Genomas: número de genes, densidad y tamaño

Definición de grupos de referencia

Las personas varían en número, como cuántas personas hay en un país u otro. También variamos en densidad; las ciudades están más densamente pobladas que las comunidades rurales. Y, por supuesto, las personas varían en tamaño. Algunos de nosotros tenemos desafíos verticales y otros tienen que pasar por debajo de una puerta. De manera similar, los genomas también pueden variar en tamaño, número y densidad. Veamos qué significa esto realmente.

Tamaño del genoma

Cuando clasificamos organismos vivos, normalmente organizamos todo en tres dominios. Ellos son: bacterias, arqueas y eucariotas. Las bacterias incluyen, bueno, bacterias. Archaea involucra cosas como microorganismos que viven en entornos realmente locos como manantiales volcánicos. Eukarya nos incluye a ti y a mí, así como a otros animales, hongos y plantas. Una de las formas en que podemos comprender las variaciones en el tamaño del genoma es comparar estos dominios.

En general, la mayoría de los genomas bacterianos tienen entre 1 y 6 millones de pares de bases. Por ejemplo, E. coli , una bacteria, tiene 4,6 millones de pares de bases (que podemos abreviar como 4,6 Mb). Los tamaños del genoma de las arqueas son bastante similares a los de las bacterias, pero en comparación con ambos dominios, muchos genomas eucariotas son más grandes. Un hongo como Saccharomyces cerevisiae tiene alrededor de 12 Mb. ¿Por qué tan poco? Bueno, solo está hecho de una celda. Pero si observamos organismos multicelulares como plantas y animales, entonces sus genomas son de al menos 100 Mb. Los humanos tenemos 3.000 Mb.

El número de genes

La cantidad de genes que tiene un organismo en particular también varía entre los tres dominios, como solo puedes imaginar. En general, las bacterias y las arqueas tienen entre 1.500 y 7.500 genes. Para los eucariotas, este número varía de 5.000 genes para hongos unicelulares a al menos 40.000 genes para algunos organismos multicelulares. Lo que es realmente interesante notar es que la cantidad de genes que tienen los humanos, estimada en unos 21.000 aproximadamente, es en realidad similar a la cantidad de genes que tiene un nematodo casi microscópico (un gusano redondo).

¿Cómo es esto posible? ¿Cómo es que este pequeño cabrón tiene tantos genes como nosotros, pero nos vemos diferentes, actuamos de manera diferente y hemos logrado cosas diferentes? Parte de la respuesta radica en el hecho de que, aunque el número de genes puede ser esencialmente el mismo, la calidad no lo es. Nuestros genes pueden codificar y generar más de una proteína funcional a partir de un gen. La cantidad y diversidad de proteínas que codificamos y generamos es una de las razones por las que hemos evolucionado para ser organismos mucho más complejos que un gusano diminuto con la misma cantidad de genes.

Densidad de genes

La densidad de genes , o el número de genes en una longitud específica de ADN, es otra forma en que se pueden comparar diferentes dominios y especies. La comparación aquí puede sorprenderte. En general, la densidad de genes en eucariotas es menor que la de bacterias y arqueas. Esto significa que, si bien los eucariotas tienen genomas generalmente más grandes, tienen menos genes para un número determinado de pares de bases. Para decirlo de otra manera, un eucariota puede tener un genoma que contiene miles de veces más pares de bases que el que se encuentra en una bacteria, pero ese eucariota solo tendrá 5 o 10 veces más genes, lo que reducirá su densidad genética en comparación con la bacteria. Según la investigación actual, los mamíferos, incluidos los humanos, tienen la densidad genética más baja entre los organismos cuyos genomas se han secuenciado hasta ahora.

Resumen de la lección

Entonces, ¿qué hemos aprendido de la lección de hoy? Las bacterias, arqueas y eucariotas son dominios que varían en el tamaño del genoma, el número de genes y la densidad de genes. En general, se espera que E. coli , una bacteria, así como las arqueas, tengan un genoma más pequeño que los eucariotas, como un hongo como Saccharomyces cerevisiae . De manera similar, su número de genes será menor que el de un eucariota. Sin embargo, la densidad de genes es más baja entre los eucariotas y más alta entre las bacterias y las arqueas. La densidad de genes es el número de genes en una longitud específica de ADN.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador