{"id":531582,"date":"2024-10-10T14:07:17","date_gmt":"2024-10-10T17:07:17","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=531582"},"modified":"2024-10-10T14:55:17","modified_gmt":"2024-10-10T17:55:17","slug":"un-antepasado-de-las-plantas-recibio-genes-provenientes-de-hongos-y-bacterias","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/un-antepasado-de-las-plantas-recibio-genes-provenientes-de-hongos-y-bacterias\/","title":{"rendered":"Un antepasado de las plantas recibi\u00f3 genes provenientes de hongos y bacterias"},"content":{"rendered":"

Los genes importantes para el mecanismo de crecimiento y divisi\u00f3n celular de las plantas parecen haber migrado provenientes de otros grupos de seres vivos, con los cuales no existe ning\u00fan tipo de relaci\u00f3n ancestral. Los fragmentos de ADN habr\u00edan sido adquiridos de manera desconocida por las algas carofitas, el grupo de algas verdes que le dio origen a las plantas terrestres, hace alrededor de 600 millones de a\u00f1os. Una investigaci\u00f3n de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG) revel\u00f3 cu\u00e1les fueron los organismos donantes, de acuerdo con un art\u00edculo publicado a finales de febrero en la revista cient\u00edfica New Phytologist<\/em>.<\/p>\n

La pista sobre la apropiaci\u00f3n de genes ajenos al linaje directo apareci\u00f3 en forma accidental: mientras estaban investigando las secuencias gen\u00e9ticas de las enzimas que degradan los carbohidratos en las paredes celulares de las plantas, los investigadores descubrieron que \u00e9stas aparecieron repentinamente en el camino evolutivo: las algas carofitas pose\u00edan los genes, pero las dem\u00e1s no. \u201cComo la posibilidad de que hayan aparecido por casualidad, a trav\u00e9s de mutaciones aleatorias, es m\u00ednima, decidimos entonces hacer una b\u00fasqueda en especies m\u00e1s distantes en el tiempo\u201d, dice el genetista Luiz Eduardo Del Bem, de la UFMG.<\/p>\n

El equipo busc\u00f3 los datos gen\u00e9ticos de todas las especies de seres vivos que no fueran plantas (desde bacterias hasta rinocerontes), disponibles en el banco de genomas del Centro Nacional de Informaci\u00f3n Biotecnol\u00f3gica (NCBI), en Estados Unidos. Despu\u00e9s de meses de b\u00fasqueda y comparaci\u00f3n, encontraron los mismos genes que codifican enzimas en algunas especies de hongos y de bacterias. Este hallazgo destaca el fen\u00f3meno biol\u00f3gico conocido como transferencia horizontal de genes.<\/p>\n

Otro resultado que les llam\u00f3 la atenci\u00f3n a los investigadores es que, con el tiempo y la evoluci\u00f3n de los linajes de plantas, los genes adquiridos por transferencia sufrieron una serie de duplicaciones (de 20 genes iniciales a 400 en algunos grupos de plantas actuales) y un cambio radical en el papel jugado por sus enzimas. Originariamente esas enzimas eran responsables de la digesti\u00f3n de los hidratos de carbono como fuente de energ\u00eda para las c\u00e9lulas de los microorganismos, mientras que en la actualidad act\u00faan tanto en la remodelaci\u00f3n de las paredes celulares vegetales durante la replicaci\u00f3n celular como en la protecci\u00f3n contra hongos y pat\u00f3genos, al digerir la quitina constituyente de los invasores.<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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Como las paredes celulares est\u00e1n intr\u00ednsecamente relacionadas con el crecimiento y el soporte estructural de las plantas, su aparici\u00f3n fue esencial para la transici\u00f3n de la vida acu\u00e1tica a la terrestre. Por tal motivo, Del Bem considera que la adquisici\u00f3n gen\u00e9tica proveniente del intercambio entre microorganismos ha de haber sido cr\u00edtica para el curso de la evoluci\u00f3n y la diversidad biol\u00f3gica que conocemos en la actualidad. \u201cSe trata de impactos muy b\u00e1sicos en la historia de la diversificaci\u00f3n de las especies que realizan la fotos\u00edntesis y, por consiguiente, en todos los ecosistemas y formas de vida terrestre que dependen de ella\u201d.<\/p>\n

La transferencia horizontal de genes desaf\u00eda el concepto de que la vida evoluciona en formato de \u00e1rbol, como lo postul\u00f3 Charles Darwin (1809-1882), con caracter\u00edsticas que pasan de una generaci\u00f3n a otra dentro de un mismo linaje. La transmisi\u00f3n entre diferentes grupos de organismos quedar\u00eda mejor definida a trav\u00e9s una red interconectada. Si hasta hace aproximadamente una d\u00e9cada el intercambio de genes era considerado una rara excepci\u00f3n, casi siempre ejemplificada en casos de virus y bacterias que les pasaban material gen\u00e9tico a sus hospedantes, hoy en d\u00eda se tiene conocimiento de especies m\u00e1s complejas y emparentadas de forma m\u00e1s lejana.<\/p>\n

La mayor\u00eda de las veces no se trata de una transferencia aleatoria, ya que implica alg\u00fan contacto entre los organismos, fuera del contexto reproductivo. La bi\u00f3loga Suzana Alc\u00e1ntara, de la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC), que investiga la diversificaci\u00f3n de las plantas, menciona un caso: la mosca blanca (Bemisia tabaci<\/em>) que, durante la evoluci\u00f3n, se apoder\u00f3 de genes vegetales que le permitieron neutralizar la acci\u00f3n de las toxinas con las que las plantas se defienden de los insectos. Otro ejemplo, seg\u00fan la genetista Nathalia de Setta, de la Universidad Federal del ABC (UFABC), es el de los genes de serpientes incorporados por el antepasado de los actuales animales bovinos a trav\u00e9s de las garrapatas. Tambi\u00e9n existen indicios del traspaso de genes de serpientes a sapos en Madagascar, probablemente tambi\u00e9n mediado por par\u00e1sitos comunes a ambos. En los dos casos se trata de un elemento de transposici\u00f3n, que al replicarse se instala en diferentes partes del genoma, proporcionando variabilidad gen\u00e9tica y la posibilidad de que surjan nuevas funciones.<\/p>\n

Para ambas investigadoras, la acumulaci\u00f3n de secuenciaci\u00f3n completa del genoma en bases de datos en los \u00faltimos a\u00f1os y la facilidad de acceso a esta informaci\u00f3n est\u00e1n detr\u00e1s de la creciente aceptaci\u00f3n en la comunidad cient\u00edfica sobre la importancia de este fen\u00f3meno en el proceso evolutivo. De Setta se sorprendi\u00f3 al identificar genes \u201cimportados\u201d en las moscas dros\u00f3filas que estaba estudiando en su doctorado, lo que no era el objetivo inicial de su investigaci\u00f3n. Aun as\u00ed, sostiene que deber\u00edan agotarse otras posibilidades antes de apunta hacia la transferencia horizontal para explicar la presencia de un gen inesperado.<\/p>\n

Un reloj molecular
\n<\/strong>El m\u00e9todo de comparaci\u00f3n que emplearon los investigadores de la UFMG tambi\u00e9n permiti\u00f3 calcular el momento m\u00e1s probable de incorporaci\u00f3n gen\u00e9tica. Aproximadamente 23 genes distintos, de origen bacteriano y f\u00fangico, pasaron a formar parte del ADN de las algas carofitas hace entre 750 y 550 millones de a\u00f1os, durante el per\u00edodo Prec\u00e1mbrico. En dicho per\u00edodo, puede imaginarse al medio terrestre como un escenario rocoso, sin vegetaci\u00f3n ni animales, habitado por comunidades de microorganismos. Para Del Bem, estos microbosques, formados por bacterias, algas, protozoos y hongos unicelulares, habr\u00edan sido los pioneros en colonizar el espacio fuera del agua y proporcionaron las condiciones ideales para las transferencias gen\u00e9ticas, ya que, para que esto ocurra, es necesario que las c\u00e9lulas se encuentren f\u00edsicamente cerca unas de otras.<\/p>\n

Durante la convivencia diaria y estrecha con otros organismos del intestino, en las mucosas y en la piel, ya sean ellos aliados o causantes de enfermedades, los intercambios gen\u00e9ticos entre c\u00e9lulas humanas y las de estas poblaciones pueden ser frecuentes. \u201cEsto refuerza la idea de que el material gen\u00e9tico es mucho m\u00e1s fluido horizontalmente de lo que imagin\u00e1bamos\u201d, destaca Alc\u00e1ntara. “Hasta qu\u00e9 punto esto afecta a la evoluci\u00f3n de los linajes es algo que todav\u00eda debe entenderse mejor, especialmente si consideramos esa interacci\u00f3n constante entre los organismos”, afirma.<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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Estar cerca es una condici\u00f3n principal, pero a\u00fan se desconocen los mecanismos exactos referentes a c\u00f3mo en cada caso el material gen\u00e9tico termin\u00f3 estando tambi\u00e9n en otro organismo. Hay formas conocidas y observables en la naturaleza (que incluso inspiraron las primeras t\u00e9cnicas de producci\u00f3n de transg\u00e9nicos), con bacterias y virus como veh\u00edculos de fragmentos de ADN o ARN. Otras posibilidades incluyen los intercambios que ocurren entre las mitocondrias y el n\u00facleo celular, y la absorci\u00f3n directa del material gen\u00e9tico liberado en el ambiente por la muerte de una c\u00e9lula.<\/p>\n

La bot\u00e1nica norteamericana Pamela Soltis, curadora del Museo de Historia Natural de Florida y reconocida internacionalmente por investigar los patrones que generan la diversidad biol\u00f3gica, explica que considerar los impactos de la transferencia horizontal es relevante en los estudios de evoluci\u00f3n de las plantas. \u201cEs un proceso realmente fascinante, porque el nuevo material gen\u00e9tico brinda oportunidades potencialmente valiosas para las adaptaciones de las especies receptoras\u201d, reflexiona en la entrevista realizada por correo electr\u00f3nico con Pesquisa FAPESP<\/em>. Sin embargo, ella destaca la importancia de explorar c\u00f3mo ocurrieron en los casos que se siguen descubriendo.<\/p>\n

Soltis advierte que, tras la transferencia, entran en juego otros factores evolutivos, igualmente esenciales para comprender una determinada caracter\u00edstica de la especie. \u201cPor ejemplo, tanto las duplicaciones como el cambio de funci\u00f3n que sufrieron los genes de hongos y bacterias, despu\u00e9s de haber sido incorporados por las algas, contribuyeron a la diversificaci\u00f3n de las plantas en el medio terrestre\u201d, concluye.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/strong>KFOURY, B. et al.<\/em> Multiple horizontal gene transfer events have shaped plant glycosyl hydrolase diversity and function<\/a>. New Phytologist<\/strong>. v. 242, n. 2, p. 809-24. 28 feb. 2024.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un antepasado de las plantas recibi\u00f3 genes provenientes de hongos y bacterias","protected":false},"author":735,"featured_media":531583,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[282,300,306],"coauthors":[4481],"class_list":["post-531582","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-botanica-es","tag-evolucion","tag-genetica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/531582","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/735"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=531582"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/531582\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":533941,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/531582\/revisions\/533941"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/531583"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=531582"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=531582"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=531582"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=531582"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}