Recomendado 2019

La Elección Del Editor

¿Las mujeres temen a los niños de raza mixta?
Los científicos usan CRISPR para proteger a los cerdos contra el virus mortal
Se revisaron los orígenes del oso polar: son más viejos y más distintos de lo que pensábamos.

Decaimiento del gen formador de esmalte relacionado con la pérdida evolutiva del esmalte

Anonim

El mundo natural está lleno de sobras. A lo largo de la evolución, las partes del cuerpo que ya no benefician a sus propietarios se desperdician y se van dejando restos anatómicos marchitos e inútiles. La rabadilla humana es uno de esos ejemplos. Otros incluyen los ojos ciegos de peces cueva que viven en la oscuridad total, las pequeñas espuelas en boas y pitones que insinúan las patas de sus antepasados, y las alas marchitas del cormorán de Galápagos, un animal que prescindió del vuelo en una isla desprovista de tierra. depredadores

Los genomas animales contienen restos similares. Al igual que los órganos, los genes también se desperdician si dejan de ser útiles. Acumulan mutaciones paralizantes que matan su capacidad para producir proteínas y las convierten en "pseudogenes" sin función. No tienen otra función útil que contarles a los genetistas curiosos acerca de sus historias.

Así, los órganos pueden degenerar y los genes pueden descomponerse. Los dos procesos deben ejecutarse claramente en paralelo, pero hay pocos ejemplos documentados de esto. Robert Meredith, de la Universidad de California en Riverside, ha descubierto un ejemplo de este tipo, un hermoso estudio de caso en el que la descomposición de un gen llamado enamelina es claramente paralela a la pérdida de una parte del cuerpo: el esmalte dental.

El esmalte es un material extremadamente resistente que cubre el exterior de nuestros dientes. Muchas proteínas son esenciales para hacerla, incluida la enamelina llamada acertadamente, que es producida por un gen del mismo nombre. El equipo de Meredith secuenció el gen de la esmalte (ENAM) en 20 especies de mamíferos que tienen dientes sin tapas de esmalte (como aardvarks, perezosos y armadillos) o que carecen de dientes (como osos hormigueros, pangolines y varias ballenas).

Hoy en día, cada una de estas especies tiene una versión rota de enamelina. Las mutaciones se han deslizado en estos genes, que detienen la producción de la proteína antes de que esté completamente formada. El resultado es un gen destruido que produce una proteína inútil y sucia. Otros mamíferos no sufren de este problema; Meredith descubrió que ENAM es completamente funcional en otros 29 mamíferos dentados, incluidos gatos, vacas y delfines.

Esto es exactamente lo que esperaría, pero el vínculo claro entre la falta de esmalte y un gen productor de esmalte roto es emocionante, sin embargo. Es una historia que, según las propias palabras de Meredith, proporciona "evidencia manifiesta del poder predictivo de la teoría de Darwin".

El equipo también construyó un árbol genealógico de todas estas secuencias ENAM para observar la forma en que el gen evolucionó en diferentes linajes y para reconstruir su historia en todo el grupo de mamíferos.

En cualquier gen, cambiar algunas letras cambiará la estructura de la proteína que codifica, lo que se denomina cambios no sinónimos. Pero muchos cambios pueden pasar sin afectar la proteína, estos se llaman cambios sinónimos. Ellos son efectivamente silenciosos. Los cambios no sinónimos son más significativos, ya que incluso pequeños cambios en la estructura de una proteína pueden tener un gran impacto en su efectividad y en el destino del animal al que pertenece.

De los dos tipos de cambios, los no sinónimos son mucho más raros en los genes que tienen un propósito beneficioso. Jugar con tales genes es a menudo una mala idea, por lo que normalmente están más limitados en la forma en que evolucionan, lo que se denomina "selección purificadora". Ese fue ciertamente el caso de los mamíferos que todavía tenían esmalte y copias de trabajo de enamelin. En sus linajes, ENAM había recogido aproximadamente el doble de mutaciones silenciosas que los no sinónimos que cambian de proteínas.

Pero las cosas eran diferentes entre los grupos de mamíferos que eventualmente perdieron su esmalte. Sus versiones de ENAM habían recogido proporciones iguales de cambios no sinónimos y sinónimos. La evolución de este gen claramente se había relajado en estos grupos, es lo que los científicos llaman "selección neutral".

Meredith también usó su árbol genealógico de esmalte para estimar cuándo el gen habría cambiado lo suficiente como para inutilizarlo en cada linaje de mamíferos. Basándose en estas estimaciones, él predijo cuánto tiempo atrás tendría que ir para encontrar miembros de cada grupo que aún tuvieran esmalte.

Para los aardvarks, tendrías que volver al menos 29-35 millones de años antes de encontrar una especie que aún tuviera esmalte. Para los pangolines, tendrías que mirar incluso más allá de los 55-59 millones de años. Hasta ahora, los fósiles más antiguos conocidos de aardvark y pangolín son mucho más jóvenes que eso. Como se predijo, ninguno de ellos tiene ningún esmalte, pero para confirmar realmente las predicciones de Meredith, los cazadores de fósiles tendrán que encontrar representantes más antiguos de ambos grupos. Afortunadamente, esos fósiles deberían existir: el esmalte es la sustancia más dura en el cuerpo de los mamíferos y tiene una tendencia a fosilizarse bien.

Obtenga más información con la excelente y típica toma de Carl Zimmer.

Referencia: doi 10.1371 / journal.pgen.1000634

Imágenes: Animales de Verdammelt, Stefan Laube, Mariano Cecowski, Malene Thyssen, Montageman y Whit Welles.

M, mineral en dientes y mandíbulas:

  • Las diminutas grietas incorporadas evitan que los dientes se rompan
  • Los peces recién descubiertos cruzan a Peter Pan con Drácula.
  • Gran tiburón blanco prehistórico tuvo la mordida más fuerte en la historia
  • Las anguilas moray atacan con el segundo par de mandíbulas de estilo alienígena
  • El super-lobo que aplasta los huesos se extinguió durante la última Edad de Hielo

Top