11/Sep/04

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Las células complejas habrían surgido de la combinación de los genomas de bacterias y microbios

¿De dónde venimos? Según un nuevo informe, las células complejas, como aquellas que se encuentran en el cuerpo humano, probablemente resultan de la fusión de genomas de una antigua bacteria y un microbio más simple, Archaea, conocido por su capacidad de soportar temperaturas extremas y ambientes hostiles.

(Nature) El hallazgo brinda fuerte evidencia de que las células complejas viene de combinaciones de organismos simples en un esfuerzo simbiótico por sobrevivir.

Jim Lake y María Rivera, de la Universidad de California en Los Angeles (UCLA), informaron de este hallazgo en el número del 9 de septiembre de la revista Nature.

Los científicos se refieren tanto a las bacterias como a la Archaea como "procariotas", un tipo de células en las que no se distingue un núcleo que contenga material genético, o ADN, y otros pocos componentes especializados.

Otras células más complejas, conocidas como "eucariotas", contienen un núcleo bien definido así como "orgánulos" compartimentados que conllevan un metabolismo y transportan las moléculas a través de la célula.

Las células de levadura son algunos de las eucariotas más primitivos, mientras que las células altamente especializadas de los seres humanos y otros mamíferos están entre las más complejas.

"Una de las principales cuestiones no resueltas en biología ha sido de dónde vienen las eucariotas, o sea de dónde venimos nosotros", dice Lake. "La respuesta es que tenemos dos padres, y ahora sabemos quiénes eran éstos".

Más aún, añade, los resultados proveen un nuevo panorama de los caminos evolutivos. "Al menos dos mil millones de años atrás, los ancestros de estos dos grupos procarióticos diversos fusionaron sus genomas para formar la primera eucariota, y en el proceso dos ramas diferentes del árbol de la vida se fusionaron para formar el anillo de la vida", dijo Lake.

El trabajo es parte de un esfuerzo financiado por la National Science Foundation —la agencia federal estadounidense que apoya la investigación y la educación en todas las disciplinas de la ciencia y la ingeniería— para reexaminar esquemas históricos de clasificación de las criaturas vivientes en la Tierra, un proceso que alguna vez se basó en rasgos físicos fácilmente observables.

En efecto, se decía que los microbios, plantas o animales estaban emparentados si compartían ciertas características principalmente físicas. Pero la tecnología del ADN ahora permite un escrutinio mucho más cercano de las moléculas hereditarias, lo que provee un panorama más correcto y detallado de las relaciones genéticas entre todos los seres vivientes.

"Las nuevas herramientas computacionales y los análisis comparativos indudablemente encontrarán situaciones en las cuales el registro evolutivo necesitará ser ajustado", dijo un funcionario del directorio de la NSF en el área de la biología.

"Este nuevo compañerismo entre microbiólogos, evolucionistas e informáticos proveerá un panorama mucho más completo de los parentescos entre seres vivientes".

Lake y Rivera analizaron y compararon los genomas de 30 microorganismos seleccionados de tres categorías (eucariotas, bacterias y Archaea). Todos los microbios contenían aproximadamente la misma cantidad de genes.

Los investigadores luego usaron la computadora para producir combinaciones de genomas que reflejaran los ancestros más probables de las modernas eucariotas.

Sus análisis, dicen, mostraron que dos antiguas procariotas —una muy similar a una bacteria, y otra a una Archaea— combinaron sus genomas por una mutuamente ventajosa necesidad de sobrevivir.

Esta teoría, conocida como endosimbiosis, ha sido una explicación popular de cómo las células eucarióticas adquirieron componentes más pequeños para llevar a cabo procesos celulares.

Según el informe, los modernos eucariontes obtuvieron los genes requeridos para operar la célula del lado bacteriano de la familia, y los genes que transportan información del lado de la Archaea.

Más aún, dicen los autores, el trabajo también echa luz acerca de la transferencia "horizontal" de genes entre organismo y organismo, a diferencia de la que se da entre padres y progenie.