Una de las grandes preguntas evolutivas en la vida es cómo y por qué los organismos unicelulares se organizaron para vivir en un grupo, formando formas de vida multicelulares.
Jonathan Phherston, estudiante de doctorado de Wits, del Laboratorio de Evolución de la Complejidad de la Universidad de Witwatersrand, Johannesburgo, ha respondido al menos parte de esta pregunta, decodificando la secuencia genómica de uno de los organismos multicelulares más simples: elalga de cuatro celdas Tetrabaena socialis . Su investigación ha sido publicada en Biología molecular y evolución .
Tetrabaena es miembro de un linaje de algas verdes conocido como linaje volvocino. El linaje es un linaje modelo para comprender cómo evolucionó la multicelularidad. Al estudiar el genoma de esta simple alga, una serie de mecanismos genéticos que controlan cómo se dividen las célulasse asociaron con el origen de la multicelularidad.
Al unir minuciosamente toda la secuencia del genoma de la alga durante un período de más de dos años, utilizando diversas metodologías de secuenciación del genoma, Featherston ha identificado la vía ubiquitina proteasómica UPP como un proceso que juega un papel clave en la evolución demulticelularidad: esta vía está involucrada en la regulación de muchas actividades en las células al atacar las proteínas para su destrucción, manteniendo así un cuidadoso equilibrio de proteínas en las células.
"La UPP ha sido implicada en muchos cánceres humanos e incluso como un objetivo potencial para el tratamiento del cáncer. Según este estudio, parece que las alteraciones de esta vía fueron importantes para la evolución de la multicelularidad en estas algas", dice Featherston.
UPP es una vía complicada que controla la concentración celular de proteínas clave que impulsan la división celular y desempeña un papel en muchas funciones celulares. El estudio de Featherston sugiere que UPP puede jugar a regular cuántas divisiones experimenta cada especie de volvocina a través de la degradación de la clavemoléculas que controlan la división celular.
"Una de las primeras adaptaciones evolutivas en los volvocines fue un ciclo celular modificado. Los volvocines multicelulares desarrollaron un programa genético para controlar el número de divisiones durante la reproducción donde cada especie tiene un número máximo de divisiones genéticamente programadas. Algunas solo se dividirán dos vecesdurante la reproducción, mientras que otros pueden dividirse 12 veces ", dice." Normalmente, las personas miran mucho la cantidad de molécula reguladora clave que produce una célula, pero aquí el interés está en la vía que destruye estas moléculas.lado de cómo se regulan los procesos celulares "
Featherston comparó la secuencia del genoma de algas multicelulares con su pariente unicelular más cercano, para establecer las diferencias genéticas asociadas con la evolución de la multicelularidad. Si bien, en general, las algas unicelulares y multicelulares son muy similares, identificó un pequeño conjuntode familias de genes 131 que se obtuvieron en el origen de la multicelularidad.
"Recogimos algunas tendencias de este conjunto de familias. Muchas tienen funciones de desarrollo, lo que indica que probablemente son importantes para la evolución de la multicelularidad", dice.
El trabajo de Featherston muestra que la evolución de la multicelularidad está asociada con desarrollos genéticos específicos del linaje.
"La multicelularidad ha evolucionado al menos 25 veces de manera independiente, pero con toda probabilidad, aunque ciertos mecanismos biológicos generales, como la unión de las células o los ciclos celulares modificados, pueden compartirse, los genes reales que impulsan estos desarrollos serán principalmente únicos para cada unolinaje ", dice." Casi todas las familias que se encuentran en otros organismos se pueden encontrar en una amplia gama de organismos unicelulares, lo que sugiere que los genes que dieron lugar a la multicelularidad se derivaron de genes que ya estaban presentes en el ancestro unicelular, peropuede haberse duplicado para formar nuevos genes que ahora tienen nuevas funciones "
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Materiales proporcionado por Universidad de Witwatersrand . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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