Aunque lo hemos comentado por aquí en alguna ocasión, es de sobra conocido que el genoma de un organismo es lo que le da la identidad y potencialidad que tiene. El tener un soporte físico como un genoma donde se guarda información de cada uno ha permitido que la evolución opere a varios niveles para dar lugar a lo que actualmente podemos ver en el día a día. Desde que fuimos simples seres unicelulares hasta ahora nos hemos ido transformando, originando nuevas especies, adaptándonos dadas nuestras posibilidades, sobreviviendo al día a día. Dentro de estos genomas encontramos los denominados genes, lo que se denomina como la unidad mínima de información del genoma. Podremos estar más o menos de acuerdo con esta definición, pero es innegable la importancia de tener genes que nos den proteínas funcionales, con utilidad para nosotros.
Sin embargo, puede que nunca os hayáis preguntado cómo surgen estos genes, estas funciones. Vale, sí, todos pensamos en que si ha habido evolución, es porque hay mutaciones y éstas se seleccionan. Eso es totalmente cierto, pero ¿de verdad es suficiente como para crear toda la inmensa variedad de funciones que existen hoy entre los seres vivos? Ya os digo yo que no. La mutación es uno de los ingredientes fundamentales de la evolución, pero ni de lejos el único. De hecho, la pregunta de cómo surgen nuevas funciones es algo que costó un cierto tiempo empezar a contestar bien, y que aún sigue siendo tema de estudio. Lo que se ha visto es que, aparte de las clásicas mutaciones, una de las formas más rápidas de generar nuevas funciones es mediante duplicaciones.
Una duplicación es justamente tener dos copias de lo que antes era único. Cuando tenemos algo repetido hay varias cosas que pueden suceder, como que ahora dicha función esté representada en mayor medida, o que una de las copias del gen duplicado empiece a sufrir mutaciones. Tened en cuenta lo siguiente, si tenemos dos copias de algo, significa que podemos jugar con una de ellas todo lo que queramos ya que no vamos a perder la función original. Normalmente, cuando se duplica un gen, una de las copias empieza a sufrir mutaciones y entra en un proceso que se denomina “pseudogenización”. Este palabro viene a decir que una de las copias empieza a mutarse hasta quedarse del todo inservible ya que no hay selección negativa que impida tal proceso. Sin embargo, en ocasiones estas mutaciones permiten que la copia extra desarrolle nuevas funcionalidades.
Lo que también sucede es que dentro de las duplicaciones génicas la mutación no es la única vía de generación de nuevas funciones. Ya que tenemos una copia extra, le podemos hacer todas las perrerías que se nos ocurran. Uno de estos procesos es la transposición de fragmentos del genoma. Vale, nuevo concepto. Dentro de los genomas hay una multitud de fragmentos que tienen la capacidad de transponerse, es decir, de insertarse en lugares o bien predefinidos, o bien al azar. Se denominan elementos transponibles. Entonces, volviendo a nuestro tema, puede suceder que uno de estos elementos transponibles se introduzca en nuestra copia, produciendo genes quiméricos.
Uno de los ejemplos más bonitos que recuerdo sobre este tipo de sucesos es el siguiente, donde un gen que estaba en proceso de pseudogenización (es decir, que se estaban perdiendo) fue rescatado por ser insertado en un gen que previamente había sufrido un proceso de duplicación. Sí, es algo enrevesado, pero así funciona la biología. Este proceso se inició hará unos dos millones de años, en el ancestro común de dos especies de Drosophila, Drosophila yakuba y Drosophila teissieri. En esta especie precursora había solo una copia del gen yellow-emperor (ymp) y del gen Adh que codifica para una alcohol deshidrogenasa. El gen ymp se duplicó para dar lugar a un ymp y al gen yande (ynd). Mientras que el gen yellow-emperor mantuvo su función original, el yande sufrió un proceso de retrotransposición del RNA mensajero del gen de la Adh, generándose un gen quimérico. De hecho, se colocó detrás de los tres primeros exones del gen ynd, haciendo que los exones restantes que estaban detrás del elemento transponible, se comenzaran a pseudogenizar. Todo está bien explicado en la imagen de aquí abajo.
Todo este complejo proceso generó un gen quimérico que fue positivamente seleccionado por selección natural. Una nueva función a partir de una duplicación y de una inserción de un elemento del genoma. Este nuevo gen se pasó a llamar jingwei, y aquí viene lo bonito de trabajar en estas cosas, ya que el nombre tiene una historia interesante detrás, sacada de la mitología china.
Nü Wa era la hija de Shen Nong, Señor de la Tierra o Granjero Divino. La princesa adoraba navegar entre las olas del mar, tanto que a veces se dejaba arrastrar por las corrientes durante largo tiempo, sin temor alguno. Una de estas veces, las olas la llevaron más lejos de lo normal y una tormenta en alta mar hizo que la princesa perdiera la vida. Su padre la llamó desesperado durante mucho tiempo sin premio alguno. Sin embargo, la princesa resurgió como un ser extraordinario en forma de ave, con la cabeza adornada con muchos colores, el pico blanco, y las alas rojas. Su nombre era Jing Wei. Y tornó todo el amor que sentía por el mar en un odio inmenso, dispuesta a hacer algo para que nadie más sufriera su amargo destino. Dispuesta a intentar secar al mar, Jing Wei se lo contó al propio espíritu del mar y éste se rió de ella, pensando en su propia inmensidad. Sin embargo, la joven regresó a tierra firme y según cuentan, debido a su gran tesón, aún sigue intentando secar el mar llevando ramitas y piedras a las orillas de los mares. (Podéis leer una versión algo más extendida aquí)
El propósito de nombrar a este nuevo gen como Jing Wei es debido a que la copia degenerada del gen yellow-emperor fue rescatada, y resurgió con una nueva vida y forma diferentes, como un gen quimérico. Como veis, detrás de muchas cosas pequeñas podemos encontrar historias interesantes, historias que nos recuerdan que si hacemos ciencia es porque nos gusta y nos apasiona. Y estos pequeños detalles hacen que dejemos nuestra huella en aquello que amamos.
Daniel Martínez Martínez (@dan_martimarti) es licenciado en Ciencias Biológicas por la Universidad de Valencia, donde también realizó el máster Biología molecular, celular y genética. Realizó su doctorado a caballo entre el FISABIO (Fundación para el fomento de la investigación Sanitaria y Biomédica) y el IFIC (Instituto de Física Corpuscular). Su labor investigadora está centrada en el estudio de la relación entre la composición funcional y de diversidad de la microbiota humana, y el estado de salud-enfermedad de los individuos. Durante los últimos años ha mantenido una actividad de divulgación científica escrita, además de participar en la organización de eventos como Expociencia. Actualmente trabaja en el Imperial College de Londres.