El sorprendente descubrimiento que revela cómo nacen los genes desde cero

Comprender cómo se crea un gen es fundamental para desentrañar los orígenes de la vida. Para partir de la base, es clave entender que la información genética contenida en el ADN permite la formación de proteínas y regula procesos esenciales.

Sin embargo, el surgimiento de nuevos genes, especialmente aquellos que no provienen de secuencias existentes, plantea un desafío científico desde hace años.

Cómo se crea un gen a partir de la nada

Investigadores liderados por Ari Löytynoja, en la Universidad de Helsinki, han centrado su estudio en los genes reguladores, en particular aquellos que codifican microARN.

Estos microARN son moléculas extremadamente pequeñas, de sólo 22 pares de bases de longitud, pero desempeñan un papel crucial en la regulación genética. Así, el equipo se propuso descifrar cómo aparecen estos genes aparentemente «de la nada».

Los genes reguladores, como los que producen microARN, tienen secuencias genéticas palindrómicas, es decir, cadenas que pueden leerse de manera idéntica hacia adelante y hacia atrás. Este rasgo distintivo resulta clave para su funcionalidad.

Sin embargo, la probabilidad de que estas secuencias surjan al azar es extremadamente baja, lo que llevó a los biólogos a buscar un mecanismo que pudiera explicarlo.

Mediante el uso de algoritmos informáticos avanzados, los investigadores modelaron la historia de los genes de microARN. Descubrieron que estas estructuras genéticas palindrómicas pueden originarse a partir de errores de replicación del ADN, un proceso que involucra copias inversas y duplicaciones específicas.

Según Löytynoja, este tipo de mutación es comparable a un error de «copiar y pegar» en un texto, pero que en este caso, resulta beneficioso para la evolución genética.

¿Cómo es el proceso en el que se crean los genes nuevos?

El estudio reveló que los errores de replicación del ADN no siempre son perjudiciales. En ocasiones, pueden generar estructuras genéticas perfectas para la aparición de nuevos genes.

Este proceso implica un cambio mucho más rápido que las mutaciones graduales tradicionales, facilitando la generación de nuevos genes a partir de secuencias previamente no codificantes.

• Creación de genes de novo: los investigadores identificaron un mecanismo que permite que un solo evento de mutación cree un gen funcional completamente nuevo.
• Importancia evolutiva: este proceso se ha observado en el linaje humano y en otros primates, lo que sugiere que podría ser un fenómeno universal.
• Eficiencia evolutiva: en lugar de depender de múltiples mutaciones acumulativas, este mecanismo acelera la evolución genética, creando secuencias complejas en un solo paso.

Implicaciones del descubrimiento para la genética

El análisis del genoma humano y de otros mamíferos ha permitido identificar miles de estas estructuras palindrómicas, muchas de las cuales parecen haberse formado mediante este mecanismo. En humanos, se estima que han surgido al menos 18 nuevos genes de microARN a partir de este proceso.

Además, algunos de estos genes han mostrado un impacto funcional directo en aspectos como la respuesta antiviral, subrayando su relevancia para la salud humana. La segregación de estos genes entre poblaciones sugiere que este mecanismo continúa moldeando nuestros genomas.

Por qué este modelo que podría cambiar la genética

El estudio, publicado en la revista PNAS, abre nuevas posibilidades para comprender cómo se crea un gen.

Este avance no solo responde a una de las grandes preguntas de la genética moderna, sino que también sienta las bases para futuras investigaciones sobre la evolución y adaptación de los organismos vivos.

Por último, los investigadores enfatizan que este modelo podría ser extrapolado a otras secuencias de ARN y ADN, ampliando nuestra comprensión del origen de la información genética y su papel en la evolución.