{"id":87138,"date":"2008-03-23T11:36:00","date_gmt":"2008-03-23T11:36:00","guid":{"rendered":"http:\/\/weblogs.madrimasd.org\/\/microbiologia\/archive\/2008\/03\/23\/87138.aspx"},"modified":"2010-01-27T01:09:02","modified_gmt":"2010-01-27T00:09:02","slug":"%c2%bflas-bacterias-son-arcaicas-o-son-modernas-la-estructura-de-los-tarns-revela-una-genealogia-sorprendente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2008\/03\/23\/87138","title":{"rendered":"\u00bfLas bacterias son arcaicas o son modernas?: la estructura de los tARNs revela una genealog\u00eda sorprendente."},"content":{"rendered":"<hr size=\"2\" \/>autor: <a href=\"http:\/\/www.madrimasd.org\/cienciaysociedad\/entrevistas\/quien-es-quien\/detalleGrupo.asp?id=103\">Miguel Vicente<\/a><\/p>\n<hr size=\"2\" \/>\n<div style=\"text-align: justify;\"><strong>El an\u00e1lisis filogen\u00e9tico de los tARNs, que forman parte del complejo sistema de mol\u00e9culas que traducen el c\u00f3digo gen\u00e9tico escrito en el ADN al lenguaje de las prote\u00ednas, puede producir un vuelco radical en la forma en la que vemos el \u00e1rbol geneal\u00f3gico de virus, bacterias, arqueas y organismos superiores.<br \/>\n<\/strong><\/p>\n<hr size=\"2\" \/><img decoding=\"async\" src=\"\/blogs\/microbiologia\/wp-content\/blogs.dir\/110\/files\/910\/o_pcbi_1000018.jpg\" alt=\"\" width=\"352\" height=\"616\" \/><\/p>\n<p><strong><span style=\"color: #008000;\">La genealog\u00eda de los tARNs. <\/span><\/strong><span style=\"color: #008000;\">En su conjunto en el panel de arriba yseg\u00fan sus dos tipos de estructura en el del centro y abajo. En los trescasos las bacterias aparecen como un linaje joven. Fuente: <a href=\"http:\/\/www.ploscompbiol.org\/article\/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pcbi.1000018\">F-J. Sun andG. Caetano-Anoll\u00e9s, <em>PloS Comp Biol.<\/em><\/a><\/span><br \/>\n<strong> <\/strong><\/p>\n<hr size=\"2\" \/><\/div>\n<p><!--more--><\/p>\n<div style=\"text-align: justify;\"><strong>Los tres dominios<\/strong><br \/>\nHace relativamente poco tiempo que se formul\u00f3 la tesis de que los ancestros comunes de todas las c\u00e9lulas divergieron produciendo <a href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Sistema_de_tres_dominios\">tres dominios<\/a>, arqueas, bacterias y eucariotas, estas \u00faltimas con su material gen\u00e9tico separado del resto de la c\u00e9lula dentro de un n\u00facleo rodeado de una membrana adicional a la que separa la c\u00e9lula del exterior. Se postul\u00f3 que arqueas y eucariotas pod\u00edan compartir ancestros comunes, y que ambas los compart\u00edan con las bacterias. Asimismo existen indicios de que las c\u00e9lulas eucariotas derivan de la simbiosis de una bacteria que en un tiempo se instal\u00f3 a vivir en el interior de algo parecido a una arquea.<br \/>\nEs dif\u00edcil aventurar si realmente eso ocurri\u00f3 as\u00ed, no en balde estamos hablando de sucesos que bien pudieron ocurrir hace tres mil quinientos millones de a\u00f1os, a\u00f1o m\u00e1s o a\u00f1o menos y que no han dejado huellas fiables en el <a href=\"http:\/\/www.ucmp.berkeley.edu\/archaea\/archaeafr.html\">registro de f\u00f3siles<\/a> que es lo que normalmente se maneja para averiguar la genealog\u00eda de bichos m\u00e1s consistentes como los <a href=\"http:\/\/www.revista.unam.mx\/vol.2\/num4\/sabias1\/dinosaurios.html\">dinosaurios<\/a>. Por eso esta genealog\u00eda se obtuvo estudiando la similitud de algunas secuencias de los ARNs del ribosoma, en concreto del llamado 16s ARN, en los seres vivos actuales. Los <a href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Ribosoma\">ribosomas<\/a> son complejas f\u00e1bricas moleculares que en el interior de las c\u00e9lulas se dedican a ensamblar las prote\u00ednas a partir de sus componentes, los amino\u00e1cidos. Los ribosomas m\u00e1s antiguos podr\u00edan ser m\u00e1s parecidos a los de las bacterias actuales que a los de nuestras c\u00e9lulas.<\/p>\n<p><strong>Evitar el estallido<\/strong><br \/>\nHay algunos indicios indicando que las <a href=\"http:\/\/www.sciencedirect.com\/science?_ob=ArticleURL&amp;_udi=B6TD0-484SMX1-1&amp;_user=10&amp;_rdoc=1&amp;_fmt=&amp;_orig=search&amp;_sort=d&amp;view=c&amp;_acct=C000050221&amp;_version=1&amp;_urlVersion=0&amp;_userid=10&amp;md5=a7b4584e96105631241463ef2f48ca93\">primeras c\u00e9lulas<\/a> deb\u00edan parecerse a una bacteria Gram-positiva, las bacterias que solo tienen una membrana. Entre ellos la organizaci\u00f3n en el mismo lugar del cromosoma de los genes que codifican las enzimas que catalizan la s\u00edntesis de la pared bacteriana junto a los que forman el septo que divide a las hijas en el momento de la reproducci\u00f3n. Es precisamente en la composici\u00f3n de la pared y de la membrana en donde las diferencias entre bacterias y arqueas son muy apreciables. Y esto no es trivial, porque de la presencia de una pared r\u00edgida depende que las bacterias no estallen por la presi\u00f3n de su contenido.<br \/>\nSin embargo hay ahora otras observaciones que apuntan a un origen m\u00e1s moderno de las bacterias, y curiosamente al origen m\u00e1s arcaico de los virus, que son par\u00e1sitos incapaces de reproducirse por s\u00ed solos y a los que generalmente se considera descendientes de las c\u00e9lulas que parasitan. Estos nuevos datos se han obtenido analizando la estructura de 571 tARNs de diversos genomas.<\/p>\n<hr size=\"2\" \/><img decoding=\"async\" src=\"\/blogs\/microbiologia\/wp-content\/blogs.dir\/110\/files\/910\/o_channeling.jpg\" alt=\"\" width=\"469\" height=\"368\" \/><br \/>\n<span style=\"color: #008000;\"><strong>El grupo g\u00e9nico <em>dcw<\/em> de <em>Escherichia coli<\/em>. <\/strong>La agrupaci\u00f3n de los genes que codifican enzimas que intervienen en la s\u00edntesis de la pared junto a los que codifican prote\u00ednas de anillo de divisi\u00f3n puede conferir ventajas en las bacterias de forma bacilar, lo que se ha denominado \u00ab<strong>canalizaci\u00f3n gen\u00f3mica<\/strong>\u00ab. Fuente: <a href=\"http:\/\/jb.asm.org\/cgi\/content\/full\/188\/1\/19\">Vicente <em>et al.<\/em> 2006. Septum enlightenment: the assembly of the bacterial division proteins. <em>J. Bacteriol. <\/em><strong>188<\/strong>: 19-27.<\/a><\/span><\/p>\n<hr size=\"2\" \/><strong>F\u00e1brica de prote\u00ednas<\/strong><br \/>\nPara sintetizar una prote\u00edna, que en definitiva va a ser la mol\u00e9cula con actividad biol\u00f3gica dentro de la c\u00e9lula, se necesita convertir la informaci\u00f3n de los genes desde el ADN hasta una cadena de amino\u00e1cidos que luego se pliega para formar la mol\u00e9cula activa. En este proceso interviene un ARN llamado mensajero que traslada la informaci\u00f3n desde el ADN al ribosoma. En el ribosoma, donde se ha colocado el mensajero, los tARNs interpretan la informaci\u00f3n del lenguaje que usan los genes, 64 tripletes (palabras) diferentes, y la traducen al lenguaje de unos veinte distintos amino\u00e1cidos que se combinan siguiendo esa pauta impresa en el ADN para formar las prote\u00ednas. Para obtener su genealog\u00eda, que en un principio usando los m\u00e9todos cl\u00e1sicos de an\u00e1lisis no parec\u00eda arrojar ning\u00fan resultado, se ha recurrido a forzar un poco la aplicaci\u00f3n del proceso de identificaci\u00f3n del parentesco. La constricci\u00f3n ha consistido en no dejar que cada dato de un tARN caiga en el lugar m\u00e1s adecuado a su estructura, sino forzar a los datos a pertenecer a uno u otro de los dominios conocidos, sea virus, bacteria, arquea o eucariota. De esta manera las estructuras que parecen m\u00e1s antiguas son las de los tARNs de arqueas, y sorprendentemente los virus. Y la \u00faltima sorpresa es que las bacterias se colocan en una etapa m\u00e1s cercana al presente que las c\u00e9lulas eucariotas.<\/p>\n<p><strong>Evoluci\u00f3n modular<\/strong><br \/>\nSi descartamos que la genealog\u00eda obtenida sea err\u00f3nea, cosa que probar\u00e1n o refutar\u00e1n investigaciones futuras, especialmente cuando se determinen las estructuras de los tARNAs de m\u00e1s especies, muy posiblemente lo que los resultados nos indican es que los organismos actuales, incluyendo en ellos a los virus, han surgido por evoluci\u00f3n de diversos m\u00f3dulos. As\u00ed por un lado los genes de pared y divisi\u00f3n han podido adoptar una <a href=\"http:\/\/www.ncbi.nlm.nih.gov\/pubmed\/15362108\">arquitectura<\/a> que facilita la proliferaci\u00f3n de algunas bacterias, mientras por otro los genes de los tARNs han adoptado varias estructuras, cada una de ellas se incorpor\u00f3 a cada dominio en un determinado momento a partir de una reserva de estructuras comunes. Al menos en el caso de los virus esta opci\u00f3n parece casi obligatoria pues mal puede establecerse un par\u00e1sito sin que exista previamente el organismo al que parasita.<\/p>\n<hr size=\"2\" \/><strong><span style=\"color: #a52a2a;\">REFERENCIA<\/span><\/strong><br \/>\nF-J. Sun and G. Caetano-Anoll\u00e9s. 2008. Evolutionary patterns in the sequence and structure of transfer RNA: early origins of archaea and viruses. <a href=\"http:\/\/www.ploscompbiol.org\/article\/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pcbi.1000018\"><em>PLoS Comput Biol <\/em><strong>4<\/strong>(3): e1000018. doi:10.1371\/journal.pcbi.1000018<\/a><\/p>\n<hr size=\"2\" \/><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>autor: Miguel Vicente El an\u00e1lisis filogen\u00e9tico de los tARNs, que forman parte del complejo sistema de mol\u00e9culas que traducen el c\u00f3digo gen\u00e9tico escrito en el ADN al lenguaje de las prote\u00ednas, puede producir un vuelco radical en la forma en la que vemos el \u00e1rbol geneal\u00f3gico de virus, bacterias, arqueas y organismos superiores. La genealog\u00eda de los tARNs. En su conjunto en el panel de arriba yseg\u00fan sus dos tipos de estructura en el del centro y abajo. En los trescasos las bacterias aparecen como un linaje joven. Fuente: F-J. Sun andG. 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