Neo-ortogénesis IV
Principio de dirección
Cairns y su equipo observó que, en situaciones de
estrés ambiental, la levadura presentaba la mutación necesaria para su
adaptación, en mayor frecuencia de la esperada. Como uno de los posibles
mecanismos para explicar este comportamiento, aparentemente lamarckiano,
sugería la producción, a partir de un único gen, de varios mRNA, para luego
fijar en el DNA el mejor resultado adaptativo, por transcripción inversa (Cairns et al., Nature 1988).
La transcripción inversa, transcripción
reversa o retrotranscripción es un proceso de la biología molecular que implica
la generación de una cadena de ácido desoxirribonucleico (ADN) de doble cadena
a partir de un ácido ribonucleico (ARN) de cadena simple.
Estructura
química del ADN: dos cadenas de nucleótidos (moléculas orgánicas formadas por
la unión covalente de un monosacárido de cinco carbonos –pentosa-, una base
nitrogenada y un grupo fosfato) conectadas mediante puentes de hidrógeno, que
aparecen como líneas punteadas.
Ácido
desoxirribonucleico (ADN) de doble cadena
Comparativa
entre ARN y ADN
Ácido
ribonucleico (ARN) de cadena simple
La transcripción inversa
está mediada por varias enzimas e incluso por proteínas estructurales de
la cápside *
si bien la clave es la transcriptasa
inversa o retrotranscriptasa.
Descrita por vez primera en virus de la familia Retroviridae de forma independiente por los investigadores Howard Temin y David Baltimore en
1970, su descubrimiento supuso la primera evidencia de la falsedad del dogma
central de la biología molecular.
Esquema
de un Citomegalovirus.
La transcriptasa inversa
es una enzima
de tipo ADN-polimerasa, que tiene como función sintetizar ADN de
doble cadena utilizando como molde ARN monocatenario, es decir, catalizar la
retrotranscripción o transcripción inversa. Esta enzima se encuentra presente
en los retrovirus. Su nombre obedece a que el proceso normal de la
transcripción, la que se puede llamar "directa", codifica el ARN a partir
de la secuencia inicial de ADN, y no al revés.
El fundamento molecular de la
retrotranscripción en retrovirus implica la conversión de dos ARNs de cadena
simple con sentido positivo en una molécula de ADN ligeramente más larga que el
ARN original debido a la repetición directa de las secuencias colindantes a los
fragmentos originales (denominadas LTRs, del inglés, long terminal repeats)
El dogma central de la biología molecular asegura que existe una unidireccionalidad en la
expresión de la información contenida en los genes de una célula, es decir, que
el ADN es transcrito a ARN mensajero y que éste es traducido a proteína,
elemento que finalmente realiza la acción celular. El dogma también postula que
sólo el ADN puede duplicarse y, por tanto, reproducirse y transmitir la
información genética a la descendencia. Fue articulado por Francis Crick en 1958 por primera vez, y se restableció en un
artículo de Nature
publicado en 1970. La transcripción
inversa acabó con el dogma.
Líneas
continuas representan al "dogma" original y al procesamiento general
de la información genética. Las líneas discontinuas corresponden a casos
especiales descubiertos en décadas recientes.
Las modificaciones o excepciones que han reformado
este dogma se refieren a los priones, ribozimas y la enzima transcriptasa inversa. En
la transcriptasa inversa los virus
pertenecientes a la clase de duplicación VI y VII de Baltimore, como, por
ejemplo, los Retroviridae (como el
VIH) y Caulimoviridae, tienen la
potestad de sintetizar ADN mediante una polimerasa, la transcriptasa inversa,
que tiene como molde ARN. Esto supone una evasión al dogma, que sólo permite la
duplicación del ADN empleando ARN, y que supedita el ARN al ADN.
Transcriptasa
inversa del VIH
Traducción en sistemas libres de ARN: Otra
situación que rompe con la secuencia definida por el dogma es la posibilidad de
obtener proteína in vitro, en un sistema libre de células y en ausencia de ARN,
por lectura directa del ADN mediante ribosomas, en un entorno en presencia del
quimioterápico neomicina.
Los priones
son proteínas libres de ácido nucleico que, según los modelos genéticos
actuales, se propagan en su naturaleza polipeptídica, sin que medie ningún tipo
de duplicación o transcripción directa; simplemente, afectan a proteínas de su
misma secuencia, previamente existentes, alterando su conformación. Un prion
solamente está compuesto por aminoácidos y no presenta material genético.
Proteina
normal (izquierda) y prion (derecha)
Ribozimas: Existen ARN con propiedades
autocatalíticas, los ribozimas, capaces de modificarse y duplicarse a sí
mismos, en ausencia de proteína y ADN.
En verde
nuevos descubrimientos. Adicionalmente se ha observado una traducción directa
del ADN a proteína in vitro.
Mutación
adaptativa
Este concepto lo utilizan los lamarkianos
para referirse al experimento de Cairns y su equipo, que como hemos visto observó
que, en situaciones de estrés ambiental, la levadura presentaba la mutación
necesaria para su adaptación, en mayor frecuencia de la esperada.
John
Cairns
Las mutaciones genéticas son una
propiedad intrínseca de los organismos, las cuales juegan un rol esencial en el
proceso evolutivo. Para comprender mejor el tema nos hemos servido del artículo
de Rosa
Nagel titulado La mutación adaptativa. Polémicas y mecanismos
(Scielo.org) que
trata sobre mutaciones.
Entre los mecanismos que generan las
mutaciones en las bacterias (la mutagénesis puntual
y la amplificación
génica) tenemos los siguientes:
1.
Ambientes agresivos que sometan a las bacterias a situaciones de estrés.
2. Los ambientes agresivos provocan
las roturas en el ADN.
3. Con la finalidad de reparar
estas roturas, se produce la participación de proteínas de recombinación y
reparación del ADN y de polimerasas específicas. Si estas reparaciones resultan
defectuosas –como suele ocurrir la mayoría de las veces-, se producen
diferentes copias o mutaciones, alguna de las cuales puede ser la mejor para
superar la situación de estrés a la que fue sometida la bacteria.
Daños en
el ADN
La teoría evolutiva se asienta sobre dos
pilares fundamentales: la mutación y la selección natural. La mutación es una
modificación hereditaria que involucra uno o pocos pares de bases, es decir,
genes o segmentos mayores del ADN. La evolución resultaría de la acción
selectiva del medio ambiente sobre los organismos mutantes favoreciendo la
sobrevivencia y reproducción de los mejor adaptados.
En genética se suponía que la mutación
ocurría al azar, en forma independiente de las condiciones ambientales. Monod,
en su libro "El azar y la necesidad",
representa la perspectiva más ortodoxa sobre la mutación, que se supone aparece
como un proceso azaroso y pasivo. El proceso de selección natural es el que
impondría la direccionalidad adaptativa observada en los organismos.
Según Monod, antes del pensamiento
científico el hombre creía que la creación tenía un finalismo y, partiendo de
este, a menudo caída en el animismo en el que se proyectan características como
la voluntad y hasta la conciencia en los elementos y acontecimientos del mundo
físico. En el animismo los ríos, las rocas, el fuego, y todo en general, está
vivo y gobernado por espíritus como los que habitan a los mismos humanos. Ésta
es la antigua alianza de la que habla Monod
en su libro: el hombre se siente parte de un universo tan vivo como él mismo, y
en el que pretende ver un objetivo.
Los
asaros que habitan el valle de Wahgi son famosos por sus máscaras de arcilla de
formas monstruosas, que antes usaban para asustar a sus enemigos
Sin embargo, la ciencia le dice al ser
humano que no hay nada en la naturaleza que haga necesaria la presencia de
vida, o la evolución de seres humanos pensantes. La vida en todas sus
manifestaciones, incluyendo a los humanos, cumple con los principios de la
naturaleza, pero no es deducible a partir de estos principios. Es un fenómeno
posible en la naturaleza, pero sólo uno entre muchísimos fenómenos posibles.
Toda
la belleza de la visión evolutiva, no obstante, no evita que esta nueva cosmovisión
tenga implicaciones que pueden resultar desoladoras. Al darnos cuenta de que no
hay un propósito hacia el que se dirija la vida, es fácil caer en un nihilismo
en el que nuestra existencia parece no tener sentido: en palabras de Monod, “La
antigua alianza está ya rota; el hombre sabe al fin que está solo en la
inmensidad del Universo de donde ha emergido por azar”. Quizá esto explica el
rechazo, consciente o no, que sigue habiendo hacia el abandono de los animismos
y la adopción del conocimiento científico y sus implicaciones: por qué a fines
del siglo XX, cuando las sorprendentes capacidades de la ciencia y la
tecnología resultan ya indudables, no logremos asimilar la nueva visión del
mundo que habitamos.
Enrique Espinosa Arciniega y Martín Bonfil
Olivera en Hijos
del azar: una reseña crítica de El azar y la necesidad.
Hamlet
con el cráneo de Yorick
El artículo antes citado está tan lleno de
sentido común, lo cual me obliga a extenderme un poco sobre su contenido. Monod
piensa que la ciencia no puede, ni “debe” poner límites morales al
comportamiento del ser humano, planteamiento que destruye el carácter amoral de
la verdadera ciencia, la cual trata de conocimientos y no de valores morales. En
su afán de hallar una fuente de motivos y razones para la existencia humana,
convierte la ciencia, el conocimiento objetivo, como fuente de “verdad
auténtica”, lo cual está lejos del verdadero conocimiento científico que sólo
pretende demostrar hechos concretos y
poner en duda todas las certezas a priori.
Hieronymus
Bosch La Ascensión al Empíreo representa un túnel de luz y figuras
espirituales, a menudo descrito en los informes de experiencias cercanas a la
muerte
La
ciencia es un conocimiento constantemente cambiante, por lo que no puede ser
fuente de razones para la existencia humana. “La incapacidad de la ciencia para garantizar, más allá de la
efectividad en su aplicación, que su conocimiento es objetivo y representa la
realidad, es actualmente una cuestión que reconocen (y tratan de resolver)
todas las escuelas de filosofía de la ciencia” (Ricercare)
No obstante, Monod pide una ética del
conocimiento que nos guíe para utilizar adecuadamente los poderes y riquezas
que proporciona el conocimiento científico. Sin embargo, esto no devuelve al
ser humano la tranquilidad que tenía cuando creía que su destino estaba
predeterminado.
El conocimiento científico nos
hace responsables de nuestras vidas, y el hombre debe buscar un sentido para su
existencia. Monod nos dice que aunque no hay un “para qué” en la naturaleza,
nada impide que, por medios racionales, busquemos un “por qué”.
La ciencia no nos puede dar un sentido para
nuestras vidas, es algo que sólo nosotros podemos hallar. La ciencia es una herramienta
inigualable y un crítico severo y confiable para nuestros esfuerzos por
comprender la naturaleza. Uno de los móviles principales que impulsan al hombre
a dedicarse a la ciencia (tan importante o más que los motivos tradicionalmente
reconocidos) se basa en el asombro ante la naturaleza. Nunca debemos caer en el
error de pensar que la ciencia o la tecnología sólo nos pueden proporcionar beneficios
materiales.
La ciencia nos proporciona el goce de la
nueva visión de lo vivo, del que formamos parte, a la vez que nos indica una de
las formas de dar sentido a la existencia humana: buscar nuestro lugar en la
naturaleza y protegerla.
Pero, regresemos de nuevo al azahar y a
las mutaciones. El lamarckismo siempre
ha defendido la influencia del medio sobre los caracteres y la herencia de los
caracteres adquiridos. Luria y Delbrück (1943) y Lederberg & Lederberg (1952) demostraron que las mutaciones ocurren en
las bacterias independientemente del medio selectivo. Sus estudios se basaron
en el hallazgo de bacterias mutantes resistentes a un agente letal, como un
antibiótico o un bacteriófago, que mataba la población sensible. Demostraron
que las mutantes resistentes preexisten en el cultivo de las bacterias,
previamente a la exposición al agente selectivo.
Bacterias
mutantes
En el año 1988, en base a un trabajo
también realizado con bacterias, Cairns concluyó que las mutaciones podían ser
inducidas por el medio y las denominó mutaciones dirigidas (Cairns et al., 1988).
Esta propuesta desató un intenso debate. ¿Entonces, la mutación ocurría al azar
o podía ser "dirigida" por el medio? Los investigadores (Charlesworth et
al., 1988; Benson et al., 1988; Stahl, 1988, 1992) dijeron que
las mutaciones no son un proceso independiente de las condiciones ambientales.
Después veremos como la mutagénesis puntual se activa en la
fase estacionaria independientemente de la presencia de la lactosa, es decir,
del medio.
Bacterias
mutantes sin influencia del medio
El experimento de Cairns y col. (1988) consistió en sembrar un cultivo de una
cepa mutante de Escherichia coli Lac- (incapaz de crecer sobre lactosa) en un medio
no letal, con lactosa como fuente de carbono. En estas condiciones de no
crecimiento, se generaban gradualmente mutantes (revertantes) Lac+, capaces de
crecer sobre la lactosa.
Escherichia coli
Al parecer, las mutaciones se produjeron
porque la mutante Lac- empleada en
este estudio, contenía tenía ciertas características que propiciaban la
mutación y la aparición de las revertantes
Lac+. Entre los cambios a que estaban predispuestas teníamos las pérdidas de 1 pb y la presencia previa
de mutaciones cromosomales
producidas por el estrés de inanición que tenía como resultado un estado de
hipermutabilidad (HM) transitoria (Rosche y Foster, 1999; Rosenberg et al.,
2000).
Un nuevo giro se introdujo con los
trabajos llevados a cabo por J. Roth y col. (Andersson
et al., 1998) quienes demostraron que las mutantes
Lac+ se generaban por un proceso de amplificación del gen
lac. La mutante Lac- original
produce una muy pequeña cantidad de â-galactosidasa,
lo que permite un débil crecimiento sobre lactosa. La amplificación del gen,
que puede alcanzar hasta 50-100 copias contiguas, posibilita un crecimiento muy
lento sobre la lactosa y la formación de microcolonias de estos mutrantes. Este
proceso pasó a denominarse Ampliación génica.
Ampliación génica
Cabe preguntarse si la tasa de mutación de
las revertantes Lac+ aumentaba en
las condiciones del medio selectivo no letal, según lo postulaban P. Foster y S. Rosenberg y col., o la tasa de mutación era
igual a la de las células en crecimiento, de acuerdo con el modelo propuesto
por J. Roth
y col.
En la fase estacionaria (no crecimiento e
inanición) con lactosa, las mutantes se generan por dos vías independientes, la
mutagénesis
puntual y la amplificación génica (Powell y Wartell 2001, Rosenberg y Hastings,
2004). La mayoría de las mutantes Lac+
generadas en los primeros 7 días corresponden al primer tipo y aproximadamente
el 40% de las generadas en los días subsiguientes resultan de la amplificación
génica. Al final del estudio resultó que la tasa de mutación era siempre la misma,
independiente del medio.
El aumento
de la tasa de mutación bajo determinadas condiciones ambientales impondría una
carga genética que resultaría, en términos evolutivos, desventajosa para el
organismo, dado que la mayoría de las mutaciones resultan desfavorables para el
organismo, y solo unas muy pocas ventajosas.
A. Mutagénesis puntual
Para que surjan las mutaciones puntuales
revertantes adaptativas Lac+ se requiere la actividad de las proteínas de
recombinación (RecA, RecBC, RuvABC y RecF)
que reparan
las roturas en el ADN. La
importancia de un corte o rotura en el ADN en la generación de revertantes Lac+
está comprobada. También se detectó la presencia de una enzima que genera la formación
de roturas de doble cadena (DSBs), aumentando en más de 100 veces el número de
revertantes Lac+ que se generan en presencia de la proteína Trail (letal para las
bacterias) cuya presencia en la leche humana podría ser una fuente de actividad
contra el cáncer. TRAIL funciona como un ligante que induce el proceso de
muerte celular llamado apoptosis.
La presencia del corte (DSB) en ambas
cadenas del ADN y la reparación del mismo por la operatividad de las proteínas
de recombinación homóloga (DSBR) y de Pol IV que sintetiza el ADN con
producción de errores, mayoritariamente de tipo "frameshift",
conducirían a la mutagénesis. La rotura del ADN puede ser reparada por dos
procesos: recombinación no homóloga (NHEJ) o la recombinación homóloga (HR).
La rotura
del ADN puede ser reparada por dos procesos: recombinación no homóloga (NHEJ) o
la recombinación homóloga (HR). Fuente: Intech
Las
polimerasa ADN Pol IV y V, identificadas en 1999, están involucradas en una
forma poco común de reparación del ADN. Las mutaciones quedan restringidas a
las regiones próximas al sitio de rotura y no ocurren en forma generalizada en
todo el genoma.
De estos experimentos se concluye que la mutagénesis puntual se activa en la
fase estacionaria independientemente de la presencia de la lactosa, es decir,
del medio. No obstante, también en
células en crecimiento se puede inducir un aumento de la tasa de mutación en
regiones localizadas del genoma por un mecanismo similar al responsable de la
generación de mutaciones puntuales en la fase de estrés nutricional. Se
requieren para ello la producción experimental de roturas de doble cadena
(DSBs).
B. Amplificación genética
La
amplificación génica inducida por el estrés ocurre por un mecanismo diferente
del de la mutación puntual. La amplificación génica es aumento en el número de copias de un
fragmento de ADN particular. Una célula tumoral amplifica o copia
segmentos de ADN en forma aberrante, como resultado de las señales celulares y
en ocasiones debido a daños causados por efectos ambientales. Se encontró que,
al igual que en la mutación puntual, intervienen las proteínas de recombinación
RecA, RecBC y Ruv, la respuesta RpoS y la presencia de cortes en el ADN,
producidos por TraI o por I-SceI. En cambio, no se requieren para la
amplificación la inducción SOS ni la actividad de Pol IV, pero sí la actividad
de la polimerasa I (Pol I) (Rosenberg y Hasting, 2004; Slack et al.2006).
Fuente: Genética molecular
bacteriana de Alfonso Jiménez Sánchez
Se propusieron dos modelos alternativos
para explicar la amplificación génica. En uno de estos modelos se considera que
la amplificación es resultante de un estrés nutricional y que se genera por un
mecanismo recombinatorio que denominan de desplazamiento de molde o templado
("template-switching") o recombinación
no homóloga. Éste se iniciaría por desplazamiento del extremo 3’
de un ADN monocatenario (ADN de cadena sencilla y se replica usando una ADN
polimerasa dependiente del ADN, no usando ARN como intermediario durante la
replicación) generado por rotura del ADN y cambio de su posición a un lugar
diferente después de su duplicación.
Según el otro modelo, propuesto
por Roth y
col., las duplicaciones y amplificaciones de la región lac, algunas presentes previamente, y
otras, que se producirían durante la selección con lactosa, ocurrirían por recombinación
homóloga entre copias diferentes
de un cromosoma en replicación.
Estos investigadores consideran
que todas o la mayoría de las revertantes
Lac+ se generan a partir del aumentado número de copias de lac
producidas por la amplificación y el consiguiente crecimiento residual, y
siguen sosteniendo que no es necesario postular un aumento de la tasa de
mutación e inducción por estrés.
La estabilidad del ADN a través de su
replicación en sucesivas generaciones no solo depende de su propia estructura,
sino también de las numerosas proteínas que intervienen en este proceso, como
las enzimas que replican el ADN, por ej. las polimerasas replicativas y/o sus
actividades correctoras ("editing"), o en las proteínas de alguno de
los numerosos sistemas de reparación del ADN, como por ej. el sistema de
reparación de bases mal apareadas MMR (o mismatch
repair), daños en el ADN, etc., traen aparejados cambios en la tasa de
mutación.
Fuente: Slideshare
Fuente: biología.edu
Fuente. Wikipedia
Cuando se habla de mutación se suele
considerar, implícita o explícitamente, que se trata de un proceso al azar. Si
bien las mutaciones son poco predecibles, los estudios en bacterias revelan que
las mismas no ocurren precisamente al azar. La mutación tiene una probabilidad
de ocurrencia, que varía en distintos tipos de organismos (es más alta en los
virus de ARN que en las bacterias u organismos superiores, Drake et al. 1998).
Los daños en el ADN se deben a factores
ambientales y a los procesos metabólicos normales que ocurren dentro de la
célula. Estos daños se producen a una velocidad de 10.000 a 1.000.000 lesiones
moleculares por célula por día. La gran mayoría de daños en el ADN afectan a la
estructura primaria de la doble hélice; es decir, las propias bases se modifican
químicamente.
Fuente: waterconwellspring
Son daños endógenos los
ocasionados por especies reactivas del oxígeno producidos a partir de
subproductos metabólicos normales (mutación espontánea), especialmente el
proceso de desaminación oxidativa (reacción química que se caracteriza por la
ruptura de un grupo amino; por ejemplo, el glutamato es desaminado
oxidativamente en la mitocondria por la enzima glutamato deshidrogenasa). Los
daños endógenos también incluyen los errores de replicación.
Fuente: Un
camp de margarides
Los daños exógenos son provocado por
agentes externos, tales como los rayos ultravioleta [UV 200-400 nm ] procedentes
de la radiación del sol. Otras fuentes de radiación son los rayos X y los rayos
gamma. También producen daños en el ADN la hidrólisis o interrupción térmica; las
toxinas de ciertas plantas; los virus y, finalmente, los productos químicos
mutagénicos, especialmente aromáticos compuestos (El DDT diclorodifeniltricloroetano,
el benceno, el asbesto, cromo, gas mostaza, cloruro de vinilo, cadmio, tabaco,
bebidas alcohólicas…) que actúan como ADN agentes de intercalación
Los
mayores fabricantes de bebidas gaseosas en Brasil, se comprometieron a reducir
los niveles de benceno. Coca Cola, Schincariol y AmBev , quienes poseen el 90%
del mercado de bebidas en el país, reducirán los niveles de esta sustancia
hasta un máximo de cinco microgramos por litro en un plazo de cinco años.
Fuente: LaRepublica
El cadmio
provoca defectos congénitos en el ser humano. Fuente: almomento
La prueba
de Ames es un método ampliamente empleado que utiliza bacterias para probar
si un producto químico determinado puede causar mutaciones en el ADN del
organismo de ensayo.
La replicación del ADN dañado antes de la
división celular puede conducir a la incorporación de bases equivocadas y dañadas.
Las células hijas que heredan estas bases erróneas llevan mutaciones de la
secuencia de ADN original que es irrecuperable.
Las deleciones, duplicaciones, amplificaciones y reordenamientos de
genes o segmentos mayores del ADN ocurren con frecuencia en los organismos.
Estos cambios constituyen una importante causa de variabilidad. Algunos de
ellos se deben a la presencia de elementos genéticos móviles denominados
transposones o elementos genéticos transponibles, que son una secuencia de ADN
que puede moverse de manera autosuficiente a diferentes partes del genoma de
una célula, un fenómeno conocido como transposición. En este proceso, se pueden
causar mutaciones y cambio en la cantidad de ADN del genoma. Anteriormente fueron
conocidos como "genes saltarines".
La presencia de este tipo de
elementos y su vinculación con condiciones de estrés e inestabilidad genómica
fue descripta por primera vez por B. McClintock en
sus estudios con maíz (McClintock, 1984). Los reordenamientos del ADN, operando
en forma programada o no programada, pueden configurar cambios que posibiliten
la expresión de nuevas funciones, según dijo Shapiro (2005).
Factores ambientales de estrés dañan al ADN
y/o producen alteraciones en su replicación, inducen en las bacterias la respuesta SOS y por ende el aumento de la escisión y/o
movilización de algunos transposones y de la frecuencia de la mutación puntual
y de ciertos tipos de deleciones (Levy et al.1993; Chan y Nagel, 2004). Una vez
producidas las mutaciones, las condiciones del medio seleccionarían las
variantes mejor adaptadas. La mutabilidad también sería una característica
pasible de selección, y por ende de evolución.
De los estudios realizados sobre
las mutaciones que se generan en las bacterias en condiciones de inanición y no
crecimiento, bajo presión selectiva no letal, se concluye que la célula puede
recurrir a mecanismos de mutación diferentes a los que operan en las células en
crecimiento.
En las condiciones del sistema de Cairns
la mutagénesis puntual se produce en
lugares próximos a los sitios de rotura del ADN, como consecuencia de la
operatividad de sistemas de reparación que involucran proteínas de
recombinación, la síntesis de ADN por polimerasas de baja fidelidad, y la
inducción de las respuestas celulares SOS y RpoS. Este proceso de reparación
con error inducido por estrés constituiría un mecanismo general por el que se
generan algunos tipos de mutantes.
Otro aspecto de este sistema es la
amplificación génica que también requiere la producción de roturas en el ADN,
actividades de recombinación y la inducción de la respuesta RpoS.
La formación espontánea de
roturas en el ADN induciría la inestabilidad y los cambios genómicos. La mutabilidad
puntual generada en la fase estacionaria por inanición indican que ésta se localiza
en regiones restringidas del genoma, lo que no constituiría el mismo
riesgo para la célula que un aumento generalizado de la mutabilidad.
Las mutaciones inducidas por estrés pueden
ocurrir por diversos mecanismos, según las diferentes condiciones, cepas u
organismos (Bjedov
et al., 2003). Sin embargo, estos mecanismos presentan algunas
similitudes y difieren de los que ocurren en las cepas en crecimiento. Se discute
si estos mecanismos de mutación fueron seleccionados por su capacidad de
producir diversidad genética o si solo son el subproducto de los mecanismos de
reparación celular seleccionados por sus efectos en la sobrevivencia.
Los mecanismos de mutagénesis operativos
en las células bacterianas en condiciones de estrés podrían proveer modelos
para la comprensión de otros cambios genéticos, tales como la generación de la
resistencia a la acción de antibióticos, la evolución de patógenos, el cáncer,
la resistencia a agentes quimioterapeúticos, y aún los de procesos evolutivos,
como los que condujeron al desarrollo de nuestro sistema inmune.
José Leonel
Torres en En el
nombre de Darwin (1995),
revisa toda esta discusión concluyendo: "Una posibilidad considerada
por Cairns y colaboradores, es la producción de múltiples copias no idénticas
de mARN por un mismo gen, bajo condiciones de estrés. Cada una de ellas
originaría una enzima distinta, y si la célula poseyera la capacidad de medir la
eficacia de sus productos y de copiar en inversa sobre el genoma, por la
reversotranscriptasa, solo aquella versión de mARN que produjera la mejor proteína,
aceleraría precisamente las mutaciones útiles en la solución de su problema
fisiológico... Un mecanismo como el descrito conferiría una gran ventaja
adaptativa a los organismos que lo poseyeran, frente a aquellos que sólo
mutaran aleatoriamente. Contradiría, según dijimos, una de las hipótesis
básicas en la teoría de evolución de Darwin, reintroduciendo el lamarckismo en
la biología; permitiría el flujo de información del ambiente al genoma".
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