¿Cómo Evolucionaron Los Genomas?

Tema: ¿Cómo evolucionaron los genomas?

a. ¿Cuál se considera que fue el primer material genético en la naturaleza?. Explicar las razones para esta creencia?

 La hipótesis del mundo de ARN propone que el ARN fue la primera forma de vida en la Tierra, posteriormente evolucionaría para crear una membrana celular a su alrededor y ser así la primera célula procariota. Aunque esta hipótesis se encuentra debatida, debido a la capacidad de la auto duplicación o de duplicar otras moléculas de ARN. En el laboratorio se han generado moléculas de ARN relativamente cortas (pocos cientos de bases) con capacidad de replicarse a sí mismas con una alta probabilidad, la capacidad de catalizar reacciones químicas sencillas, que permiten modificar el entorno para aumentar la capacidad de replicación de los monómeros del ARN, ciertas moléculas (conocidas como cofactores) que aparecen en las células modernas llevan adheridos nucleótidos de ARN sin función aparente. Los defensores de la hipótesis del mundo de ARN consideran estos nucleótidos como "fósiles moleculares", restos de un pasado en el que todas las reacciones eran catalizadas por el ARN. (ARN)

 Carl Woese comprobó las propiedades catalíticas de algunos ARN y sugirió que las primeras formas de vida usaron ARN como portador de la información genética tanto como catalizador de sus reacciones metabólicas (hipótesis del mundo de ARN).

b. ¿Qué habrá hecho que ese primer material genético pierda prioridad y el ADN tome el comando de las funciones hereditarias?

El ARN y el ADN son macromoléculas compuestas de nucleótidos (Son Polinucleótidos), de los cuales hay cuatro en cada molécula. Tres nucleótidos componen un codón, un tipo de "palabra genética", que es como un aminoácido en una proteína. La traducción codón-aminoácido se conoce como Traducción (genética). (Biologo)

Esta hipótesis está basada en la capacidad del ARN de actuar como un material genético y como un catalizador, conocido como un ribosoma. Sin embargo, cuando las proteínas (que pueden formar enzimas) llegaron a la existencia, la molécula más estable, el ADN, se convirtió en el material genético dominante, una situación que continúa hoy. La naturaleza de la doble cadena del ADN permite que las mutaciones se corrijan, y también el ARN es intrínsecamente inestable.

Las células modernas usan el ARN principalmente para construir proteínas de las instrucciones del ADN, en la forma de ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN de transferencia.

c. Mecanismos que dinamizan la evolución de los genomas. Evidencias encontradas.

El genoma es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas, lo que puede interpretarse como la totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular. También se lo puede definir como el Complemento genético de un organismo. Es decir toda la secuencia de ADN, codificante o no codificante y su posición en los cromosomas. (BIO gen)

El genoma representa un nivel de organización biológica, con sus propiedades propias y su historia evolutiva.

Mecanismos de evolución de los genomas:

 Duplicación de dominios y alargamientos de genes.

 Exon-shuffling

 Genes quimera

 Duplicación génica

 Duplicación cromosómica

 Duplicación genómica completa

Estudio de la evolución mediante la comparación de secuencias de AND, bando cromosómico y estructura del genoma.

El ADN acumula mutación durante el tiempo. La comparación de secuencias de ADN revela que pocos cambios se asocian con una relación estrecha filogenéticamente y una reciente divergencia a partir de un antecesor común. Muchos cambios implican una divergencia más antigua. (Genomica evolutiva humana)

Podríamos empezar por una certeza: la de que no hay ningún dato, hallazgo o evidencia que muestre que todas las especies aparecieron a la vez.

Y luego seguir por la clara pista que dejan los fósiles. De su observación se concluye una línea de progresión evolutiva que no se contradice con la línea de progresión geológica-temporal de los estratos donde fosilizaron. En estratos más antiguos encontramos siempre organismos representantes de etapas evolutivas menos desarrolladas. (El Cedazo)

En contraste, un análisis por computadora del genoma de los pollos mostró que de los 500 genes codificando receptores del olfato, apenas 70 producen proteínas activas. Lancet y Olender condujeron un análisis similar del genoma del pinzón cebra. Sus hallazgos revelaron que, mientras que el pinzón tiene el mismo número total de genes del olfato, ese posee tres veces más que están activos: alrededor de 200 de los genes del pinzón pueden producir receptores del olfato funcionales. Esa cantidad apoya la afirmación de que algunos pájaros sí dependen del olfato.

Una comparación del genoma del pinzón cebra con otros pájaros arroja alguna luz sobre cómo evoluciona ese sentido (Cidipal)

d. Conclusiones personales sobre el tema

La investigación en el campo de la genética permitió conocer posteriormente patrones de herencia diferentes de aquellos formulados por Mendel, denominados en conjunto herencia no mendeliana.

En 1910, Thomas Hunt Morgan (1866-1945) postuló la que ahora se denomina teoría cromosómica, que marcó el inicio de la genética moderna.

En 1953, el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN por Watson y Crick fue fundamental para entender las bases moleculares de la expresión genética. Los genes son ADN, y las mutaciones son cambios en la secuencia del ADN.

Los genomas evolucionan tanto por adquisición de secuencias de ADN como por rearreglo de las secuencias existentes, y en este proceso los transposones tienen una participación tan asombrosa como extraordinaria.

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