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Recombination of chl-fus gene (plastid origin) downstream of hop: a locus of chromosomal instability

Abstract

La co-chaperona Hop actúa como adaptadora en el plegamiento y maduración de Hsp70 y Hsp90. El gen hop es de origen eucariótico. Por otra parte, el factor de elongación cloraplástico G (cEF-G) cataliza el paso de translocación en la síntesis de proteínas en el cloroplasto. El gen chl-fus es de origen cloroplástico. Ambas proteínas fueron originadas por la duplicación de dominios. Fue demostrado, que el gen nuclear chl-fus, el cual codifica para la proteína cEF-G, se localiza en transcipción convergente con el gen hop en Glycine max. Analizamos 51 genomas vegetales desde Chlorophyta hasta plantas superiores, para determinar sí el gen chl-fus fue transferido directamente a la célula Proto-eucariota con hop. Ambos genes vienen de eventos de exón/modulo duplicación, exploramos la participación de los intrones en el origen y los consecutivos cambios en la estructura de los genes. Reconstruimos la historia evolutiva de los dos genes de transcripción convergente en plantas, basado en su estructura, microsintenia y microcolinealidad. A pesar del alto grado de microcolinealidad (65%) se demostró que su continuidad es producto de arreglos cromosómicos. Según, la predicción de la estructura exón-intrón se infirieron los eventos moleculares que dieron lugar a los genes actuales. Se propuso un modelo por recombinación donde los intrones fase-0 fueron esenciales para la duplicación de los dominios y los intrones fase-1 para el reclutamiento del péptido de tránsito. Finalmente, demostramos la susceptibilidad natural de la región intergénica a recombinarse o perderse, afectando seriamente la integridad del gen chl-fus en el futuro. Concluimos que el gen chl-fus fue transferido desde el cloroplasto a un cromosoma diferente al de hop en la célula eucatiótica fotosintética primitiva. Antes de aparecer en plantas superiores fue recombinado junto a hop. La recombinación mediada por la simetría de los intrones fue esencial para la evolución de los genes.