Epigenética en insectos

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La epigenética en insectos es el papel que la epigenética (características heredables que no involucran cambios en la secuencia del ADN) realiza con los insectos.

Los mecanismos de epigenética son mecanismos de regulación, que cambian el nivel de expresión de genes. Varios mecanismos son considerados epigenéticos, incluyendo la metilación del ADN, modificaciones de histonas y la no codificación de ARN. La epigenética juega un papel importante en procesos como el desarrollo, formación de aprendizaje y memoria, envejecimiento, enfermedades, diferencia de células y la deficiencia de genomas.

Metilación de ADN[editar]

La metilación de ADN es un mecanismo epigenético. Es una modificación de ADN en donde los grupos metileno son atacados por citosina. Esta modificación se determina por la metiltranferencia de ADN (Dnmts por el inglés DNA methyltransferases). Hasta ahora se conocen tres tipos de metiltransferencias en mamíferos. Estas Dnmts también están presentes en los insectos, aunque varían dependiendo de los tipos de especie de insectos. Todavía es un tema a discutir cuál es el papel específico de la Dnmts en los insectos, ya que algunos insectos como Drosophila melanogaster solo tiene trazas de Dnmts en sus genomas y en general los genomas de los insectos tienen mucha menos metilación a comparación de los genomas de mamíferos (0.034% vs 7.6% en Mus musculus)[1]​ En comparación de diferentes especies de insectos y sus niveles de metilación correspondientes, hay una clara relación entre el giro de célula y la Dnmts, pero no entre el tamaño del genoma o el número de secuencias y la Dnmts

En abejas[editar]

Abejas (Apis mellifera) Marcadas con color después de la eclosión.

Las abejas (Apis mellifera) poseen genomas homólogos a tres Dnmts conocidas en los mamíferos.[2]​[3]​ Pero dependiendo del mamífero puede poseer dos o una Dnmts correspondiente al mamífero. La metilación de ADN predominantemente ocurre en regiones de codificación en las abejas.[4]​ La función de la metilación de ADN en abejas de miel es para tener una alternativa de gen que concuerde.[5]​

Desarrollo[editar]

La metilación de ADN juega un papel importante en las abejas el desarrollo de reparto y subdivisión. En las abejas hay dos divisiones primordiales que son obreras y reinas. Ellas son genéticamente iguales, pero muestran morfología, psicología, y comportamiento diferentes. Entre las trabajadoras hay dos subdivisiones que son enfermeras y recolectoras. La subdivisión a la que pertenece la abeja obrera depende de su edad. Los patrones de metilación entre reinass y obreras,[4]​[6]​[7]​ y entre enfermeras y recolectoras es diferente.[8]​[9]​ La metilación de ADN también incrementa en las que trabajan con larvas con la edad, especialmente en regiones de codificación y las Islas CpG. Si la metiltransferencia de ADN 3 es anulada la larva se desarrolla como reina, Mientras que las demás se vuelven obreras.[10]​

Aprendizaje asociativo[editar]

Usando la inhibición de cebularina de la Dnmts, el papel de la Dnmts durante el desarrollo de aprendizaje y memoria ha sido estudiado. Si la Dnmts es inhibida durante un paradigma de aprendizaje asociativo, en donde la abeja es entrenada para asociar una orden con una recompensa de comida, las órdenes específicas se asocia con deterioro de la memoria a largo plazo de las abejas,[11]​ causando la extinción de la memoria.[12]​ La formación de memoria a corto plazo y la adquisición no son afectadas por la inhibición de Dnmts.

En moscas de la fruta[editar]

La mosca de la fruta D. melanogaster posee solo una metiltransferasa de ADN, que es similar a Dnmts-2, pero no se conoce mamíferos con Dnmts-2. Sin embargo en Drosophila un desgaste de Dnmts-2 es suficiente para agotar la metilación de ADN por completo y añadir más causa una hipermetilación de ADN.[13]​ Sin embargo las líneas deficientes de Dnmts-2 conservan la metilación genómica, lo que implica la presencia de una nueva metiltransferasa.[14]​

Referencias[editar]

  1. ↑ «Cytosine DNA methylation is found in Drosophila melanogaster but absent in Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, and other yeast species». Analytical Chemistry 86 (8): 3697-3702. April 2014. PMC 4006885. PMID 24640988. doi:10.1021/ac500447w. 
  2. ↑ «Functional CpG methylation system in a social insect». Science 314 (5799): 645-7. October 2006. Bibcode:2006Sci...314..645W. PMID 17068262. doi:10.1126/science.1135213. 
  3. ↑ «Expression profiles of urbilaterian genes uniquely shared between honey bee and vertebrates». BMC Genomics 10: 17. January 2009. PMC 2656531. PMID 19138430. doi:10.1186/1471-2164-10-17. 
  4. ↑ a b «The honey bee epigenomes: differential methylation of brain DNA in queens and workers». PLOS Biology 8 (11): e1000506. November 2010. PMC 2970541. PMID 21072239. doi:10.1371/journal.pbio.1000506. 
  5. ↑ «RNA interference knockdown of DNA methyl-transferase 3 affects gene alternative splicing in the honey bee». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110 (31): 12750-12755. July 2013. Bibcode:2013PNAS..11012750L. PMC 3732956. PMID 23852726. doi:10.1073/pnas.1310735110. 
  6. ↑ «Genomewide analysis indicates that queen larvae have lower methylation levels in the honey bee (Apis mellifera)». Die Naturwissenschaften 100 (2): 193-7. February 2013. Bibcode:2013NW....100..193S. PMID 23238637. doi:10.1007/s00114-012-1004-3. 
  7. ↑ «Diet and cell size both affect queen-worker differentiation through DNA methylation in honey bees (Apis mellifera, Apidae)». PLOS ONE 6 (4): e18808. April 2011. Bibcode:2011PLoSO...618808S. PMC 3082534. PMID 21541319. doi:10.1371/journal.pone.0018808. 
  8. ↑ «Reversible switching between epigenetic states in honeybee behavioral subcastes». Nature Neuroscience 15 (10): 1371-3. October 2012. PMC 3518384. PMID 22983211. doi:10.1038/nn.3218. 
  9. ↑ «DNA methylation changes elicited by social stimuli in the brains of worker honey bees». Genes, Brain, and Behavior 11 (2): 235-42. March 2012. PMID 22098706. doi:10.1111/j.1601-183X.2011.00751.x. 
  10. ↑ «Nutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation». Science (New York, N.Y.) 319 (5871): 1827-30. March 2008. Bibcode:2008Sci...319.1827K. PMID 18339900. doi:10.1126/science.1153069. 
  11. ↑ «DNA methylation mediates the discriminatory power of associative long-term memory in honeybees». PLOS ONE 7 (6): e39349. 2012. Bibcode:2012PLoSO...739349B. PMC 3377632. PMID 22724000. doi:10.1371/journal.pone.0039349. 
  12. ↑ «Involvement of DNA methylation in memory processing in the honey bee». NeuroReport 21 (12): 812-6. August 2010. PMID 20571459. doi:10.1097/WNR.0b013e32833ce5be. 
  13. ↑ «A Dnmt2-like protein mediates DNA methylation in Drosophila». Development (Cambridge, England) 130 (21): 5083-90. November 2003. PMID 12944428. doi:10.1242/dev.00716. 
  14. ↑ «Genome methylation in D. melanogaster is found at specific short motifs and is independent of DNMT2 activity». Genome Research (Cold Spring Harbor Laboratory) 24 (5): 821-830. May 2014. PMC 4009611. PMID 24558263. doi:10.1101/gr.162412.113. 
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