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Indel

Indel ( inserción - deleción ) es un término de biología molecular que designa una inserción o deleción de bases en el genoma de un organismo. Las indeles de ≥ 50 bases de longitud se clasifican como variantes estructurales . [1] [2]

En las regiones codificantes del genoma, a menos que la longitud de un indel sea un múltiplo de 3, producirá una mutación por desplazamiento del marco de lectura . Por ejemplo, un microindel común que da como resultado un desplazamiento del marco de lectura causa el síndrome de Bloom en la población judía o japonesa. [3] Los indels pueden contrastarse con una mutación puntual . Un indel inserta o elimina nucleótidos de una secuencia, mientras que una mutación puntual es una forma de sustitución que reemplaza uno de los nucleótidos sin cambiar el número total en el ADN. Los indels también pueden contrastarse con las mutaciones de bases en tándem (TBM), que pueden resultar de mecanismos fundamentalmente diferentes. [4] Una TBM se define como una sustitución en nucleótidos adyacentes (principalmente sustituciones en dos nucleótidos adyacentes, pero se han observado sustituciones en tres nucleótidos adyacentes). [5]

Los indels, ya sean inserciones o deleciones, se pueden utilizar como marcadores genéticos en poblaciones naturales, especialmente en estudios filogenéticos . [6] [7] Se ha demostrado que las regiones genómicas con múltiples indels también se pueden utilizar para procedimientos de identificación de especies. [8] [9] [10]

Un cambio de indel de un solo par de bases en la parte codificante de un ARNm da como resultado un cambio de marco durante la traducción del ARNm que podría conducir a un codón de terminación inapropiado (prematuro) en un marco diferente. Los indeles que no son múltiplos de 3 son particularmente poco comunes en las regiones codificantes, pero relativamente comunes en las regiones no codificantes. [11] [12] Hay aproximadamente 192-280 indeles con cambio de marco en cada persona. [13] Es probable que los indeles representen entre el 16% y el 25% de todos los polimorfismos de secuencia en humanos. [14] En la mayoría de los genomas conocidos, incluidos los humanos, la frecuencia de indeles tiende a ser notablemente menor que la de los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) , excepto cerca de regiones altamente repetitivas, incluidos homopolímeros y microsatélites . [15]

En los últimos años, los científicos del genoma han adoptado el término "indel" para utilizarlo en el sentido descrito anteriormente. Esto supone un cambio con respecto a su uso y significado original, que surgió de la sistemática . En la sistemática, los investigadores podían encontrar diferencias entre secuencias, como las de dos especies diferentes, pero era imposible inferir si una especie perdía la secuencia o la otra la ganaba. Por ejemplo, la especie A tiene una serie de 4 nucleótidos G en un locus y la especie B tiene 5 G en el mismo locus. Si se desconoce el modo de selección, no se puede saber si la especie A perdió una G (un evento de "deleción") o si la especie B ganó una G (un evento de "inserción"). Cuando no se puede inferir la dirección filogenética del cambio de secuencia, el evento de cambio de secuencia se denomina "indel". [ cita requerida ]

Utilizando modelos de ratón con inmunoglobulina de pasajero, un estudio descubrió que los eventos de indel más frecuentes son los indeles de ±1 par de bases (pb) dependientes de la citidina desaminasa inducida por activación (AID), que pueden conducir a resultados perjudiciales, mientras que los indeles en marco más largos fueron resultados raros. [16]

Véase también

Referencias

  1. ^ Mahmoud, Medhat; Gobet, Nastassia; Cruz-Dávalos, Diana Ivette; Mounier, Ninon; Dessimoz, Christophe; Sedlazeck, Fritz J. (2019). "Llamado de variante estructural: lo esencial". Genome Biology . 20 (1): 246. doi : 10.1186/s13059-019-1828-7 . PMC  6868818 . PMID  31747936.
  2. ^ Ebert, Peter; et al. (2021). "Genomas humanos diversos resueltos por haplotipos y análisis integrado de la variación estructural". Science . 372 (6537): eabf7117. doi :10.1126/science.abf7117. PMC 8026704 . PMID  33632895. 
  3. ^ Kaneko T, Tahara S, Matsuo M (mayo de 1996). "Acumulación no lineal de 8-hidroxi-2'-desoxiguanosina, un marcador de daño oxidado del ADN, durante el envejecimiento". Mutation Research . 316 (5–6): 277–285. doi :10.1016/S0921-8734(96)90010-7. PMID  8649461.
  4. ^ Hill KA, Wang J, Farwell KD, Sommer SS (enero de 2003). "Las mutaciones espontáneas de base en tándem (TBM) muestran una especificidad espectacular en cuanto a tejido, edad, patrón y espectro". Mutation Research . 534 (1–2): 173–186. doi :10.1016/S1383-5718(02)00277-2. PMID  12504766.
  5. ^ Buettner VL, Hill KA, Halangoda A, Sommer SS (1999). "Las mutaciones de base en tándem ocurren en el hígado y el tejido adiposo de ratones preferentemente como transversiones de G:C a T:A y se acumulan con la edad". Mutagénesis ambiental y molecular . 33 (4): 320–324. doi :10.1002/(SICI)1098-2280(1999)33:4<320::AID-EM9>3.0.CO;2-S. PMID  10398380. S2CID  37019230.
  6. ^ Väli U, Brandström M, Johansson M, Ellegren H (enero de 2008). "Polimorfismos de inserción-deleción (indels) como marcadores genéticos en poblaciones naturales". BMC Genetics . 9 : 8. doi : 10.1186/1471-2156-9-8 . PMC 2266919 . PMID  18211670. 
  7. ^ Erixon P, Oxelman B (enero de 2008). Volff JN (ed.). "Selección positiva de genes completos, tasas elevadas de sustitución sinónima, duplicación y evolución de indel del gen clpP1 del cloroplasto". PLOS ONE . ​​3 (1): e1386. Bibcode :2008PLoSO...3.1386E. doi : 10.1371/journal.pone.0001386 . PMC 2148103 . PMID  18167545. 
  8. ^ Pereira F, Carneiro J, Matthiesen R, van Asch B, Pinto N, Gusmão L, Amorim A (diciembre de 2010). "Identificación de especies mediante análisis multiplex de secuencias de longitud variable". Investigación de ácidos nucleicos . 38 (22): e203. doi : 10.1093/nar/gkq865. PMC 3001097 . PMID  20923781. 
  9. ^ Nakamura H, Muro T, Imamura S, Yuasa I (marzo de 2009). "Identificación forense de especies basada en la variación del tamaño de las regiones hipervariables del ADN mitocondrial". Revista Internacional de Medicina Legal . 123 (2): 177–184. doi :10.1007/s00414-008-0306-7. PMID  19052767. S2CID  10531572.
  10. ^ Taberlet P, Coissac E, Pompanon F, Gielly L, Miquel C, Valentini A, et al. (26 de enero de 2007). "Poder y limitaciones del intrón trnL (UAA) del cloroplasto para la codificación del ADN de las plantas". Nucleic Acids Research . 35 (3): e14. doi :10.1093/nar/gkl938. PMC 1807943 . PMID  17169982. 
  11. ^ Bai H, Cao Y, Quan J, Dong L, Li Z, Zhu Y, et al. (2013). "Identificación de las variaciones de secuencia de todo el genoma y desarrollo de nuevos marcadores moleculares para la investigación genética mediante la resecuenciación de una variedad autóctona de mijo de cola de zorra". PLOS ONE . ​​8 (9): e73514. Bibcode :2013PLoSO...873514B. doi : 10.1371/journal.pone.0073514 . PMC 3769310 . PMID  24039970. 
  12. ^ Zheng LY, Guo XS, He B, Sun LJ, Peng Y, Dong SS, et al. (noviembre de 2011). "Patrones de variación genética en todo el genoma en sorgo dulce y de grano (Sorghum bicolor)". Genome Biology . 12 (11): R114. doi : 10.1186/gb-2011-12-11-r114 . PMC 3334600 . PMID  22104744. 
  13. ^ Abecasis GR, Altshuler D, Auton A, Brooks LD, Durbin RM, Gibbs RA, et al. (octubre de 2010). "Un mapa de la variación del genoma humano a partir de la secuenciación a escala poblacional". Nature . 467 (7319): 1061–1073. Bibcode :2010Natur.467.1061T. doi :10.1038/nature09534. PMC 3042601 . PMID  20981092. 
  14. ^ Mills RE, Luttig CT, Larkins CE, Beauchamp A, Tsui C, Pittard WS, Devine SE (septiembre de 2006). "Un mapa inicial de variación de inserción y deleción (INDEL) en el genoma humano". Genome Research . 16 (9): 1182–1190. doi :10.1101/gr.4565806. PMC 1557762 . PMID  16902084. 
  15. ^ Lodish, H (2021). Biología celular molecular (9.ª ed.). WH Freeman. págs. 726–892.
  16. ^ Hao, Qian; Zhan, Chuanzong; Lian, Chaoyang; Luo, Simin; Cao, Wenyi; Wang, Binbin; Xie, Xia; Ye, Xiaofei; Gui, Tuantuan; Voena, Claudia; Pighi, Chiara; Wang, Yanyan; Tian, ​​Ying; Wang, Xin; Dai, Pengfei (31 de marzo de 2023). "Mecanismos de reparación del ADN que promueven eventos de inserción-deleción durante la diversificación del gen de inmunoglobulina". Science Immunology . 8 (81): eade1167. doi :10.1126/sciimmunol.ade1167. ISSN  2470-9468. PMC 10351598 . PMID  36961908.