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Línea germinal

Septiembre 20, 2021

En biología y genética, la línea germinal es la población de las células de un organismo multicelular que transmiten su material genético a la progenie. En otras palabras, son las células que forman el óvulo, el esperma y el óvulo fertilizado, así como los espermatozoides o óvulos futuros del óvulo fertilizado. Por lo general, se diferencian para realizar esta función y se segregan en un lugar específico lejos de otras células corporales.[1]​

Cormlets de Watsonia meriana, un ejemplo de apomixis
Clathria tuberosa, un ejemplo de una esponja que puede crecer indefinidamente a partir de tejido somático y reconstituirse a partir de células somáticas separadas totipotentes

Como regla, esta transmisión ocurre a través de un proceso de reproducción sexual; normalmente es un proceso que incluye cambios sistemáticos en el material genético, cambios que surgen durante la recombinación, la meiosis y la fertilización. Sin embargo, hay muchas excepciones entre los organismos multicelulares, incluidos los procesos y conceptos como diversas formas de apomixis, autogamia, automixis, clonación o partenogénesis.[2]​[3]​ Las células de la línea germinal se denominan comúnmente células germinales.[4]​ Por ejemplo, gametos como el esperma o el óvulo son parte de la línea germinal. También lo son las células que se dividen para producir los gametos, llamados gametocitos, las células que producen esos, llamados gametogonios, y todo el camino de regreso al cigoto, la célula a partir de la cual se desarrolló el individuo.

En los organismos de reproducción sexual, las células que no están en la línea germinal se denominan células somáticas. Según este punto de vista, las mutaciones, recombinaciones y otros cambios genéticos en la línea germinal pueden transmitirse a la descendencia, pero no se producirá un cambio en una célula somática. Esto no tiene por qué aplicarse a los organismos que se reproducen somáticamente, como algunas Porifera[5]​ y muchas plantas. Por ejemplo, muchas variedades de cítricos,[6]​ plantas en las Rosaceae y algunas en las Asteraceae, como Taraxacum, producen semillas apomícticamente cuando las células diploides somáticas desplazan el óvulo o el embrión temprano.[7]​

En una etapa anterior del pensamiento genético, la distinción entre la línea germinal y las células somáticas era clara. Por ejemplo, August Weismann propuso y señaló que una célula de línea germinal es inmortal en el sentido de que es parte de un linaje que se ha reproducido indefinidamente desde el comienzo de la vida y, salvo accidente, podría continuar haciéndolo indefinidamente.[8]​ Sin embargo, ahora se sabe con cierto detalle que esta distinción entre las células somáticas y las células germinales es en parte artificial y depende de circunstancias particulares y mecanismos celulares internos como los telómeros y controles, como la aplicación selectiva de la telomerasa en las células germinales, células madre y similares.[9]​

No todos los organismos multicelulares se diferencian en líneas somáticas y germinales,[10]​ pero en ausencia de intervención humana técnica especializada, prácticamente todas, excepto las estructuras multicelulares más simples, lo hacen. En tales organismos, las células somáticas tienden a ser prácticamente totipotentes, y durante más de un siglo se sabe que las células de esponja se vuelven a ensamblar en nuevas esponjas después de haber sido separadas forzándolas a través de un tamiz.[5]​

La línea germinal puede referirse a un linaje de células que abarca muchas generaciones de individuos, por ejemplo, la línea germinal que une a cualquier individuo vivo con el último ancestro común universal hipotético, del cual descienden todas las plantas y animales.

Evolución

Las plantas y los metazoos basales como las esponjas (Porifera) y los corales (Anthozoa) no secuestran una línea germinal distinta, generando gametos a partir de linajes de células madre multipotentes que también dan lugar a tejidos somáticos comunes. Por lo tanto, es probable que el secuestro de la línea germinal se haya desarrollado por primera vez en animales complejos con planes corporales sofisticados, es decir, bilaterianos. Existen varias teorías sobre el origen de la estricta distinción germinal-soma. Dejar a un lado una población de células germinales aisladas al inicio de la embriogénesis podría promover la cooperación entre las células somáticas de un organismo multicelular complejo.[11]​ Otra teoría reciente sugiere que el secuestro temprano de la línea germinal evolucionó para limitar la acumulación de mutaciones perjudiciales en genes mitocondriales en organismos complejos con altos requerimientos de energía y tasas de mutación mitocondrial rápidas.[10]​

Daño, mutación y reparación del ADN

Las especies reactivas de oxígeno (ROS) se producen como subproductos del metabolismo. En las células de la línea germinal, es probable que las ROS sean una causa importante de daños en el ADN que, tras la replicación del ADN, conducen a mutaciones. La 8-oxoguanina, un derivado oxidado de guanina, es producido por oxidación espontánea en las células de la línea germinal de los ratones, y durante la replicación del ADN de la célula causa mutaciones de transversion GC a TA.[12]​ Dichas mutaciones se producen en los cromosomas del ratón, así como durante las diferentes etapas de la gametogénesis.

Las frecuencias de mutación para las células en diferentes etapas de la gametogénesis son aproximadamente de 5 a 10 veces más bajas que en las células somáticas, tanto para la espermatogénesis[13]​ como para la oogénesis.[14]​ Las frecuencias más bajas de mutación en las células de la línea germinal en comparación con las células somáticas parecen deberse a una reparación del ADN más eficiente de los daños del ADN, particularmente la reparación recombinacional homóloga, durante la meiosis de la línea germinal. Entre los humanos, aproximadamente el cinco por ciento de los descendientes vivos tienen un trastorno genético, y de estos, aproximadamente el 20 % se deben a mutaciones de la línea germinal recientemente surgidas.

Véase también

Referencias

  1. Pieter Dirk Nieuwkoop; Lien A. Sutasurya (1979). Primordial Germ Cells in the Chordates: Embryogenesis and Phylogenesis. CUP Archive. ISBN 978-0-521-22303-4. 
  2. Juan J. Tarin; Antonio Cano (14 de septiembre de 2000). Fertilization in Protozoa and Metazoan Animals: Cellular and Molecular Aspects. Springer. ISBN 978-3-540-67093-3. 
  3. Andrew Lowe; Stephen Harris; Paul Ashton (1 de abril de 2009). Ecological Genetics: Design, Analysis, and Application. John Wiley & Sons. pp. 108-. ISBN 978-1-4443-1121-1. 
  4. Nikolas Zagris; Anne Marie Duprat; Antony Durston (30 de noviembre de 1995). Organization of the Early Vertebrate Embryo. Springer. pp. 2-. ISBN 978-0-306-45132-4. 
  5. ↑ Brusca, Richard C.; Brusca, Gary J. (1990). Invertebrates. Sunderland: Sinauer Associates. ISBN 978-0878930982. 
  6. Akira Wakana and Shunpei Uemoto. Adventive Embryogenesis in Citrus (Rutaceae). II. Postfertilization Development. American Journal of Botany Vol. 75, No. 7 (Jul., 1988), pp. 1033-1047 Published by: Botanical Society of America Article Stable URL: https://www.jstor.org/stable/2443771
  7. K V Ed Peter (5 de febrero de 2009). Basics Of Horticulture. New India Publishing. pp. 9-. ISBN 978-81-89422-55-4. 
  8. August Weismann (1892). Essays upon heredity and kindred biological problems. Clarendon press. 
  9. Watt, F. M. and B. L. M. Hogan. 2000 Out of Eden: Stem Cells and Their Niches Science 287:1427-1430.
  10. ↑ Radzvilavicius, Arunas L.; Hadjivasiliou, Zena; Pomiankowski, Andrew; Lane, Nick (20 de diciembre de 2016). «Selection for Mitochondrial Quality Drives Evolution of the Germline». PLOS Biology 14 (12): e2000410. ISSN 1545-7885. PMC 5172535. PMID 27997535. doi:10.1371/journal.pbio.2000410. 
  11. Buss, L W (1 de marzo de 1983). «Evolution, development, and the units of selection.». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 80 (5): 1387-1391. ISSN 0027-8424. PMC 393602. PMID 6572396. doi:10.1073/pnas.80.5.1387. 
  12. Ohno, Mizuki; Sakumi, Kunihiko; Fukumura, Ryutaro; Furuichi, Masato; Iwasaki, Yuki; Hokama, Masaaki; Ikemura, Toshimichi; Tsuzuki, Teruhisa et al. (2015-05). «8-oxoguanine causes spontaneous de novo germline mutations in mice». Scientific Reports (en inglés) 4 (1): 4689. ISSN 2045-2322. doi:10.1038/srep04689. 
  13. Walter, C. A.; Intano, G. W.; McCarrey, J. R.; McMahan, C. A.; Walter, R. B. (18 de agosto de 1998). «Mutation frequency declines during spermatogenesis in young mice but increases in old mice». Proceedings of the National Academy of Sciences (en inglés) 95 (17): 10015-10019. ISSN 0027-8424. doi:10.1073/pnas.95.17.10015. 
  14. Murphey, Patricia; McLean, Derek J.; McMahan, C. Alex; Walter, Christi A.; McCarrey, John R. (1 de enero de 2013). «Enhanced Genetic Integrity in Mouse Germ Cells1». Biology of Reproduction (en inglés) 88 (1). ISSN 0006-3363. doi:10.1095/biolreprod.112.103481. 
  •   Datos: Q1139164

Septiembre 20, 2021
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En biologia y genetica la linea germinal es la poblacion de las celulas de un organismo multicelular que transmiten su material genetico a la progenie En otras palabras son las celulas que forman el ovulo el esperma y el ovulo fertilizado asi como los espermatozoides o ovulos futuros del ovulo fertilizado Por lo general se diferencian para realizar esta funcion y se segregan en un lugar especifico lejos de otras celulas corporales 1 Cormlets de Watsonia meriana un ejemplo de apomixis Clathria tuberosa un ejemplo de una esponja que puede crecer indefinidamente a partir de tejido somatico y reconstituirse a partir de celulas somaticas separadas totipotentes Como regla esta transmision ocurre a traves de un proceso de reproduccion sexual normalmente es un proceso que incluye cambios sistematicos en el material genetico cambios que surgen durante la recombinacion la meiosis y la fertilizacion Sin embargo hay muchas excepciones entre los organismos multicelulares incluidos los procesos y conceptos como diversas formas de apomixis autogamia automixis clonacion o partenogenesis 2 3 Las celulas de la linea germinal se denominan comunmente celulas germinales 4 Por ejemplo gametos como el esperma o el ovulo son parte de la linea germinal Tambien lo son las celulas que se dividen para producir los gametos llamados gametocitos las celulas que producen esos llamados gametogonios y todo el camino de regreso al cigoto la celula a partir de la cual se desarrollo el individuo En los organismos de reproduccion sexual las celulas que no estan en la linea germinal se denominan celulas somaticas Segun este punto de vista las mutaciones recombinaciones y otros cambios geneticos en la linea germinal pueden transmitirse a la descendencia pero no se producira un cambio en una celula somatica Esto no tiene por que aplicarse a los organismos que se reproducen somaticamente como algunas Porifera 5 y muchas plantas Por ejemplo muchas variedades de citricos 6 plantas en las Rosaceae y algunas en las Asteraceae como Taraxacum producen semillas apomicticamente cuando las celulas diploides somaticas desplazan el ovulo o el embrion temprano 7 En una etapa anterior del pensamiento genetico la distincion entre la linea germinal y las celulas somaticas era clara Por ejemplo August Weismann propuso y senalo que una celula de linea germinal es inmortal en el sentido de que es parte de un linaje que se ha reproducido indefinidamente desde el comienzo de la vida y salvo accidente podria continuar haciendolo indefinidamente 8 Sin embargo ahora se sabe con cierto detalle que esta distincion entre las celulas somaticas y las celulas germinales es en parte artificial y depende de circunstancias particulares y mecanismos celulares internos como los telomeros y controles como la aplicacion selectiva de la telomerasa en las celulas germinales celulas madre y similares 9 No todos los organismos multicelulares se diferencian en lineas somaticas y germinales 10 pero en ausencia de intervencion humana tecnica especializada practicamente todas excepto las estructuras multicelulares mas simples lo hacen En tales organismos las celulas somaticas tienden a ser practicamente totipotentes y durante mas de un siglo se sabe que las celulas de esponja se vuelven a ensamblar en nuevas esponjas despues de haber sido separadas forzandolas a traves de un tamiz 5 La linea germinal puede referirse a un linaje de celulas que abarca muchas generaciones de individuos por ejemplo la linea germinal que une a cualquier individuo vivo con el ultimo ancestro comun universal hipotetico del cual descienden todas las plantas y animales Indice 1 Evolucion 2 Dano mutacion y reparacion del ADN 3 Vease tambien 4 ReferenciasEvolucion EditarLas plantas y los metazoos basales como las esponjas Porifera y los corales Anthozoa no secuestran una linea germinal distinta generando gametos a partir de linajes de celulas madre multipotentes que tambien dan lugar a tejidos somaticos comunes Por lo tanto es probable que el secuestro de la linea germinal se haya desarrollado por primera vez en animales complejos con planes corporales sofisticados es decir bilaterianos Existen varias teorias sobre el origen de la estricta distincion germinal soma Dejar a un lado una poblacion de celulas germinales aisladas al inicio de la embriogenesis podria promover la cooperacion entre las celulas somaticas de un organismo multicelular complejo 11 Otra teoria reciente sugiere que el secuestro temprano de la linea germinal evoluciono para limitar la acumulacion de mutaciones perjudiciales en genes mitocondriales en organismos complejos con altos requerimientos de energia y tasas de mutacion mitocondrial rapidas 10 Dano mutacion y reparacion del ADN EditarLas especies reactivas de oxigeno ROS se producen como subproductos del metabolismo En las celulas de la linea germinal es probable que las ROS sean una causa importante de danos en el ADN que tras la replicacion del ADN conducen a mutaciones La 8 oxoguanina un derivado oxidado de guanina es producido por oxidacion espontanea en las celulas de la linea germinal de los ratones y durante la replicacion del ADN de la celula causa mutaciones de transversion GC a TA 12 Dichas mutaciones se producen en los cromosomas del raton asi como durante las diferentes etapas de la gametogenesis Las frecuencias de mutacion para las celulas en diferentes etapas de la gametogenesis son aproximadamente de 5 a 10 veces mas bajas que en las celulas somaticas tanto para la espermatogenesis 13 como para la oogenesis 14 Las frecuencias mas bajas de mutacion en las celulas de la linea germinal en comparacion con las celulas somaticas parecen deberse a una reparacion del ADN mas eficiente de los danos del ADN particularmente la reparacion recombinacional homologa durante la meiosis de la linea germinal Entre los humanos aproximadamente el cinco por ciento de los descendientes vivos tienen un trastorno genetico y de estos aproximadamente el 20 se deben a mutaciones de la linea germinal recientemente surgidas Vease tambien EditarDiferenciacion celular Celula somatica Epigenetica Tecnologia de eleccion germinal Barrera de Weismann August WeismannReferencias Editar Pieter Dirk Nieuwkoop Lien A Sutasurya 1979 Primordial Germ Cells in the Chordates Embryogenesis and Phylogenesis CUP Archive ISBN 978 0 521 22303 4 Juan J Tarin Antonio Cano 14 de septiembre de 2000 Fertilization in Protozoa and Metazoan Animals Cellular and Molecular Aspects Springer ISBN 978 3 540 67093 3 Andrew Lowe Stephen Harris Paul Ashton 1 de abril de 2009 Ecological Genetics Design Analysis and Application John Wiley amp Sons pp 108 ISBN 978 1 4443 1121 1 Nikolas Zagris Anne Marie Duprat Antony Durston 30 de noviembre de 1995 Organization of the Early Vertebrate Embryo Springer pp 2 ISBN 978 0 306 45132 4 a b Brusca Richard C Brusca Gary J 1990 Invertebrates Sunderland Sinauer Associates ISBN 978 0878930982 Akira Wakana and Shunpei Uemoto Adventive Embryogenesis in Citrus Rutaceae 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Sakumi Kunihiko Fukumura Ryutaro Furuichi Masato Iwasaki Yuki Hokama Masaaki Ikemura Toshimichi Tsuzuki Teruhisa et al 2015 05 8 oxoguanine causes spontaneous de novo germline mutations in mice Scientific Reports en ingles 4 1 4689 ISSN 2045 2322 doi 10 1038 srep04689 Se sugiere usar numero autores ayuda Walter C A Intano G W McCarrey J R McMahan C A Walter R B 18 de agosto de 1998 Mutation frequency declines during spermatogenesis in young mice but increases in old mice Proceedings of the National Academy of Sciences en ingles 95 17 10015 10019 ISSN 0027 8424 doi 10 1073 pnas 95 17 10015 Murphey Patricia McLean Derek J McMahan C Alex Walter Christi A McCarrey John R 1 de enero de 2013 Enhanced Genetic Integrity in Mouse Germ Cells1 Biology of Reproduction en ingles 88 1 ISSN 0006 3363 doi 10 1095 biolreprod 112 103481 Datos Q1139164Obtenido de https es wikipedia org w index php title Linea germinal amp oldid 131101873, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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