Diferentes personas a veces escriben la misma palabra de manera diferente: organización versus organización, o análogo versus análogo. En tales palabras, a pesar de la variación en las cadenas de letras, el significado transmitido por las alternativas sigue siendo el mismo. Del mismo modo, los códigos de ADN llevan instruccionespara crear una proteína a veces se puede "deletrear" de manera diferente, aunque especifican exactamente la misma información de secuencia para crear esa proteína. Hasta hace poco, la mayoría de los biólogos creían que las mutaciones que creaban códigos de ADN "sinónimos" tenían efectos muy débiles en la evolución deSin embargo, un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos, incluidos los del Centro Nacional de Ciencias Biológicas NCBS, Bangalore, muestra que un conjunto diferente de códigos de ADN que especifican el mismo producto puede tener efectos importantes en la supervivencia y la evolución.de los seres vivos.
El código de la vida, compuesto por codones de tripletes de los cuatro alfabetos de ADN A, T, G y C, es bastante redundante. Por ejemplo, el aminoácido Alanina, está especificado por no menos de cuatro códigos de tripletes alternativos GCT, GCC, GCA y GCG, o codones. Esta redundancia está en la raíz de lo que los biólogos moleculares denominan "mutaciones sinónimas", donde un cambio en la secuencia de ADN de un gen no cambia la secuencia de la proteína que codifica.se espera que los cambios en las secuencias de proteínas causen interrupciones en la función y, por lo tanto, es probable que afecten las capacidades o la aptitud de un organismo. Contrariamente a esto, las mutaciones sinónimas generalmente se han ignorado en este contexto. Deepa Agashe de NCBS y su equipo de colaboradores hanreforzó un creciente cuerpo de evidencia de que las variantes sinónimas de un gen afectan la aptitud de un organismo. Además, ahora han demostrado que mutaciones sinónimas altamente beneficiosas pueden permitir que los organismos evolucionen rápidamente y se adapten a su entorno.
Trabajando en la bacteria Methylobacterium extorquens, el grupo creó varias variantes de un gen llamado fae. Este gen codifica una enzima metabólica esencial para la supervivencia y el crecimiento en un ambiente donde la única fuente de carbono proviene del metanol o la metilamina. Bajo tal restriccióncondiciones, las bacterias se someten a una fuerte selección para retener la función del gen fae. Cuando se cultivan en condiciones en las que se proporcionó metanol como la única fuente de carbono, todas las poblaciones bacterianas con las variantes del gen fae "sinónimas" tuvieron un mal desempeño en comparación con las bacterias que portan el gen normal.
Sin embargo, cuando las poblaciones bacterianas que portaban estas variantes de fae se cultivaron durante un largo período de tiempo con metanol como la única fuente de carbono, descrita como 'condiciones de selección fuertes', se observó un fenómeno interesante. Dentro de 100 a 200 generaciones,estas poblaciones bacterianas comenzaron a recuperar su estado físico a través de mutaciones adicionales a las variantes genéticas. Muchas de estas mutaciones fueron nuevamente sinónimos. Además, estas mutaciones ocurrieron en puntos únicos dentro del gen, fueron altamente beneficiosas y parecieron repetirse en múltiples experimentos ".Lo sorprendente de nuestros resultados es que las mutaciones beneficiosas que vemos son altamente repetibles en variantes genéticas específicas. Puede pensar en este proceso con una analogía con los escaladores: diferentes escaladores que comienzan independientemente desde el fondo de una colina están utilizando exactamente¡la misma estrategia para llegar a la cima! ", dice Deepa Agashe, el autor principal de la publicación que detalla estos hallazgos.
Los estudios como el descrito aquí son críticos para comprender la base genética de la adaptación. Comprender la adaptación, a su vez, es la clave para comprender la evolución y para predecir la dinámica futura de las poblaciones. Por ejemplo, poder predecir el desarrollo de resistencia a los antibióticosa través de mutaciones genéticas en una población bacteriana ayudaría a desarrollar mejores medicamentos para las enfermedades. Hasta ahora, las mutaciones sinónimas y las variantes genéticas se consideraban relativamente poco importantes para tales estudios sobre la adaptación, debido a la falta de información sobre sus efectos sobre la aptitud del organismo. Este estudio refuerzala opinión de que tal sinonimia ya no puede ser ignorada como irrelevante en los procesos de adaptación y evolución.
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Materiales proporcionado por Centro Nacional de Ciencias Biológicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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