El surgimiento de la diversidad

Surge diversidad gracias a molécula

Por Carl Zimmer
The New York Times, Reforma,
México, 23 de enero de 2016

Narvales y tritones, águilas y rayas águilas -la diversidad de las formas animales nunca deja de asombrar. En la raíz de esta diversidad está el hecho de que todos los animales se componen de muchas células -en nuestro caso, de unos 37 billones. Al tiempo que un animal se desarrolla a partir de un óvulo fertilizado, sus células se pueden diversificar en una gama aparentemente ilimitada de tipos y tejidos.
La transición de nuestros ancestros unicelulares a los primeros animales pluricelulares ocurrió hace unos 800 millones de años, pero los científicos no están seguros de cómo. En un estudio publicado en la revista eLife, un equipo de investigadores aborda este misterio de nueva manera.
Los investigadores resucitaron moléculas antiguas que alguna vez contribuyeron al auge de los organismos unicelulares, luego recrearon las mutaciones que los ayudaron a desarrollar cuerpos pluricelulares.
Los autores del nuevo estudio se enfocaron en una sola molécula llamada GK-PID, de la que dependen los animales para desarrollar diferentes tipos de tejidos. La función de GK-PID es unir proteínas para que las células se puedan dividir apropiadamente. "Lo veo como un mosquetón molecular", dijo Joseph W. Thornton, biólogo evolutivo en la Universidad de Chicago y coautor del estudio.
Cuando una célula se divide, tiene que hacer una copia adicional de sus cromosomas, y luego cada conjunto de cromosomas debe ser trasladado a las dos células. GK-PID se acopla a las proteínas que arrastran a los cromosomas, luego se adhiere a las proteínas ancla. Una vez que GK-PID se une a esas proteínas, las proteínas de arrastre jalan a los cromosomas en la dirección correcta.
Todos los animales llevan una secuencia genética que es muy similar a la que produce a la molécula GK-PID. Pero ese gen codifica una molécula diferente con una función distinta: una enzima que ayuda a desarrollar ADN.
Thornton y sus colegas se preguntaron si esa enzima y su prima GK-PID compartían un historial evolutivo.
Primero, realizaron un estudio cuidadoso de las distintas formas de GK-PID y de la enzima constructora de ADN en unas 200 especies. Luego averiguaron cómo los genes de esas moléculas debieron haber mutado con el paso de los milenios.
Ese análisis permitió a los científicos determinar la secuencia de ADN de GK-PID en los ancestros unicelulares de los animales -un gen que no se ha visto en cientos de millones de años. Luego los científicos recrearon esas moléculas antiguas.
La versión ancestral de GKPID no era un mosquetón. En vez de ello, se comportaba como una enzima constructora de ADN. Ese hallazgo sugiere que en los ancestros de animales, el gen de la enzima fue duplicado accidentalmente. Más adelante, las mutaciones en una copia del gen se convirtieron en un mosquetón.
Los científicos luego alteraron el gen de la enzima ancestral con sus primeras mutaciones. Hallaron que se necesitaba una sola mutación para cambiar la molécula GK-PID de enzima a mosquetón.
"Genéticamente, era mucho más fácil de lo que creíamos posible", aseveró Thornton. "No necesitas una serie elaborada de miles de mutaciones sólo en el orden correcto".
Dijo que sería posible resucitar otras moléculas ancestrales para también averiguar cómo evolucionaron esas adaptaciones.