{"id":95704,"date":"2008-06-28T17:37:00","date_gmt":"2008-06-28T17:37:00","guid":{"rendered":"http:\/\/weblogs.madrimasd.org\/\/microbiologia\/archive\/2008\/06\/28\/95704.aspx"},"modified":"2010-01-27T00:35:28","modified_gmt":"2010-01-26T23:35:28","slug":"la-chatarra-evoluciona","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2008\/06\/28\/95704","title":{"rendered":"La chatarra evoluciona"},"content":{"rendered":"

autor: Miguel Vicente<\/a><\/p>\n

En la \u00faltima d\u00e9cada los avances en la secuenciaci\u00f3n de un n\u00famero considerable de genomas completos de bacterias y otros microorganismos como la levadura, complementados por su an\u00e1lisis funcional mediante la t\u00e9cnica de matrices de genes (microarrays<\/em>) nos han cambiado la percepci\u00f3n de la variabilidad en el microcosmos. Pens\u00e1bamos antes que la biodiversidad se generaba por el juego de la selecci\u00f3n sobre las mutaciones de los genes estructurales, los que en su mayor\u00eda contienen informaci\u00f3n para producir prote\u00ednas. Pero los resultados actuales reclaman, cada vez m\u00e1s, un papel protagonista para las regiones no codificantes, las tradicionalmente conocidas como \u201cADN chatarra\u201d.<\/strong><\/p>\n
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Estromatolitos actuales. <\/strong>Los estromatolitos son uno de los pocos registros f\u00f3siles que dejaron las bacterias. Sabemos que fueron producidos por ellas porque en la actualidad se siguen formando en los mares donde las condiciones son propicias. Esta imagen muestra estromatolitos actuales en Australia (Shark Bay).
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\u00bfOcurri\u00f3 la evoluci\u00f3n como la contamos?<\/strong>
\nDescribir la evoluci\u00f3n de los seres vivos tiene solo un referente cierto al ciento por cien, la biolog\u00eda y la diversidad que podemos estudiar, de manera todav\u00eda bastante incompleta, de los organismos que viven hoy en d\u00eda. A partir de ah\u00ed los cient\u00edficos que estudian la evoluci\u00f3n quieren poder contar la historia de lo que ha ocurrido desde el origen del planeta Tierra hasta ahora. Es algo as\u00ed como describir la historia de la m\u00fasica bas\u00e1ndonos tan solo en los \u00e9xitos de esta semana en los 40 principales.
\nQuienes estudian la evoluci\u00f3n de animales y plantas suelen tener una ayuda m\u00e1s, el registro f\u00f3sil, que, en su mayor\u00eda, contiene restos petrificados de las partes duras de algunos cad\u00e1veres. Para entendernos, esto ser\u00eda como contar la historia de la m\u00fasica relacionando entre s\u00ed los cuadros de tema musical de unas cuantas pinacotecas. Ya es dif\u00edcil, pero \u00bfqu\u00e9 le espera al microbi\u00f3logo que quiera estudiar la evoluci\u00f3n de las bacterias?<\/p>\n
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MVSICA LETITIAE CO[ME]S MEDICINA DOLOR[VM] La m\u00fasica acompa\u00f1a a la alegr\u00eda, es un b\u00e1lsamo para la tristeza.<\/strong> \u00bfPodr\u00edamos, a partir de la imagen pintada por Vermeer y de la frase que incluy\u00f3 en la tapa del virginal<\/a> recrear la \u00f3pera de Monteverdi L’Orfeo, favola in musica<\/em>? La pintura, en la colecci\u00f3n real brit\u00e1nica (St. James\u2019 Palace<\/em>, Londres) data de 1662-1665, la \u00f3pera<\/a>, una de las primeras que existen se estren\u00f3 el 24 de febrero de 1607. <\/span><\/p>\n

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Prescindiendo del f\u00f3sil.<\/strong>
\nA la hora de encontrar f\u00f3siles las bacterias son muy poco agradecidas, algunos hay, pocos, porque no suelen tener esqueletos mineralizados y su tama\u00f1o es microsc\u00f3pico. El microbi\u00f3logo tiene adem\u00e1s acceso a una parte muy limitada de todas las bacterias vivas. Solo puede manipular en el laboratorio una \u00ednfima proporci\u00f3n de todas las que existen, no sabemos c\u00f3mo cultivar a las dem\u00e1s fuera de su ambiente natural. Como contrapunto puede explotar la ventaja de que muchas bacterias se reproducen, en condiciones \u00f3ptimas, a gran velocidad y as\u00ed se ha intentado reproducir la evoluci\u00f3n en el laboratorio<\/a>. Y dispone de potentes t\u00e9cnicas para examinar todo el ADN que se encuentra en un organismo, el genoma, o en un ambiente, lo que se llama \u201cmetagenoma\u201d. Lo que voy a comentar utiliza la gen\u00f3mica para deducir, a partir de c\u00f3mo vemos el presente, lo que pudo ser el pasado. El m\u00e9todo depende por completo de estudiar a los supervivientes, pero eso es lo que ha resultado de la evoluci\u00f3n, no la supervivencia de los mejor adaptados, que es un mito urbano, sino la supervivencia de los supervivientes, que no es tan de Perogrullo como a primera vista parece.<\/p>\n

Cuando la chatarra es protagonista.<\/strong>
\nMuchas secuencias del genoma de los microbios ser\u00edan clasificadas como ADN chatarra porque no contienen informaci\u00f3n para producir prote\u00ednas o \u00e1cidos nucleicos, pero no lo son. Son se\u00f1ales reguladoras, se les unen moduladores de la lectura de la informaci\u00f3n (la transcripci\u00f3n), y son muy diversas, incluso en organismos emparentados. La diversidad en algunos microbios se debe en gran medida a las diferencias en las complejas redes reguladoras que act\u00faan sobre genes estructurales muy parecidos. Para sorprendernos m\u00e1s tambi\u00e9n se encuentran casos en los que pese a la diversidad de las redes reguladoras el resultado final llega a ser muy parecido. Esto es lo que ocurre en dos reguladores, llamados Ste12 y Tec1, de tres especies de levadura. Los dos contribuyen a controlar el crecimiento de estas levaduras en forma de filamento (hifa) y a su car\u00e1cter invasivo, una propiedad que puede influir en que algunos organismos sean a veces pat\u00f3genos. En el conjunto de los tres genomas se han detectado unos 200 sitios de uni\u00f3n de Ste12 y Tec1, pero solo un 20% est\u00e1n compartidos en los tres, y adem\u00e1s un 10% de los sitios que funcionan en una de las especies no son funcionales o ni siquiera existen en las otras dos. En definitiva una complejidad que a primera vista parecer\u00eda innecesaria pero que permanece incrustada en el genoma de las tres especies.<\/p>\n

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\nSeudohifas de la levadura. <\/strong>Se forman en respuesta a la limitaci\u00f3n de nutrientes, y en algunos hongos pat\u00f3genos la transici\u00f3n desde forma unicelular a seudohifa es un requisito para la virulencia. Joe Heitman<\/a>, Duke University.
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Las fuentes de la diversidad<\/strong>
\n\u00bfHay alg\u00fan motivo por el que las redes reguladoras presenten tanta diversidad? Al menos una: suministran a la evoluci\u00f3n la plasticidad que no puede obtener por completo de los genes estructurales. Estos van a producir prote\u00ednas cuya funci\u00f3n biol\u00f3gica muchas veces es acoplarse a una mol\u00e9cula y modificarla, ya sea hidroliz\u00e1ndola, forsforil\u00e1ndola o en suma haci\u00e9ndola participar en una reacci\u00f3n qu\u00edmica. Y por pura qu\u00edmica sabemos que hay solo un n\u00famero limitado de estructuras que puedan hacer cada una de esas reacciones, es decir que la diversidad de los genes estructurales se reduce a lo que permite la bioqu\u00edmica. La regulaci\u00f3n, por el contrario modula los tiempos y ritmos con los que suceden las reacciones y el material sobre el que trabaja es la interacci\u00f3n entre dos o m\u00e1s biomol\u00e9culas. Frente a la escasa posibilidad impuesta por la qu\u00edmica de variar los sitios donde se efect\u00faan las reacciones bioqu\u00edmicas, la variaci\u00f3n de las superficies por las que interaccionan las prote\u00ednas no tiene esos l\u00edmites. Adem\u00e1s las variaciones pueden ser toleradas con m\u00e1s facilidad en los reguladores que en los genes estructurales ya que no ser\u00e1 f\u00e1cil que por ello se pierda por completo una funci\u00f3n bioqu\u00edmica. A m\u00ed no me cabe duda de que si no existiese esa plasticidad en los programas biol\u00f3gicos la diversidad de los seres vivos ser\u00eda \u00ednfima, los mismos reguladores actuando sobre los mismos genes lo que producen es el mismo organismo, y esto tampoco es tan de Perogrullo como parece.<\/p>\n
Con este art\u00edculo cumplo en parte lo que promet\u00ed<\/a> a Emilio Cervantes<\/a> de resumir y comentar un trabajo escrito en colaboraci\u00f3n con Jes\u00fas Mingorance. En un futuro escribir\u00e9 c\u00f3mo las bacterias han sido unas eficaces m\u00e1quinas para someter a prueba las interacciones entre prote\u00ednas y quedarse con las que les eran m\u00e1s eficaces para cada funci\u00f3n, que ser\u00e1 la otra parte del d\u00edptico.<\/p>\n

REFERENCIA<\/strong><\/span>
\nM. Vicente and J. Mingorance. 2008. Microbial evolution: the genome, the regulome and beyond. Environ. Microbiol.<\/em> 10<\/strong>: 1663\u20131667<\/a>.<\/p>\n

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\nForo del d\u00eda en notiweb<\/a><\/strong><\/span><\/p>\n

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