buena oportunidad de atrapar a tu bastardo.

Eliminar TODO el ADN basura de un organismo de prueba como parte de un experimento es actualmente algo que está más allá de nuestra capacidad de hacer, en parte porque todavía no hemos identificado cuáles son todas las secuencias de ADN basura, en parte porque hay MUCHA ADN de basura para eliminar, en parte porque algunas de las regiones de ADN no deseado se mutan tan rápidamente que se genera nuevo ADN no deseado con cada generación, y en parte porque la naturaleza de nuestras actuales estructuras de financiamiento para la investigación no podría aprobar un presupuesto lo suficientemente grande para llevar a cabo la tarea.

La misma razón por la que parte del código en la mayoría de las aplicaciones, en el software, todavía se comenta y no se elimina. Control de versiones.

¿Es una mala práctica dejar el código comentado en los lanzamientos de producción?

Puedes encontrar muchos ejemplos de esto en la web.

El código basura no es realmente basura si funciona como un punto integral en el código funcional principal. Existe porque los futuros desarrolladores comprenderán las versiones anteriores de la funcionalidad y por qué se eliminaron, actualizaron y actualizaron algunas cosas.

Después de todo, no puede instalar Team Foundation en su médula ósea.

Eventualmente, este código no deseado se elimina a medida que la funcionalidad principal del código mejora y gana eficiencia, a medida que evoluciona.

No puedes eliminar el código basura a voluntad y “ver qué pasa”, es un poco más complejo que eso.

El ADN basura también sirve como un objetivo de señuelo para el daño del ADN, por lo tanto, el ADN funcional tiene menos posibilidades de dañarse. La sección de ADN chatarra de daños aleatorios del ADN no produce ningún cambio fenotípico, es básicamente neutral.

La “basura” de una persona es el tesoro de otra persona. Ver: Tesoros ocultos en el ADN basura.