Indel

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.

En bioloxía molecular indel é un tipo de mutación. A palabra é unha contracción de inserción e deleción, xa que implica a inserción de nucleótidos e/ou a súa eliminación (deleción). A definición exacta do termo é diferente en distintos campos:

  • En estudos evolutivos moleculares, indel significa unha inserción ou deleción,[1][2] é dicir, é unha clase de mutación na que están implicadas insercións, delecións ou unha combinación de ambas as dúas,[3][4][5] incluíndo tamén os eventos de deleción ou inserción que tiveron lugar con moitos anos de separación.[6]
  • Nos estudos de mutacións xerminais e somáticas, indel describe un tipo especial de mutación que dá lugar a unha inserción e deleción colocalizadas (xuntas ou próximas) que teñen como resultado unha ganancia ou perda neta de nucleótidos. Neste campo, microindel defínese como un indel que orixina unha ganancia ou perda neta de 1 a 50 nucleótidos.[7]

O termo indel nos últimos anos foi adoptado polos científicos que estudan o xenoma para usalo no senso descrito antes. Isto foi un cambio con respecto ao seu uso orixinal, que xurdiu en sistemática (estudo da clasificación e parentesco entre os grupos de seres vivos). En sistemática, os investigadores que estudaban o xenoma podían encontrar diferenzas entre secuencias do ADN, por exemplo entre dúas especies, pero éralles imposible deducir a partir delas se unha especie perdeu a secuencia ou outra a gañou. Por exemplo, a especie A ten unha secuencia de 4 guaninas (G) nun locus e a especie B ten 5 G nese mesmo locus. Se descoñecemos o modo de selección, non se pode dicir se a especie A perdeu unha G (un "episodio de deleción") ou a especie B gañou unha G (un "episodio de inserción"). Este tipo de cambios denomínase "indel".

En estudos bioinformáticos pode poñerse en evidencia a presenza de indeis cando se efectúa unha comparación por medio dun programa de aliñamento de secuencias. O termo indel foi inventado polo matemático Joseph Kruskal e foi introducido porque a noción de inserción ou deleción é relativa segundo cal sexa a secuencia que se utilice como referencia nas comparacións: a unha inserción nunha secuencia correspóndelle unha deleción na secuencia coa que é comparada. Deste modo, o indel permite designar globalmente a variación biolóxica sen prexulgar de que secuencia é a referencia.[8] Estímase que o xenoma humano contén uns 500.000 sitios polimórficos correspondentes a indeis.[9].

Distincións[editar | editar a fonte]

Cómpre diferenciar un indel dunha mutación puntual. Mentres que o indel inserta e deleciona nucleótidos dunha secuencia, unha mutación puntual é unha substitución que cambia un dos nucleótidos por outro.

Os indeis tamén hai que diferencialos das Mutacións de Bases Tándem (Tandem Base Mutations, TBM), que se orixinan por mecanismos completamente diferentes.[10] Unha TBM defínese como unha substitución en nucleótidos adxacentes, principalmente substitucións en dous nucleótidos adxacentes, pero tamén se observaron substitucións en tres nucleótidos adxacentes.[11]

Indel e corremento da pauta de lectura[editar | editar a fonte]

Nas rexións codificantes do xenoma, a menos que a lonxitude do indel sexa múltiplo de 3, o indel producirá unha mutación por corremento da pauta de lectura. Por exemplo, un microindel común que dá lugar a un corremento da pauta de lectura causa a síndrome de Bloom, relativamente frecuente na poboación xaponesa.[12]

Un cambio de tipo indel dunha soa base do ADN que codificaba parte dun ARNm orixina un "corremento da pauta de lectura" á hora de traducir o ARNm e podería tamén orixinar a aparición dun codón de stop inapropiado. Os indeis que non son múltiplos de 3 son especialmente raros nas rexións codificantes, pero relativamente comúns en rexións non codificantes (onde o cambio non produce danos). Calcúlase que cada persoa ten entre 192 e 280 indeis de corremento da pauta de lectura [13]. Porén, a frecuencia absoluta de indeis na maioría dos xenomas coñecidos, humanos incluídos, tende a ser marcadamente máis baixo ca as substitucións de bases, excepto preto das rexións altamente repetitivas, como os homopolímeros e microsatélites.

Estudos filoxenéticos[editar | editar a fonte]

Os indeis definidos como insercións ou delecións, poden utilizarse como marcadores xenéticos de poboacións naturais, especialmente en estudos filoxenéticos.[14][15]

Os indeis sinatura conservados son moi importantes nos estudos filoxenéticos.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Kondrashov AS, Rogozin IB (2004). "Context of deletions and insertions in human coding sequences". Hum. Mutat. 23 (2): 177–85. doi:10.1002/humu.10312. PMID 14722921. 
  2. Ogurtsov AY, Sunyaev S, Kondrashov AS (2004). "Indel-based evolutionary distance and mouse-human divergence". Genome Res. 14 (8): 1610–6. doi:10.1101/gr.2450504. PMC 509270. PMID 15289479. 
  3. William M. Gelbart; Lewontin, Richard C.; Griffiths, Anthony J. F.; Miller, Jeffrey H. (2002). Modern genetic analysis: integrating genes and genomes. New York: W.H. Freeman and CO. p. 736. ISBN 0-7167-4382-5. 
  4. Gregory TR (2004). "Insertion-deletion biases and the evolution of genome size". Gene 324: 15–34. doi:10.1016/j.gene.2003.09.030. PMID 14693368. 
  5. Halangoda A, Still JG, Hill KA, Sommer SS (2001). "Spontaneous microdeletions and microinsertions in a transgenic mouse mutation detection system: analysis of age, tissue, and sequence specificity". Environ. Mol. Mutagen. 37 (4): 311–23. doi:10.1002/em.1038. PMID 11424181. 
  6. Sachin apurwa, Wilson MD, Rubio JM, Post RJ (2004). "A molecular marker for the identification of Simulium squamosum (Diptera: Simuliidae)". Ann Trop Med Parasitol 98 (2): 197–208. doi:10.1179/000349804225003118. PMID 15035730. 
  7. Gonzalez KD; Hill KA; Li K; et al. (2007). "Somatic microindels: analysis in mouse soma and comparison with the human germline". Hum. Mutat. 28 (1): 69–80. doi:10.1002/humu.20416. PMID 16977595. 
  8. Sankoff, D.; Kruskal, J.B. (1983). Time warps, string edits, and macromolecules: The theory and practice of sequence comparaison. (en inglés). Addison-Wesley. ISBN 0201078090. 
  9. Mills, R.E.; Luttig, C.T.; Larkins, C.E.; Beauchamps, A.; Tsui, C.; Pittard, W.S.; Devine, S.E. (2006). "An initial map of insertion and deletion (INDEL) variation in the human genome". Genome research (en inglés) 16: 1182–1190. doi:10.1101/gr.4565806. PMID 16902084. 
  10. Hill KA, Wang J, Farwell KD, Sommer SS (2003). "Spontaneous tandem-base mutations (TBM) show dramatic tissue, age, pattern and spectrum specificity". Mutat. Res. 534 (1–2): 173–86. doi:10.1016/S1383-5718(02)00277-2. PMID 12504766. 
  11. Buettner VL, Hill KA, Halangoda A, Sommer SS. 1999. Tandem-based mutations occur in mouse liver and adipose tissue preferentially as G:C to T:A transversions and accumulate with age. Environ Mol Mutagen 33:320–324.
  12. Kaneko T, Tahara S, Matsuo M (1996). "Non-linear accumulation of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine, a marker of oxidized DNA damage, during aging". Mutat. Res. 316 (5–6): 277–85. PMID 8649461. 
  13. 1000 Genomes Project, Consortium; Durbin, RM, Abecasis, GR, Altshuler, DL, Auton, A, Brooks, LD, Durbin, RM, Gibbs, RA, Hurles, ME, McVean, GA (2010-10-28). "A map of human genome variation from population-scale sequencing". Nature 467 (7319): 1061–73. doi:10.1038/nature09534. PMC 3042601. PMID 20981092. 
  14. Väli U, Brandström M, Johansson M, Ellegren H (2008). "Insertion-deletion polymorphisms (indels) as genetic markers in natural populations". BMC Genetic 9: 8. doi:10.1186/1471-2156-9-8. PMC 2266919. PMID 18211670. 
  15. Erixon P, Oxelman B (2008). Volff, Jean-Nicolas, ed. "Whole-gene positive selection, elevated synonymous substitution rates, duplication, and indel evolution of the chloroplast clpP1 gene". PLoS ONE 3 (1): e1386. doi:10.1371/journal.pone.0001386. PMC 2148103. PMID 18167545.