ciencias de la vida

El enigma de los
genes parálogos
Los organismos procariotas,
como por ejemplo las
cianobacterias, tienen su
material genético disperso
por el citoplasma celular.
Esto las diferencia de las
células eucariotas, de más
reciente aparición y más
complejas, cuyo material
hereditario está contenido
dentro de un núcleo definido
por unas membranas.
Un ejemplo de célula
eucariota sería, por ejemplo,
las células humanas. Pero
no por ser menos complejos
los organismos procariotas
son menos eficientes. De
hecho, presentan una gran
variedad de metabolismos, y
algunos de ellos son capaces
de resistir unas condiciones
ambientales sorprendentes de
temperatura, acidez o presión.
Las cianobacterias son un
buen ejemplo de adaptación
al medio, habitando extensas
zonas de nuestro planeta
desde poco después del origen
de la vida en él.
La investigación de este equipo
está analizando el papel desempeñado
por ciertos genes duplicados
presentes en la cianobacteria. Se
trata de un fenómeno denominado
en biología “genes parálogos”,
que acontece cuando un gen de
un organismo se duplica para ocupar
dos posiciones diferentes en el
mismo genoma. Se dice entonces
las dos copias son “parálogas”.
La aparición de genes redundantes
puede ser consecuencia de
errores en la replicación del ADN
(la copia de una cadena de ADN
para generar dos cadenas idénticas),
de un fenómeno denominado
recombinación por el que dos moléculas
de ADN de secuencia similar
se unen y establecen enlaces, o
incluso de la adquisición de un gen
procedente de otro organismo.
“Cuando la función de un gen es
importante, uno de los dos genes
duplicados mantiene la función
mientras que el otro, si se conserva,
suele adquirir nuevas funciones.
El reto está en descubrir
cuál es el nuevo papel que este
gen desempeña”, aclara Ignacio
Luque, y añade “esto no es fácil
porque en algunos casos las nuevas
funciones no guardan relación
con las primitivas por lo que el investigador
carece de pistas sobre
por dónde empezar a mirar”.
de ADN entre bacterias, o incluso
entre bacterias y eucariotas (células
con núcleo y orgánulos definidos),
tal y como ha podido comprobar el
equipo. El estudio ha descubierto
la presencia de genes “parálogos”
(duplicados) de enzimas aminoacil
tRNA sintetasas, cuya función se
está investigando.
Un hallazgo importante de este
grupo es el relacionado con el anclaje
de algunas de estas proteínas
a ciertas membranas, que no había
sido descrito en ningún organismo
vivo. Los esfuerzos se centran ahora
en indagar por qué en algunas cianobacterias
se ha seleccionado a lo
largo de la evolución esta localización
para dichas proteínas.
Otra línea de trabajo se centra
en el estudio de la función de los
mencionados genes duplicados aparentemente
redundantes, es decir,
genes que en principio pueden realizan
la misma función en la cianobacteria.
Tal y como explica el investigador,
los eventos de duplicación
génica son “oportunidades para la
adquisición de nuevas funciones”,
conservando habitualmente uno de
ellos la finalidad original mientras
que el otro diverge hasta que degenera
o adopta una nueva función
ventajosa para el organismo. La presencia
de estos genes redundantes
de la cianobacteria, duplicados hace
millones de años, plantea por tanto
un interrogante científico.
En resumen, este proyecto revelará
aspectos hasta el momento desconocidos
del funcionamiento de las
aminoacil tRNA sintetasas en las
cianobacterias, lo cual ayudará a
entender la evolución de unos organismos
de gran importancia ecológica
y su forma de adaptación a las
condiciones ambientales.
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