Crónica | 14 febrero 2018
Teorizado por el mexicano Luis Delaye, el nuevo mecanismo explicaría el principio de genes simples y sería la base para comprender la transición de la formación de elementos químicos a biológicos
Actualmente se conocen mecanismos mediante los cuales se origina información genética, como las mutaciones, recombinaciones de secuencias y clonación de secuencias de DNA y RNA, no obstante, aún es incierto cuál es el origen de las secuencias que codifican para proteínas o RNA funcional.
No obstante, para intentar explicar dónde se originan estos bloques de la vida, el mexicano Luis Delaye ha propuesto las bases de un nuevo mecanismo llamado “generación espontánea de genes”.
El investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Irapuato expuso los avances de esta investigación en su conferencia “El origen los genes”, realizada en el marco del ciclo Los viernes de la evolución de El Colegio Nacional y coordinado por Antonio Lazcano Araujo y José Sarukhán, miembros de esta institución.
En la primera conferencia del año de este ciclo, Delaye —quien fue alumno de Lazcano— explicó que el proceso de descubrimiento del mecanismo por el cual algunos genes muy simples pueden surgir de manera espontánea a partir de DNA no codificante surgió desde su doctorado.
Delaye y su equipo estudiaron los mecanismos para originar genes sobrelapados basados en los estudios del Nobel Frederick Sanger. Los genes sobrelapados, o sobrepuestos, explicó, surgen de proteínas espontáneas en secuencias de DNA que en principio no codifican para un gen. Son espontáneos porque pueden provenir de una mutación aleatoria por no replicarse bien, en ese proceso podría cambiar un nucleótido, entonces sería el inicio de un gen.
Los científicos encabezados por Delaye estudiaron estos genes en la bacteria Escherichia coli y encontraron dos genes sobrelapados, htgA y yaaW, con los cuales experimentaron y hallaron que la segunda está presente en otras bacterias como la Salmonella, por ejemplo.
“Esto resultó una evidencia indirecta de que realmente es un gen: si no fuese una secuencia codificante la evolución no hubiera conservado esta secuencia. Por ello deducimos que había una secuencia ancestral, que correspondía a yaaW, y en el linaje que va a Escherichia coli vino una mutación, o serie de mutaciones, que generaron el gen htgA, una secuencia totalmente nueva”.
El estudio se publicó en 2008 bajo el título El origen de un gen sobrelapado en Escherichia coli, el cual fue ratificado experimentalmente tan sólo un año después por investigadores independientes.
Otro estudio más reciente, refirió, comprobó la existencia de que las secuencias aleatorias son fuente de RNA o péptidos bioactivos, lo cual acentúa que existen genes muy simples que pueden surgir de manera espontánea. “En 10 años la opinión de la comunidad científica ha cambiado debido a esta nueva propuesta”.
HIPÓTESIS POR ESTUDIAR. Pero esto sólo es el inicio del estudio de una idea ambiciosa, pero prometedora, acotó el investigador del Cinvestav. “Existe una transición entre la química y la biología donde surgió la vida, y donde hubieron los primeros sistemas simples basados en RNA o sistemas más simples”.
Ese mecanismo de genes que codifican para proteínas simples, añadió, se podría utilizar para estudiar, por analogía, las características de estas primeras proteínas muy primitivas, que originaron la vida. “Es una hipótesis que se podría estudiar”.
Junto con Antonio Lazcano, investigador de la Facultad de Ciencias de la UNAM y Premio Crónica, refirió que en el origen de la vida existen pocas huellas sobre esa transición química a la biológica, por lo que debemos encontrar formas razonables para explicarlo y una de ellas es cómo codificaron los primeros genes a proteínas.
Cuando el DNA o RNA se replican utilizan las polimerasas, ejemplificó Lazcano, las cuales copian y forman más. “Podría ocurrir que la polimerasa se equivoque, detenga y trabe, como un cierre (zipper)”. Retomando la analogía, el cierre bajaría para destrabarse y volver a subir. “Si sucede eso con la polimerasa copiará algo repetitivo que se trabó, lo cual es materia prima que puede adquirir una función vía selección natural”.
Otra investigadora colega de Lazcano, refirió, ha realizado investigaciones similares con el VIH, donde han encontrado que algunas secuencias tienen un valor adaptativo y escapan de los anticuerpos y sistema inmune.
Utilizando una analogía lingüística, Antonio Lazcano dijo que es como si se dijera “tatatata… (el cierre trabado repitiendo una secuencia), lo cual no tendría ningún valor aparente, pero que para muchas personas tiene significado, puesto que así se le decía al general Lázaro Cárdenas”.
“Este mecanismo biológico explicaría de dónde salen secuencias biológicas sin funciones que luego, por la selección natural, pueden adquirirlas”, finalizó Lazcano.
