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Los genes de salto ayudan a la unicidad del detemine de cerebros individuales

Los cerebros son maravillas de la diversidad: ninguna mirada dos lo mismo -- ni siquiera los de gemelos de otra manera idénticos. Los científicos en el instituto de Salk para los estudios biológicos pudieron haber encontrado una explicación para la variedad de desconcierto en la organización y la función del cerebro: elementos movibles, pedazos de DNA que pueden saltar a partir de un lugar en el genoma a otro, cambiando aleatoriamente la información genética en únicas neuronas. Si ocurren suficientes de estos saltos, podrían permitir que los cerebros individuales se conviertan en distintamente maneras diferentes.

“Esta movilidad agrega un elemento de la variedad y adaptabilidad a las neuronas en un sentido darvinista real de la aleatoriedad y de la selección,” dice a Fred H. Gage, profesor y co-culata de cilindro del laboratorio de la genética en el instituto de Salk y el autor importante del estudio publicado en la naturaleza de esta semana. Este proceso de crear diversidad con la ayuda de elementos movibles y después de la selección para el más apto se restringe al cerebro y deja otros órganos inafectados. “Usted no querría ese elemento adicional de la individualidad en su corazón,” él agrega.

Las células del precursor en el cerebro embrionario, que se maduran en las neuronas, observan y actúan más o menos el lo mismo. Con todo, estos precursores dan lugar final a una panoplia de células nerviosas que sean enormemente diversas en forma y la función y juntos forman el cerebro. Determinar los mecanismos que llevan a esta diversificación ha sido un prolongado reto. La “gente ha especulado que pudo haber un mecanismo para crear diversidad en cerebro como hay en el sistema inmune, y la diversidad del sistema inmune es quizás la analogía más cercana que tenemos,” dice el indicador.

En el sistema inmune, los genes que cifran para los anticuerpos están mezclados para crear una amplia variedad de anticuerpos capaces de reconocer un número infinito de antígenos distintos.

En su estudio, los investigadores rastrearon de cerca un único elemento genético movible humano, un supuesto elemento LINE-1 o L1 en células neuronales cultivadas del precursor de ratas. Entonces lo introdujeron en ratones. Cada vez que el elemento dirigido L1 saltó, la célula afectada comenzó a brillar intensamente verde [PORQUÉ?]. “Éramos muy emocionados cuando vimos las células verdes por todo el cerebro en nuestros ratones,” decimos el profesor investigador y al co-autor M. Carolina N. Marchetto, “porque entonces sabíamos que suceso in vivo y que no podría ser despedido como artefacto de la cultura del tejido.”

Los elementos Transposable L1, o los “genes de salto” como se llaman, componen el 17 por ciento de nuestra DNA genomic pero muy poco se saben a menudo sobre él. Casi todos son abandonados en un sitio permanente por las mutaciones que las hacen disfuncionales, pero en seres humanos ciento o así que están libre de moverse vía un mecanismo de la “copia y de la pasta”. Despedido de largo como DNA inútil del galimatías o de los “desperdicios”, los elementos transposable L1 eran probablemente parásitos o sobras intracelulares a partir de nuestro pasado evolutivo distante.

Se ha sabido durante mucho tiempo que los elementos L1 son activos en el testículo y ovarios, que explica cómo él potencialmente desempeña un papel en la evolución pasando en nuevas inserciones a las futuras generaciones. “Solamente nadie ha demostrado nunca movilidad convincentemente en células con excepción de la línea células del germen,” dice el indicador.

Aparte de su actividad en testículo y ovarios, los elementos de salto L1 son no sólo únicos al cerebro adulto pero aparecen suceso también durante los primeros tiempos del revelado de las células nerviosas. Las personas de Salk encontraron inserciones solamente en las células neuronales del precursor que habían llegado ya a su consolidación inicial a convertirse en una neurona. Otros tipos de la célula encontrados en el cerebro, tal como oligodendrocytes y astrocytes, eran inafectados.

Por lo menos en la línea del germen, las copias de L1s aparecen taparse más o menos aleatoriamente en el genoma de su célula huesped. “Pero en células neuronales del progenitor, estos elementos movibles parecen buscar los genes expresados en neuronas. Pensamos que es porque cuando las células comienzan a distinguir las células comienzan a abrir genes y a exponer su DNA a las inserciones,” explique al co-autor Alysson R. Muotri. “Qué hemos mostrado por primera vez somos que una única inserción puede ensuciar la expresión génica e influenciar la función de las células individuales,” él agrega.

Sin embargo, es demasiado temprana informar cuantas veces el movimiento endógeno de los elementos L1 en neuronas humanas y cómo este proceso se regula apretado o qué suceso cuando va este proceso mal, indicador de las cautelas. “Observábamos solamente un elemento L1 con un gen del marcador y podemos decirlo solamente que la movilidad es probable considerablemente más para los elementos endógenos L1,” agregamos.