Un equipo de científicos dedicados al estudio de los efectos a largo plazo de la evolución molecular (ADN, ARN y proteínas) ha producido una serie de resultados que sugieren que la mayoría de las sustituciones de aminoácidos modifican en distinto grado la adecuación biológica de cada especie. Esta información reviste importancia pues confirma que el trasfondo genético determina si una modificación molecular, el principal factor regulador de la evolución a nivel proteico, resultará beneficiosa, negativa o intrascendente.

El trabajo se hizo con el apoyo del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte de España y del proyecto europeo Quantomics («De la secuencia a la consecuencia: herramientas para el aprovechamiento de genomas de ganado»), financiado mediante el tema «Alimentos, agricultura y pesca, y biotecnología» del Séptimo Programa Marco (7PM). Sus descubrimientos se han publicado en la revista Nature.

El equipo de científicos actuó bajo la batuta del profesor Fyodor Kondrashov, director del Grupo de Genómica Evolutiva del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (España). El profesor basa gran parte de su trabajo en medios informáticos que analizan una gran cantidad de datos experimentales para observar cómo surgen distintas variaciones de genes. En sus estudios observa el genoma de distintos organismos como peces, pájaros y humanos para investigar la velocidad, el efecto y los mecanismos que rigen la evolución y la variación genética. En estudios anteriores descubrió que las mutaciones patológicas en un tipo de organismo podrían resultar inocuas en otro, un resultado que le impulsó a indagar en los mecanismos moleculares concretos que motivan estas diferencias.

Por norma se asume que la presencia de un gen duplicado no es motivo para que se produzca efecto alguno en la biología de un organismo a corto plazo. No obstante, el profesor Kondrashov sospechaba que estas duplicaciones debían probablemente resultar bien beneficiosas, bien dañinas. La confirmación de esta hipótesis ha llegado ahora en esta última investigación en la que se estudiaron distintas secuencias de al menos mil ortólogos (mismos genes en distintas especies) con dieciséis proteínas de especies con una historia evolutiva diversa.

El estudio de los factores que determinan el ritmo y el modo de la evolución molecular sigue siendo un tema candente en la biología evolutiva. Muchos estudios han tratado sobre la función de la selección y la deriva genética en la fijación de las sustituciones de aminoácidos. Ahora ya se puede afirmar que ambos procesos influyen en un buen porcentaje de las sustituciones de aminoácidos en el curso de la evolución.

El estudio de la evolución molecular no es un campo nuevo de la biología. De hecho sus inicios se remontan a la bioquímica comparativa de principios del siglo XX. No obstante, la evolución molecular sólo se independizó de otras ramas en las décadas de los sesenta y los setenta a raíz del auge de la biología molecular. Posteriormente, la secuenciación de ácidos nucleicos permitió que el estudio de la evolución molecular profundizase en moléculas menores a las proteínas y se adentrase en las secuencias de ARN ribosómico bien conservadas, en lo que supuso la base para formular un nuevo planteamiento del inicio de la historia de la vida.

Fuentes:
– Nature – Breen, M. S., Kemena, C., Vlasov, P. K. Notredame, C. and Kondrashov, F. A., Epistasis as the primary factor in molecular evolution, Nature, 2012, 490, 535-538.
– Centro de Regulación Genómica .
– Organización Europea de Biología Molecular .
– Imagen: DNA. Cordis.eu

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