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Evolución por pérdida de genes

Carles Lalueza-Fox 05/10/01

Biomedia (Barcelona). Normalmente se asocia la evolución a un aumento de complejidad por adquisición de genes*. Sin embargo, un estudio publicado por el microbiólogo Didier Raoult, de la Marseille School of Medicine, y colaboradores, en el número del 14 de septiembre de la revista Science (Science 293: 2093-2098) a partir del genoma* de dos bacterias del género Rickettsia, muestra que la evolución puede darse también por un proceso de pérdida de genes.

El estudio de Science se ha basado en el análisis genómico de dos bacterias, Rickettsia conorii y Rickettsia prowazekii (ésta última es el patógeno causante del tifus) que divergieron de un antepasado común hace entre 40 y 80 millones de años. Para caracterizar este proceso evolutivo, los investigadores han secuenciado los 1300 millones de nucleótidos* del genoma de R. conorii y lo han comparado con el ya disponible de R. prowazekii. Ambas bacterias son parásitos intracelulares en sus huéspedes y vectores, con lo cual es muy improbable que puedan intercambiar material genético por transmisión horizontal de genes con otras especies; esta simplicidad facilita la comprensión de la evolución genómica de estas bacterias a lo largo del tiempo.

La secuenciación del genoma de R. conorii muestra que esta bacteria tiene más genes activos (n = 1374) que su congénere R. prowazekii (n = 834), y, lo que es más sorprendente, casi la mitad de los genes ausentes en la segunda, siguen encontrándose, inactivos, en su genoma. A lo largo de la evolución que ha separado ambas bacterias, R. prowazekii ha ido perdiendo genes que no necesitaba, debido a su condición de parásito*. El estudio proporciona, además, una indicación de cómo se ha producido la inactivación de estos genes; en primer lugar, una mutación* en algún lugar del gen genera un codón* STOP (una combinación de tres nucleótidos que informa, erróneamente, a los mecanismos celulares de producción proteínica que se ha llegado al final del gen), lo cual conlleva la síntesis de proteínas* incompletas y no funcionales; con el paso del tiempo, estos genes llegan a perder incluso la propiedad de ser transcritos al acumular más mutaciones, aunque siguen conservando la estructura que los hace identificables. El proceso de pérdida de genes es la combinación de mutaciones al azar y de evolución parasitaria; por ejemplo, si una mutación provoca la inactivación de un gen que codifica para la síntesis de metabolitos que también pueden obtenerse del huésped, este gen puede eliminarse del genoma del parásito, lo cual representa para éste un ahorro de energía. La conclusión del estudio de Science es que si un gen no se necesita, éste se pierde a lo largo del proceso evolutivo.

* Glosario de Biomedia

Más información en Biomedia:
Un estudio niega la transmisión horizontal de genes de bacterias a humanos. Carles Lalueza-Fox (13/07/01)
Dossier: Genómica

Más información en la red:
Jennifer Couzin: «Painting a Picture of Genome Evolution», Science 2001; 293: http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/293/5537/1969a

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