Un equipo del Centro Nacional de
Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha elaborado un original modelo que
explicaría cómo las regiones del genoma que se copian más tarde, un
proceso que anteriormente se ha relacionado con el cáncer o el
envejecimiento, también está implicado en el proceso evolutivo ya que
facilita el nacimiento de nuevos genes con funciones específicas de
tejidos y órganos.
En la mayoría de los organismos, desde la levadura a los humanos,
este proceso de replicación sigue un plan establecido, en el que ciertas
regiones del genoma se replican antes que otras, pero se trata de la
primera vez que se relaciona este proceso con la evolución en millones
de años de la vida en la Tierra, explican los autores en 'Biology Open'.El trabajo, dirigido por Alfonso Valencia y desarrollado en colaboración con Tomas Marques-Bonet, del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) de Barcelona, representa un nuevo enfoque evolutivo en el que la estructura del genoma toma protagonismo y abre nuevas posibilidades para el estudio de la evolución de los seres vivos y su diversidad.
"Hemos descubierto que la replicación es como un espejo que refleja la historia evolutiva de los seres vivos: los primeros genes que se replican son los más antiguos, mientras que los que se replican más tarde son los más jóvenes", explica Valencia.
Según el modelo, cada nuevo gen tiende a replicarse después que los ya existentes, lo que conlleva a la acumulación de capas sucesivas de nuevos genes en el genoma.
David de Juan y Daniel Rico, investigadores del grupo de Valencia que han llevado a cabo el estudio, lo comparan con "el crecimiento del tronco de un árbol, en el que los anillos concéntricos exteriores representan los años más recientes de la vida del mismo".
Cuanto más tarde se copia el material genético, más probabilidad hay de que se dañe el ADN y se acumulen mutaciones. De esta forma, los genes antiguos, que suelen ser vitales para la vida, se sitúan en regiones potegidas --aquellas que acumulan menos mutaciones-- que replican en primer lugar, mientras que los nuevos genes lo hacen en las regiones más inestables del genoma --las que acumulan más mutaciones-- que replican más tarde.
"Esto permite que los genes de aparición reciente evolucionen muchísimo más rápido que los más antiguos", sentencia Rico, ya que "las regiones de replicación tardía tienen además una estructura compacta e inaccesible".
"Son zonas escondidas en el genoma que actúan como laboratorios evolutivos, donde estos genes pueden adquirir nuevas funciones sin afectar a procesos esenciales para el organismo", añade de Juan.
Los autores del trabajo sostienen que este modelo habría facilitado el nacimiento de nuevos genes con funciones específicas de tejidos y órganos, y podría haber contribuido decisivamente en el desarrollo de estructuras complejas como el cerebro o el hígado.
EL CÁNCER Y LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS: UN MISMO ORIGEN
La aparición de mutaciones en las regiones de replicación tardía ya se había relacionado en trabajos previos con el cáncer o el envejecimiento, de ahí que el jefe del Grupo de Inestabilidad Genomica del CNIO, y colaborador del trabajo, Óscar Fernandez-Capetillo, haya calificado los resultados como "sorprendentes", puesto que "ayudan a entender como cambios drásticos en el genoma que hasta ahora sólo se habían relacionado con la formación de tumores son, a su vez, cruciales en la evolución".Los autores apuntan que "lo fascinante de este modelo es como las regiones de replicación tardía han contribuido a la capacidad de adaptación de especies tan complejas como la humana".
El estudio de la evolución ha alcanzado nuevas dimensiones con los últimos avances en biología molecular, y ha llegado a su punto álgido en los ultimos 10 anos gracias al estudio masivo de los genomas, por lo que los nuevos avances en esta direccion ayudarán en la comprensión de los sistemas vivos en su conjunto.
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