Cada vez m\u00e1s estudios demuestran que las caracter\u00edsticas gen\u00e9ticas no se transmiten \u00fanicamente de padres a hijos, tal como suponen los principios de la herencia, sino que circulan incluso entre especies distintas. No es novedad que bacterias pueden adquirir genes que las vuelven m\u00e1s infecciosas o que les permiten sobrevivir en condiciones adversas. Pero ahora el grupo del bi\u00f3logo molecular Carlos Menck, del Instituto de Ciencias Biom\u00e9dicas de la Universidad de S\u00e3o Paulo (ICB-USP), demostr\u00f3 que parte del metabolismo de bacterias Xanthomonas, causantes del chancro c\u00edtrico que ataca a los naranjos y limoneros, es distinto que el de la mayor\u00eda de las otras bacterias. La diferencia proviene de la posibilidad de intercambiar genes entre especies, conocida como transferencia lateral, que lleva a algunos investigadores a sostener que Charles Darwin estaba equivocado cuando us\u00f3, hace 150 a\u00f1os, las ramificaciones de un \u00e1rbol para describir la evoluci\u00f3n de la diversidad biol\u00f3gica.<\/p>\n
Los descubrimientos de Menck partieron de observaciones fortuitas en medio de los primeros proyectos brasile\u00f1os de secuenciamiento de genomas. Mientras contribu\u00eda a revelar el material gen\u00e9tico de las bacterias Xylella y Xanthomonas, de gran importancia econ\u00f3mica, debido a las enfermedades que causan en las plantaciones, Menck percibi\u00f3 que muchos de los genes parec\u00edan no transmitirse a lo largo del linajes de bacterias. Surgi\u00f3 de all\u00ed el doctorado de Wanessa Lima. Ella detect\u00f3 diversos casos de transferencia lateral de genes en esas bacterias, tal como inform\u00f3 en 2008 en las revistas Journal of Molecular Evolution y FEMS Microbiology Letters.<\/p>\n
Eran todav\u00eda genes accesorios, que no afectaban la premisa de que funciones esenciales para la vida no pueden\u00a0 copi\u00e1rseles a otros organismos. Ahora eso cambi\u00f3: Wanessa descubri\u00f3 que bacterias de los \u00f3rdenes Xanthomonadales y Flavobacteriales fabrican un compuesto esencial para generar energ\u00eda (el dinucle\u00f3tido de nicotinamida y adenina NAD) usando una secuencia de reacciones bioqu\u00edmicas hasta ahora conocida s\u00f3lo en eucariotas, organismos en que el material gen\u00e9tico est\u00e1 empaquetado dentro del n\u00facleo. Los eucariotas\u00a0 pueden\u00a0 ser simples como hongos compuestos por c\u00e9lulas independientes o m\u00e1s complejos y multicelulares, como una persona. En tanto, las bacterias son procariotas: la gran mayor\u00eda, unicelulares y desprovistas de n\u00facleo, en general con una mol\u00e9cula circular de ADN.<\/p>\n
El resultado, publicado en febrero en Molecular Biology and Evolution, contribuye para entender la evoluci\u00f3n de las bacterias por ser el primer caso descrito de una funci\u00f3n vital cuyos genes fueron reemplazados. Lo m\u00e1s probable es que esos genes hayan sido intercambiados entre un eucariota y una bacteria ancestros y posteriormente se hayan propagado por especiaci\u00f3n en Xanthomonas o Flavobacteriales, imagina la investigadora. Con base en b\u00fasquedas de genes similares en un banco internacional de secuencias gen\u00e9ticas, Menck apuesta en ese donador eucariota ancestral como un hongo que conviv\u00eda con la bacteria, en un hospedador, en simbiosis o en el suelo, probablemente poco despu\u00e9s de la separaci\u00f3n entre Xanthomonas y Xylella, hace alrededor de 15 millones de a\u00f1os. De una manera a\u00fan no dilucidada, esa cercan\u00eda habr\u00eda permitido que tramos de ADN pasasen de una especie a otra, con o sin la intermediaci\u00f3n de virus.<\/p>\n
Controversia –<\/strong> El grupo de la USP todav\u00eda no sabe explicar por qu\u00e9 en esas bacterias la nueva forma de fabricar NAD habr\u00eda reemplazado a la que exist\u00eda. La v\u00eda de eucariotas es m\u00e1s cara en t\u00e9rminos de nutrientes y energ\u00eda, adem\u00e1s de requerir m\u00e1s ox\u00edgeno, comenta Wanessa. Ella sospecha que esa nueva ruta haya sido mantenida en Xanthomonas y flavobacterias por aportar ventajas frente a los amino\u00e1cidos disponibles o del tenor de ox\u00edgeno en el ambiente. Para Menck, la selecci\u00f3n natural est\u00e1 probablemente detr\u00e1s de esa permanencia. El trabajo a\u00fan no publicado de uno de sus alumnos, el bioinformata Apu\u00e3 Paquola, muestra que alrededor del 20% de los genomas de bacterias proviene de transferencia lateral entre bacterias de grupos distintos. Son los tramos que fueron favorecidos por la evoluci\u00f3n y se establecieron. Los indicios apuntan que el intercambio de genes entre seres vivos diferentes es constante, pero en general las nuevas combinaciones se pierden durante la evoluci\u00f3n.<\/p>\n De cualquier modo, algunos investigadores sostienen que la transferencia lateral de genes vuelve incorrecta la met\u00e1fora del \u00e1rbol para describir la evoluci\u00f3n de la biodiversidad pol\u00e9mica que en enero lleg\u00f3 a la tapa de la revista brit\u00e1nica New Scientist. En el \u00e1rbol, las especies actuales estar\u00edan en la punta de cada rama, y los puntos de bifurcaci\u00f3n representar\u00edan a ancestros comunes. Pero en un art\u00edculo publicado en la revista Nucleic Acids Research, el bi\u00f3logo molecular Eugene Koonin, de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH), sostiene que el patrimonio gen\u00e9tico de las bacterias est\u00e1 enteramente interconectado, como un mar de genes sin nada que los separe. Eso seg\u00fan \u00e9l invalida el concepto de \u00e1rbol de la vida: Estos hallazgos dan asidero a una nueva y din\u00e1mica visi\u00f3n del mundo procariota, que es mejor representado como una red compleja de elementos gen\u00e9ticos, que intercambian genes en tasas sumamente variables, escribe.<\/p>\n La pol\u00e9mica parece que va para largo. Para John Wilkins, fil\u00f3sofo de la ciencia de la Universidad de Queensland, Australia, la visi\u00f3n de la evoluci\u00f3n como una red es err\u00f3nea. Si una especie estuviese formada por transferencia gen\u00e9tica generalizada, dice, de manera tal que no fuera posible decir qu\u00e9 es heredado y qu\u00e9 no lo es, creo que ser\u00eda dif\u00edcil denominarla especie. Pero \u00e9l cree que la probabilidad de que eso suceda es \u00ednfima. Menck a\u00f1ade: puede haber una mezcla gen\u00e9tica entre especies, pero los genes en s\u00ed siguen linajes seg\u00fan lo prev\u00e9 la teor\u00eda evolutiva de Darwin. Los intercambios dificultan el trabajo de quienes procuran reconstruir las genealog\u00edas bacterianas, pero el investigador de la USP subraya que, adem\u00e1s de que el 80% de los genes procariotas son transferidos por descendencia, algunos nunca se prestan a ser transferidos. Es esa porci\u00f3n fija del material gen\u00e9tico la que permite reconstruir las relaciones de parentesco entre las bacterias. La red ser\u00eda m\u00e1s como una delgada tela de ara\u00f1a envolviendo al \u00e1rbol, y no al contrario, concluye.<\/p>\n De acuerdo con Menck, la pol\u00e9mica es positiva y lleva a los investigadores a aprender cada vez m\u00e1s sobre los procesos evolutivos. Desde esta \u00f3ptica, la conclusi\u00f3n del art\u00edculo de Koonin puede ser estimulante: La complejidad emergente del mundo procariota est\u00e1 actualmente fuera de nuestro alcance. No contamos con un lenguaje adecuado en t\u00e9rminos de teor\u00edas y herramientas para describir el funcionamiento y las historias de la red gen\u00f3mica. El desarrollo de este lenguaje es el mayor desaf\u00edo para la pr\u00f3xima etapa en la evoluci\u00f3n de la gen\u00f3mica de los procariotas.<\/p>\n El proyecto Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/strong>Genes de reparaci\u00f3n de ADN: an\u00e1lisis funcional y evoluci\u00f3n (n\u00ba 03\/13255-5<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Proyecto tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Carlos Frederico Martins Menck ICB-USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 1.453.233,23<\/p>\n
\n<\/strong><\/em>LIMA, W. C. et al.<\/em> NAD biosynthesis evolution in bacteria: lateral gene transfer of kyurenine pathway in Xanthomonadales and Flavobacteriales<\/a>. Molecular Biology and Evolution.<\/strong> v. 26, n. 2, p. 399-405. feb. 2009.
\nKOONIN, E. V. y WOLF, Y. I. Genomics of bacteria and archaea: the emerging dynamic view of the prokaryotic world<\/a>. Nucleic Acids Research<\/strong>. v. 36, n. 21, p. 6.688-6.719. dic. 2008.
\nWILKINS, J. S. The concept and causes of microbial species<\/a>. History and Philosophy of the Life Sciences<\/strong>. v. 28, n. 3, p. 389-407. 2006.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El intercambio de genes entre especies distintas es objeto de debate","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"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":[],"coauthors":[95],"class_list":["post-84323","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84323","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\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=84323"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84323\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84323"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84323"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84323"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84323"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}