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Complejidad y evolución de los genomas

Publicado por Pablo Morales

La vida parece haber aparecido en la Tierra hace cerca de 4 billones de años atrás. Durante la mayor parte de este período nuestro planeta fe colonizado apenas por organismos unicelulares y por más que parezca extraño, la mayoría de los organismos aún hoy existen de forma unicelular.

genoma

El proceso evolutivo generó la diversificación estructural y funcional de los microorganismos, siendo que algunos se volvieron más elaborados y complejos, principalmente en lo que tiene relación a los mecanismos de conservación del ADN como molécula de manutención de la información genética necesaria para su supervivencia y reproducción. En este sentido, células procariotas ancestrales con poco ADN dieron origen a células u organismos con un nivel mayor de complejidad del material genético, en el cual en ADN pasó a ser compartimentado en una estructura conocida como núcleo celular. Algunos científicos creyeron que el origen de los organismos eucariotas ocurrió justamente por la interacción simbiótica entre diferentes procariotas. O sea, un microorganismo, al englobar y abrigar otra célula dentro de si, acabó formando diferentes estructuras, como las mitocondrias, los cloroplastos, etc., dando origen así a los eucariotas. En el caso de las mitocondrias, las evidencias para esa hipótesis son la secuencia del ADN circular, el tamaño de los ARNs y la organización de la membrana interna que son más semejantes a los de algunos grupos de bacterias. Lo mismo puede ser dicho de los cloroplastos, cuya secuencia de ADN es más semejante al del material genético de las cianobacterias antiguamente conocidas como “algas azules”.

La formación de un núcleo envuelto por membrana parece haber permitido la generación de nuevas y más complejas combinaciones de ADN. De este modo, esta estructura pasó a restringir  y asegurar registro y copia fiel de la información genética, en cuanto el citoplasma, en el cual están todos los organelos, pasó a ser el compartimento de ejecución de las funciones celulares relacionadas al metabolismo.

La mayor parte de los procesos nucleares de replicación del ADN y transcripción para ARNs quedó a criterio del núcleo (con excepción del ADN presente en las mitocondrias y cloroplastos), en tanto la traducción de los ARNs en polipéptidos y proteínas quedó restringida al citoplasma.

Este ambiente proporcionó aún al ADN un mayor control, o tal vez descontrol, de los procesos de amplificación de si mismo. Esto puede haber auxiliado en el aumento considerable y consecuentemente en la diferencia de contenido de ADN normalmente observado entre procariotas con poco ADN y cualquier eucariota con mucho ADN.

Pero de que se trata la amplificación del ADN? Este es un proceso de generación de una o más copias de pedazos del material genético, que ocurren innumerables veces en diferentes momentos y células. Así, a lo largo de la evolución de una especia pueden suceder ciclos de amplificación en apenas uno o pocos segmentos del ADN.

Esto puede generar copias extras de un gen o de otros segmentos, los cuales pueden modificarse y asumir nuevas funciones, en cuanto los originales  permanecen con la misma función.

Tal amplificación podría culminar también en la reorganización genómica del ADN en los cromosomas y de estos en los núcleos. Estos eventos a lo largo del tiempo pueden iniciar un proceso de origen de nuevas especies.

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