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Una Producción de CDK007.
Un gen puede ser definido simplemente como un segmento de ADN que es transcrito en ARN.
Y la mayoría del ARN es luego traducido en proteínas.
Cada proteína es una única cadena secuencial de aminoácidos que evolucionó para desarrollar alguna tarea en la célula.
Algunas proteínas sirven de soporte estructural.
Algunas proteínas copian el ADN.
Algunas proteínas ayudan a metabolizar el azúcar.
Y algunas proteínas son motores que mueven carga en el interior de la célula.
¿Pero de dónde vino esta diversa colección de proteínas y sus respectivos genes?
El genoma humano contiene 25 mil genes, pero las bacterias sólo poseen entre mil a 6 mil genes.
Si la teoría de la evolución es correcta y los humanos comparten un ancestro común con las bacterias…
…entonces en los últimos 2000 millones de años debemos haber ganado al menos unos 20 mil genes.
Por supuesto, si haces las matemáticas es sólo 1 nuevo gen cada 100 000 años.
Eso equivaldría a un nuevo gen desde que aparecieron los humanos modernos.
Y ya sabemos de muchos nuevos genes que han evolucionado…
…desde que humanos y chimpancés se separaron hace unos 6 millones de años.
¿Pero de dónde vienen estos genes? ¿Cuál es el origen de los genes?
Habrás escuchado el argumento de que los genes no se pueden formar por casualidad.
Toma por ejemplo una proteína de 200 aminoácidos.
Ya que hay 20 aminoácidos diferentes, la posibilidad de que esa proteína se forme por casualidad…
…es 20 elevado a la potencia 200 o aproximadamente 1 en 1 seguido de 260 ceros.
Decir que ese evento es improbable, es decirlo muy suavemente.
Es más probable que dos personas elijan la misma partícula subatómica en el universo visible…
…a que una proteína así se forme por casualidad.
¿Así que cómo se forman los genes?
Bueno… No por casualidad. Eso es seguro.
En 2 videos previos, "El Origen de la Vida - Abiogénesis" y "El Origen del Código Genético"…
…hablé de cómo los primeros genes, los genes ancestrales, se formaron originalmente.
Pero esto no explica de dónde vinieron los 20 000 genes necesarios para crear un humano a partir de una bacteria.
¿Cómo la naturaleza puede formar algo tan improbable por procesos ciegos y sin inteligencia?
Bueno… La primera pregunta es relativamente simple.
Ocasionalmente, pequeñas porciones del genoma de un organismo son copiados…
…y cualquier gen contenido allí es duplicado.
Con mayor frecuencia, las mutaciones ocurren haciendo que una de esas copias se vuelva no funcional.
Tal mutación sería letal para el organismo si no fuera por la copia de respaldo.
Pero de vez en cuando, ocurre una mutación que cambia la función de la proteína que el gen codifica.
Tal vez la proteína estructural ahora forma cadenas ramificadas en vez de lineales.
Tal vez la proteína ahora metaboliza un azúcar distinto.
Tal vez la proteína motora se mueve en una dirección distinta.
Si este pequeño cambio es benéfico para el organismo, será seleccionado…
…y con el tiempo el gen se esparcirá por la población incrementando el número de genes en 1.
Y podemos ver evidencia de esa duplicación en cada genoma secuenciado hasta hoy.
Ocasionalmente incluso genomas completos son duplicados.
¿Y de qué otra manera se puede formar los genes?
Las proteínas son unidades modulares. Aunque las proteínas son cadenas únicas de aminoácidos…
…esa cadena podría tener varias unidades que funcionan independientemente llamadas "dominios"…
…y es la combinación de dominios en una sola proteína lo que puede llevar a nuevas funciones.
Walter Gilbert propuso por primera vez hace más de 30 años la idea de que nuevas proteínas podrían evolucionar…
…por la reorganización ocasional y accidental de estos dominios.
Así que aunque algunos genes serían los resultados de duplicación y mutación…
…otros serían el resultado de nuevas disposiciones de los dominios.
¿Pero son éstas las únicas maneras en las que los genes se forman a partir de preexistentes?
Por mucho tiempo se pensó que la respuesta era sí.
Se pensaba que los primeros genes se formaron antes que el ADN y las proteínas fueran usadas por organismos…
…y que desde entonces hubo duplicación, mutación y reorganización.
Eso era cierto hasta que un estudio de Yuuki Hayashi y colaboradores apareció en el 2006.
En este impresionante trabajo, este grupo de científicos mostró algo que muchos biólogos creían que era tan improbable...
...que era prácticamente imposible.
La evolución de un nuevo gen a partir de secuencias de ADN completamente aleatorias…
…exactamente aquello que los creacionistas dicen que es matemáticamente imposible.
En este estudio los investigadores reemplazaron un dominio de 139 aminoácidos de un gen viral con una secuencia aleatoria.
Sin este dominio el virus es extremadamente ineficiente para infectar células.
Y si es creíble la matemática de los creacionistas…
…la probabilidad de que los 139 aminoácidos muten de vuelta por puro azar es tan pequeña…
…que el virus debería estar condenado para siempre.
Sin embargo, EN SÓLO 7 GENERACIONES, el grupo observó un incremento en la infectividad de 244 veces.
Y tras muchas generaciones, el virus había incrementado su infectividad por un factor de 17 000.
Donde una vez sólo hubo ADN aleatorio, ahora existía un gen viral completamente funcional, pero no el gen original.
Un gen totalmente nuevo había evolucionado para cubrir el papel.
Lo que este grupo mostró no es sólo que proteínas completamente distintas pueden desempeñar la misma función…
…sino que pueden evolucionar rápidamente partiendo de segmentos de ADN aleatorios.
Si un segmento de ADN aleatorio, gracias a una mutación fortuita, llega a ser transcrito por una ARN polimerasa…
…la proteína resultante probablemente haga muy poco.
Pero si lo poco que hace, ayuda a la célula aunque sea un poco, ese nuevo gen será seleccionado.
Y tras muchas generaciones, por mutaciones graduales…
…esa cadena aleatoria de ADN original evolucionará en un gen totalmente funcional y completamente nuevo.
El argumento creacionista simplemente muestra que una secuencia de aminoácidos única y específica…
…no se formará espontáneamente por casualidad.
Sin embargo, esto no significa que nuevos genes no evolucionen.
Genes nuevos se originan por una variedad de mecanismos y son refinados por mutaciones aleatorias y selección natural…
…siempre aumentando la complejidad del organismo y añadiendo información al genoma.
Con mayor frecuencia, los organismos no "reinventan la rueda"…
…y usan genes preexistentes o dominios para formar nuevos genes.
Pero de vez en cuando, un gen completamente nuevo se forma a partir de nada más que ADN aleatorio…
…dándole más combustible a ese motor de la vida que llamamos evolución.
Piensa en ello.