La bifurcación evolutiva de un gen en dos con funciones distintas

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Por primera vez se ha logrado analizar a escala molecular cómo un gen que desarrolle dos funciones que compitan una con la otra por la asignación de recursos, puede finalmente dividirse en dos, a través de la duplicación génica, cesando esa competición entre funciones al ser asignada cada una a un gen distinto y seguir cada uno de estos un camino evolutivo separado.

Christina Cheng. (Foto: L. Brian Stauffer)

El estudio valida una hipótesis de décadas de antigüedad sobre un mecanismo clave de la evolución. La investigación también confirma la ascendencia de una familia de proteínas anticongelantes que ayuda a un pez antártico a sobrevivir en las frías aguas del Océano Antártico.

Christina Cheng, profesora de Biología Animal en la Universidad de Illinois, lleva tres décadas estudiando las adaptaciones genéticas que permiten a los peces antárticos sobrevivir en una de las zonas más frías del planeta.

Los científicos saben desde el año 2001 que la secuencia genética que codifica para una familia de proteínas anticongelantes (conocida como AFP III) es muy similar a una parte de la secuencia de un gen que codifica para una enzima celular en los seres humanos. Ya que el pez antártico objeto de estudio también produce esta enzima (SAS), se pensaba que los genes para estas proteínas anticongelantes de alguna manera habían evolucionado a partir de una copia duplicada del gen SAS. Sin embargo, ningún estudio lo había demostrado con datos experimentales lo bastante convincentes.

El hallazgo hecho por Cheng y sus colegas de la Academia China de Ciencias apoya esa hipótesis de que cuando un gen comienza a desarrollar más de una función, la duplicación de ese gen podría resultar en la evolución divergente del gen original y su duplicado.

En la antigua enzima SAS, la función original desempeñada por ella y la función adicional emergente relacionada con el hielo, quizá entraron en conflicto una con la otra. Cuando el gen SAS-B fue creado por duplicación como resultado de un error de copiado o de algún otro suceso fortuito en la célula, entonces cada uno de los genes duplicados fue liberado del conflicto y siguió su propio camino evolutivo.

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