Causas de las diferencias en las tasas de sustitución de nucleótidos en genes codificantes para proteínas mitocondriales de mamíferos

Abstract

[esp] La disponibilidad de múltiples bases de datos sobre las secuencias de DNA que codifican para proteínas mitocondriales de mamíferos permite los análisis de parámetros propios de la evolución molecular, tales como la tasa de sustitución sinónima y no sinónima respecto a parámetros biológicos como el tiempo de generación o la masa corporal de distintas especies. En este trabajo final de grado se pretenden estudiar estas relaciones. Con objeto de realizar un seguimiento sobre las bases de datos que disponen genomas mitocondriales de mamíferos y, poder así demostrar la hipótesis de que en los mamíferos más grandes se ha seleccionado como modelo evolutivo un tiempo de vida más largo, con un metabolismo más lento y un número menor de generación de individuos, produciendo así, una menor probabilidad de acumular mutaciones en este genoma. Como sabemos las mitocondrias tienen un sistema de replicación relativamente independiente al nuclear, y se replica durante cualquier etapa del ciclo celular, cosa que influye en el número de veces que este DNA es copiado (mayor número de copias, mayor probabilidad de acumular mutaciones). Además están más expuestas a estas sustituciones puesto que su propio metabolismo genera radicales libres de oxígeno (ROS) capaces de alterar su propio genoma. La falta de sistemas antioxidantes y reparadores en dichos orgánulos y una ƴ polimerasa mitocondrial con una fidelidad diferente, entre otros.

[eng] Multiple databases have DNA sequences of proteins mitochondrial coding genes from mammals, thus allowing us relating molecular evolution parameters as non-synonymous and synonymous nucleotide substitutions with biological ones such as generation length or body mass of different taxa. This project essay pretends to study these relationships. In order to review the mitochondrial databases of mammals for coding protein-genes, and explore the hypothesis in larger body-size mammals evolution has selected towards an increase of body mass, life-span and generation time , slower metabolism, as resulting in a higher probability to accumulate mutations in the mitochondrial genome. As we known mitochondria have an system independent from the nucleus, it can be replicated at every stage in the cell cycle, which influences the number of times that DNA it is copied (as higher number of replications, higher probability to store mutations). Furthermore, mitochondrias are more exposed to these nucleotide substitutions as a consequence of their metabolism, which typically generates free oxygen radicals (ROS) that are mutagenic. The lack of antioxidant and repair systems at these organelles plus the lower fidelity of the mitochondrial polymerase should lead to a higher non synonymous and synonymous substitution rates.