Genómica comparativa

Archiu:A genome alignment of eight Yersinia isolates.png

Genómica comparativa

La genómica comparativa estudia les semblances i diferències entre genomas de diferents organismes. És un intent de beneficiar-se de l'informació proporcionada per les firmes de la selecció natural per a entendre la funció i els processos evolutius que actuen sobre els genomes. Encara que és encara un camp recent, promet adquirir noves percepcions sobre molts aspectes de l'evolució de les modernes espècies. La cantitat total d'informació continguda en els genomes més complexos (750 Mbp mega pares de bases en el cas del ser humà) requerix l'automatisació dels métodos de la genómica comparativa. La predicció de gens és una aplicació important de la genómica comparativa, com també ho és el descobriment de nous i no codificantes, pero funcionals, elements del genoma.

La genómica comparativa s'aprofita tant de les similituts com de les diferències en les proteïnas, ARN, i regions reguladores de diferents organismes per a inferir cóm la selecció natural ha actuat sobre tals elements. Aquells elements que són responsables de similituts entre diferents espècies es conservarien a través del temps (selecció estabilizadora), mentres que els elements responsables de les diferències entre espècies deurien divergir (selecció direccional). Finalment, aquells elements que no són importants per als successos evolutius de l'organisme no seran conservats (la selecció és neutral).

L'identificació dels mecanismes de l'evolució del genoma eucariota per mig de genómica comparativa és un dels objectius importants d'esta àrea. No obstant, a sovint és complicat donada la multiplicitat d'events que han tingut lloc a través de l'història de linajes individuals, deixant només traces distorsionades i superpostes en el genoma de cada organisme viu. Per esta raó, els estudis per genómica comparativa de menuts organismes modele (el rent, per eixemple) són de gran importància per a alvançar en el nostre coneiximent dels mecanismes generals de l'evolució.

Gens ortólogos i parálogos

Els gens homòlecs possibiliten el reconeiximent de funcions comunes en distints organismes, ya siga gràcies als gens ortologos (gens homòlecs presents en distints organismes que codifiquen proteïnes en la mateixa funció i que han evolucionat per mig de descendència directa) o als gens parálogos (gens homòlecs presents en un mateix organisme que codifiquen proteïnes en funcions similars, pero no idèntiques).

La genómica comparativa es pot enfocar cap a l'estudi de genomes de distints organismes.

Estes comparacions també permeten refinar l'identificació dels gens que codifiquen proteïnes dins d'un genoma determinat. Per eixemple, els exones pertanyents a gens ortólogos estan molt conservats en relació en les seqüències de DNA no codificantes, com les que formen els intrones. Les comparacions simples dels genomes de la rata i el ser humà varen permetre identificar gran cantitat de exones molt conservats. Per la conservació de les seqüències que codifiquen proteïnes no sorgixen ambigüitats quan es desija distinguir exones provinents d'atres seqüències conservades, com els amplificadors. L'anàlisis comparatiu ajuda a identificar exones curts, alguns ubicats prop de l'extrem 5’ del gen i el promotor central, que en freqüència passen inadvertits en els programes de predicció de gens.

Genomes d'orgànuls celulars

Les mitocondrias posseïxen un tipo especial d'ADN, el ADN mitocondrial (ADNmt), que codifica un número llimitat d'ARNs i proteïnes essencials per al desenroll de la funció mitocondrial. Este ADNmt presenta grans variacions d'uns organismes a uns atres. L'orige d'este ADNmt és el procés d'endosimbiosis, la fusió d'una bactèria endosimbiótica en una primitiva cèlula eucariota. La principal funció de les mitocondrias és la formació d'ATP per mig de la fosforilación oxidativa, per lo que seria llògic que els gens que regulen eixa funció es trobaren en el ADNmt. No obstant, molts genomes mitocondrials carixen de molts d'estos importants gens, que sí es troben en el genoma nuclear. Açò és una evidència de la transferència intranuclear de gens.