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Tetrahymena thermophila

Tetrahymena thermophila es una especie de Ciliophora de la familia Tetrahymenidae . [1] Es un protozoo de vida libre y se encuentra en agua dulce. [2]

Hay poca información sobre la ecología y la historia natural de esta especie, [3] pero es la especie más conocida y estudiada del género Tetrahymena . [4] : 12  La especie se ha utilizado como organismo modelo para la biología molecular y celular . [5] También ha ayudado en el descubrimiento de nuevos genes , así como a comprender los mecanismos de función de ciertos genes. [6] Los estudios sobre esta especie han contribuido a importantes descubrimientos en biología. [5]

Por ejemplo, el locus MAT encontrado en esta especie ha proporcionado una base para la evolución de los sistemas de apareamiento . [7] : 6–7 

Al principio se consideró que la especie era una forma de Tetrahymena pyriformis . [8] : 258  T. malaccensis es el pariente más cercano de T. thermophila . [4] : 284 

Características

Mide aproximadamente 50 μm de largo. [9] Un rasgo famoso por el que se conoce a esta especie es que tiene 7 tipos de apareamiento diferentes, a diferencia de la mayoría de los organismos eucariotas, que generalmente solo tienen 2. [4] : 84 

Taxonomía

T. thermophila, junto con otras especies de Tetrahymena, se agruparon originalmente en una sola especie llamada Tetrahymena pyriformis . T. thermophila primero se llamó T. pyriformis variedad 1 y luego T. pyriformis syngen 1. [6] Más tarde, en 1974 , se le cambió el nombre a T. thermophila. [10] : 4 

Genética

Tetrahymena thermophila tiene alrededor de 200 millones de nucleótidos [11] : 181  y 27 mil genes en su genoma nuclear. [12]

También presenta dimorfismo nuclear : dos tipos de núcleos celulares . Tienen un macronúcleo más grande, no germinal , y un micronúcleo germinal pequeño en cada célula al mismo tiempo y estos dos llevan a cabo diferentes funciones con propiedades citológicas y biológicas distintas. Esta versatilidad única ha permitido a los científicos utilizar Tetrahymena para identificar varios factores clave relacionados con la expresión génica y la integridad del genoma. Además, Tetrahymena posee cientos de cilios y tiene estructuras de microtúbulos complicadas , lo que lo convierte en un modelo óptimo para ilustrar la diversidad y las funciones de las matrices de microtúbulos. [13]

Reparación del ADN

Cuando T. thermophila se expone a la luz ultravioleta, se produce un aumento de más de 100 veces en la expresión del gen de la enzima reparadora del ADN Rad51 . [14] El tratamiento con el agente alquilante del ADN metilmetanosulfonato también resultó en niveles sustancialmente elevados de proteína Rad 51. Estos hallazgos sugieren que los ciliados como T. thermophila utilizan una vía de recombinación dependiente de Rad51 para reparar el ADN dañado.

La recombinasa Rad51 de T. thermophila es un homólogo de la recombinasa RecA de Escherichia coli . En T. thermophila , Rad51 participa en la recombinación homóloga durante la mitosis , la meiosis y en la reparación de roturas de doble cadena. [15] Durante la conjugación, Rad51 es necesario para completar la meiosis. La meiosis en T. thermophila parece emplear una vía dependiente de Mus81 que no utiliza un complejo sinaptonémico y se considera secundaria en la mayoría de los otros eucariotas modelo . [16] Esta vía incluye la resolvasa Mus81 y la helicasa Sgs1. La helicasa Sgs1 parece promover el resultado sin entrecruzamiento de la reparación recombinacional meiótica del ADN, [17] una vía que genera poca variación genética.

Reproducción

La especie se reproduce por fisión asexual, pero también participa en la "conjugación", en la que dos células se unen e intercambian gametos . [18] La conjugación da como resultado cigotos (uno en cada célula), y los cigotos continúan desarrollándose en los dos núcleos separados de cada célula, mientras que los núcleos viejos se destruyen. [19] En la naturaleza, la especie es exogamia. [8] : 259 

Tetrahymena thermophila tiene 7 tipos de apareamiento determinados por un solo locus con varios alelos . [20] : 361  Los tipos de apareamiento se denominan I, II, III, IV, V, VI y VII. [21]

Los tipos de apareamiento pueden reproducirse en 21 combinaciones diferentes, y un Tetrahymena no puede aparearse con su propio tipo. Cada organismo "decide" en qué sexo se convertirá durante el apareamiento, a través de un proceso estocástico . [13]

Aparición

La especie vive en agua dulce . [19] Generalmente vive en arroyos, estanques y lagos. [8] : 258 

La filogeografía de la especie es bastante inexplorada; se ha observado a lo largo de la costa este de los Estados Unidos , pero no se ha observado en otros continentes [3] y actualmente solo se informa de ella en América del Norte . [4] : 280  Sin embargo, se ha dicho que está presente en todo el mundo. [21]

Historia

Desde la década de 1930 se sabe que la especie tiene 7 tipos de apareamiento . [22]

Los antígenos inmovilizados que se encontraron en esta especie fueron explorados por primera vez por los trabajadores del laboratorio de Ray Owen. [10] : 14 

En 1953, el locus MAT en esta especie fue descrito por primera vez por David L. Nanney. [13]

En 1982, el intrón del grupo 1 fue descubierto ubicado en la transcripción del ARNr de esta especie [23] : 82  por Thomas Cech y sus colaboradores. [24] : 205  Este fue considerado el primer ribozima , un trozo de ARN que puede catalizar una reacción, en este caso el autoempalme de una transcripción primaria sin la ayuda de proteínas. [23] : 82  Cech más tarde también descubrió el ARN enzimático en esta especie. [25]

La telomerasa y los telómeros también fueron descubiertos por primera vez en esta especie [26] por Elizabeth Blackburn y Carol Greider . [27] [28] Más tarde, la estructura crio-EM de la telomerasa se informó por primera vez en T. thermophila , seguida unos años más tarde por la estructura crio-EM de la telomerasa en humanos. [29]

El primer informe de actividad de la histona acetiltransferasa (HAT) se informó en esta especie en el año 1995. [30] La primera HAT tipo A se descubrió en esta especie. [31]

Referencias

  1. ^ "Tetrahymena thermophila" en la Enciclopedia de la Vida
  2. ^ "Puntos a abordar en un libro blanco". www.lifesci.ucsb.edu . Consultado el 14 de octubre de 2021 .
  3. ^ ab Katz, Laura A.; Snoeyenbos-West, Oona; Doerder, F. Paul (1 de marzo de 2006). "Patrones de evolución de proteínas en Tetrahymena thermophila: implicaciones para las estimaciones del tamaño efectivo de la población". Biología molecular y evolución . 23 (3): 608–614. doi : 10.1093/molbev/msj067 . ISSN  0737-4038. PMID  16308338.
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