Se propone que las tasas de mutación sean un equilibrio pragmático entre los efectos nocivos de las mutaciones y los costos de supresión; esta hipótesis predice que las partes del cuerpo de mayor duración y las que contribuyen a la próxima generación deberían tener tasas de mutación más bajas que el restodel organismo, pero ¿es este el caso en la naturaleza? Nueva investigación publicada el 9 de abril en la revista de acceso abierto PLOS Biología de Long Wang, Dacheng Tian, Sihai Yang y colegas de la Universidad de Nanjing, China, junto con Laurence Hurst del Centro Milner para la Evolución de la Universidad de Bath, Reino Unido, ahora proporcionan la primera prueba de la generalidad de estas ideas al mirar enplantas
Si bien las nuevas mutaciones en el ADN son el combustible para la evolución, la mayoría de ellas son malas para usted; algunas pueden causar cáncer o enfermedades genéticas. Debido a esto, la selección natural generalmente actúa para reducir la tasa de mutación. Pero evitando que ocurran mutacioneses costoso, por lo que uno podría esperar que el alcance de la limitación de la mutación dependa de un equilibrio entre el impacto futuro de cualquier mutación y los costos de prevenir la mutación.
Esta hipótesis predice, por ejemplo, que en los animales las células que contribuyen al esperma y a los óvulos células de la línea germinal deberían tener una tasa de mutación más baja que las que no células somáticas, ya que estas últimas no tienen una evoluciónfuturo, solo un futuro a corto plazo en el cuerpo en el que se encuentran. Llevamos nuestras mutaciones somáticas con nosotros a nuestra tumba, pero nuestras mutaciones en la línea germinal pueden vivir en nuestros hijos e hijas. Del mismo modo, se esperaría que los organismos de corta vidatienen una tasa de mutación más alta en sus células somáticas que los organismos de vida más larga. Estas ideas son difíciles de probar, pero actualmente los datos limitados de los animales son de apoyo.
A diferencia de los animales, las plantas pueden no tener una línea germinal bien definida, por lo que los investigadores razonaron que las células en los tallos de las plantas deberían tener una tasa de mutación más baja que en las raíces, ya que este último no tiene perspectivas de dar lugar a semillas. Del mismo modo, las hojas podríantienen tasas de mutación más bajas que los pétalos, ya que los pétalos son tan efímeros. También las ramas que habían crecido durante una estación de crecimiento deberían tener la misma tasa de mutación. Al secuenciar más de 750 genomas de 8 especies de plantas diferentes, los autores encuentran que las tres predicciones se mantienen.
Un examen más detallado de las diferencias entre las raíces y los brotes reforzó aún más esta conclusión; el equipo notó que la proporción del número de mutaciones en los brotes con respecto a las raíces era más alta para las especies de larga vida perennes que para las especies con un solo crecimientotemporada antes de morir anuales. Esto tenía mucho sentido cuando también descubrieron que las mutaciones en los brotes de anuales se transmiten muy raramente a la próxima generación, mientras que lo mismo no es cierto para las plantas perennes. Por lo tanto, mayores son las perspectivas futuras de mutacionesen tallos, menor es la tasa de mutación relativa.
Otra observación que al principio parecía extraña, resultó ser la excepción que confirma la regla. Las plantas de fresa envían corredores que luego pueden brotar nuevas plantas. A primera vista, se puede esperar que los corredores tengan una baja tasa de acumulación de mutaciones, ya que todas las plantas nuevas, y por lo tanto las semillas, provienen del corredor. Pero los investigadores descubrieron que los corredores tienen una tasa bastante alta en comparación con las plantas que brotan de ellos. Al rastrear mutaciones, descubrieron por qué esto es: la mayoría de las célulasdel corredor nunca se convierte en las nuevas plantas, haciendo que la mayor parte del corredor se parezca más a la raíz que al brote. Si queremos saber si las plantas alguna vez tienen una línea germinal, en sí misma una cuestión polémica, sugieren que este sistema sería un granorganismo modelo.
Antes de concluir que la teoría funciona, el equipo también advierte que probablemente haya más variación en la tasa de mutación que la posible longevidad de las mutaciones. La evidencia previa había sugerido que solo estresar a las plantas puede aumentar la tasa de mutación. El equipo también observó que sicultivan plantas artificialmente en el laboratorio, tienen tasas de mutación mucho más altas que los comparadores cultivados en el campo. La tasa de mutación, sugieren, es posiblemente frágil y fácilmente afectada por las condiciones locales. De hecho, los autores advierten que la diferencia entre pétalos y hojas puede no reflejar nadamás que diferentes microambientes en lugar de necesariamente una selección natural que configura la tasa de mutación. De cualquier manera, la nueva evidencia apunta a la posibilidad de que las plantas no tengan una tasa de mutación sino muchas. Cómo se producen estas diferentes tasas de acumulación de mutaciones en diferentes partes del cuerpoaún por resolver
El profesor Hurst comentó: "Esta confirmación de la teoría potencialmente tiene relevancia para muchos campos, pero especialmente para comprender los cánceres. Los cánceres se desarrollan en individuos mayores en todos los mamíferos, pero esto significa que los ratones desarrollan tumores de 2 años, los tenemos alrededor de 50 y azulballenas mucho más tarde. Nuestros resultados respaldan la idea de que una de las razones de esta tendencia es que diferentes especies tienen diferentes tasas de mutaciones con especies de vida más larga que invierten más en mantener baja su tasa de mutación somática. Ayudarnos a hacer esto sería una medida preventiva sensata"
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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