Analisis de patrones globales de evolucion genomica

Resumo

El análisis comparativo de genomas nos está permitiendo integrar cantidades masivas de datos de forma que éstos pueden ser contextualizados desde una perspectiva biológica y funcional. En la presente tesis, pretendemos integrar datos de secuencias biológicas para analizar patrones globales de evolución genómica. Dos aspectos nos resultan de especial interés: 1) los patrones globales de variación de secuencias de DNA a escala cromosómica o genómica; y 2) los cambios en la intensidad del régimen selectivo sobre genes duplicados. Para ello hemos mejorado y aplicado diferentes estrategias de análisis que se centran básicamente en la comparación de frecuencias de palabras de DNA (estrategia que hemos denominado perfilado de oligonucleótidos, implementada en el programa UVWORD) y en la detección de cambios de restricción funcional durante la evolución de grandes familias génicas (estrategia implementada en el programa UVPAR). Mediante perfilado de oligonucleótidos hemos podido analizar desde una nueva perspectiva el patrón global de evolución de las secuencias de DNA del cromosoma X en Drosophila. Aquí demostramos que: i) el cromosoma X de las especies del género Drosophila posee una composición nucleolídica global que lo diferencia de los autosomas, mientras que la composición de los autosomas es similar y homogénea entre ellos; ii) que gran parte de la especificidad del cromosoma X se debe a la mayor acumulación de secuencias repetitivas simples; iii) debe existir una fuerza evolutiva que favorezca que los cromosomas X de una especie posean una composición específica y óptima, hacia la cual convergen los cromosomas X de reciente formación, como ocurre con el brazo XR de Drosophila pseudoobscura. Las proteínas implicadas en el mecanismo de compensación de dosis (MSLs) en Drosophila reconocen exclusivamente al cromosoma X, al cual se unen. En consecuencia, el cromosoma X debe tener una serie de secuencias exclusivas, esto es, específicas, no presentes en los autosomas. La detección de secuencias X-específicas nos ha pennitino correlacionar estas secuencias con las regiones de unión del complejo de compensación de dosis. Así, hemos observado que las secuencias derivadas del motivo degenerado AG(ACG)(AT)(CG)(CG)A(CG)(ACG)A(CG) son significativamente más frecuentes en las regiones de unión de los MSLs que en el resto del cromosoma X. Finalmente, la mejora y puesta apunto de una estrategia para la detección de cambios de restricción funcional en genes duplicados nos ha permitido detectar una relajación en las restricciones funcionales del gen duplicado Hoxb7b en Xenopus laevis así como en un duplicado específico de euteleósteos del gen y-sinucleína, que hemos llamado sinucleína y1.