Cómo la evolución construye genes desde cero

Cómo la evolución construye genes desde cero

En las profundidades del invierno, las temperaturas del agua en el Océano Ártico cubierto de hielo pueden hundirse bajo cero.

Eso es lo suficientemente frío como para congelar muchos peces, pero las condiciones no molestan al bacalao. Una proteína en su sangre y tejidos se une a pequeños cristales de hielo y les impide crecer.

Donde el bacalao obtuvo este talento fue un rompecabezas que la bióloga evolutiva Helle Tess y Baalsrud quería resolver.

Ella y su equipo en la Universidad de Oslo registraron los genomas del bacalao del Atlántico (Gadus morhua) y varios de sus parientes más cercanos, pensando que podrían localizar a los primos del gen anticongelante.

Ninguno apareció

Baalsrud, quien en ese momento era un nuevo padre, estaba preocupado de que su falta de sueño la estuviera haciendo perder algo obvio.

Pero luego se topó con estudios que sugieren que los genes no siempre evolucionan de los existentes, como suponían los biólogos desde hace mucho tiempo.

En cambio, algunos están hechos de tramos desolados del genoma que no codifican ninguna molécula funcional.

Cuando volvió a mirar a los genomas de peces, vio indicios esto podría ser el caso: la proteína anticongelante – esencial para la supervivencia del bacalao – aparentemente había sido construido desde cero 1.

El bacalao está en buena compañía

En los últimos cinco años, los investigadores han encontrado numerosos signos de estos genes ‘de novo’ recientemente acuñados en cada linaje que han encuestado.

Estos incluyen organismos modelo como moscas de la fruta y ratones, plantas de cultivo importantes y humanos.

Algunos de los genes se expresan en el cerebro y el tejido testicular, otros en varios tipos de cáncer.

Los genes de novo incluso están provocando un replanteamiento de algunas partes de la teoría evolutiva.

La sabiduría convencional era que los nuevos genes tienden a surgir cuando los existentes se duplican accidentalmente, se mezclan con otros o se rompen, pero algunos investigadores ahora piensan que los genes de novo podrían ser bastante comunes:

Algunos estudios sugieren que al menos una décima parte de los genes podría hacerse de este modo.

Otros estiman que podrían surgir más genes de novo que de la duplicación de genes. Su existencia desdibuja los límites de lo que constituye un gen, revelando que el material de partida para algunos genes nuevos es el ADN no codificante.

La capacidad de los organismos para adquirir nuevos genes de esta manera es un testimonio de la «plasticidad de la evolución para hacer posible algo aparentemente imposible», dice Yong Zhang, genetista del Instituto de Zoología de la Academia China de Ciencias en Beijing, quien ha estudiado el papel. de genes de novo en el cerebro humano.

Pero los investigadores aún no han descubierto cómo identificar definitivamente un gen como de novo , y aún quedan preguntas sobre exactamente cómo y con qué frecuencia nacen.

Los científicos también se preguntan por qué la evolución se molestaría en hacer genes desde cero cuando ya existe tanto material listo para genes.

Estas preguntas básicas son una señal de cuán joven es el campo. «No hace falta que retrocedas tantos años antes de que se descarte la evolución del gen de novo «, dice Baalsrud.

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