Publicado 12/01/2022 17:01CET

Estados Unidos.- Un estudio cuestiona la teoría evolutiva de que las mutaciones del ADN son aleatorias

MADRID, 12 Ene. (EUROPA PRESS) -

Un nuevo estudio desafía la teoría evolutiva de que las mutaciones del ADN son aleatorias. Sus hallazgos podrían suponer avances en el cultivo de plantas y la genética humana, según publican en la revista 'Nature' investigadores de la Universidad de California, en Estados Unidos, y el Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo, en Alemania.

Los hallazgos cambian radicalmente nuestra comprensión de la evolución y podrían algún día ayudar a los investigadores a obtener mejores cultivos o incluso a ayudar a los humanos a combatir el cáncer, explican los investigadores.

Las mutaciones se producen cuando el ADN se daña y no se repara, creando una nueva variación. Los científicos querían saber si la mutación era puramente aleatoria o algo más profundo y lo que encontraron fue inesperado.

"Siempre habíamos pensado que la mutación era básicamente aleatoria en todo el genoma --explica Grey Monroe, profesor asistente del Departamento de Ciencias Vegetales de la UC Davis y autor principal del artículo--. Resulta que la mutación es muy poco aleatoria y lo es de un modo que beneficia a la planta. Es una forma totalmente nueva de pensar en la mutación".

Los investigadores dedicaron tres años a secuenciar el ADN de cientos de Arabidopsis thaliana, una pequeña hierba con flores considerada la "rata de laboratorio entre las plantas" debido a su genoma relativamente pequeño, de unos 120 millones de pares de bases. Los humanos, en comparación, tienen unos 3.000 millones de pares de bases. "Es un organismo modelo para la genética", destaca Monroe.

El trabajo comenzó en el Instituto Max Planck, donde los investigadores cultivaron especímenes en un entorno de laboratorio protegido, lo que permitió que plantas con defectos que no habrían sobrevivido en la naturaleza pudieran sobrevivir en un espacio controlado.

La secuenciación de esos cientos de plantas de 'Arabidopsis thaliana' reveló más de un millón de mutaciones. Dentro de esas mutaciones se reveló un patrón no aleatorio, contrario a lo que se esperaba.

"A primera vista, lo que encontramos parecía contradecir la teoría establecida de que las mutaciones iniciales son totalmente aleatorias y que sólo la selección natural determina qué mutaciones se observan en los organismos", señala Detlef Weigel, director científico del Instituto Max Planck y autor principal del estudio.

En lugar de aleatoriedad, encontraron zonas del genoma con bajas tasas de mutación. En esas zonas, se sorprendieron al descubrir una sobrerrepresentación de genes esenciales, como los que intervienen en el crecimiento celular y la expresión génica.

"Estas son las regiones realmente importantes del genoma --señala Monroe-- "Las zonas más importantes desde el punto de vista biológico son las que se protegen de las mutaciones".

Estas zonas también son sensibles a los efectos nocivos de las nuevas mutaciones. "La reparación de daños en el ADN parece, por tanto, especialmente eficaz en estas regiones", añade Weigel.

Los científicos descubrieron que la forma en que el ADN se envolvía alrededor de diferentes tipos de proteínas era un buen indicador de si un gen mutaría o no. "Significa que podemos predecir qué genes tienen más probabilidades de mutar que otros y nos da una buena idea de lo que está pasando", resalta Weigel.

Los hallazgos añaden un giro sorprendente a la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin, ya que revela que la planta ha evolucionado para proteger sus genes de la mutación para asegurar su supervivencia, apuntan los investigadores.

"La planta ha evolucionado para proteger sus lugares más importantes de la mutación --explica Weigel--. Esto es emocionante porque incluso podríamos utilizar estos descubrimientos para pensar en cómo proteger los genes humanos de la mutación".

Saber por qué algunas regiones del genoma mutan más que otras podría ayudar a los criadores que dependen de la variación genética para desarrollar mejores cultivos. Los científicos también podrían utilizar la información para predecir mejor o desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades como el cáncer, causadas por mutaciones.

"Nuestros descubrimientos aportan una explicación más completa de las fuerzas que impulsan los patrones de variación natural; deberían inspirar nuevas vías de investigación teórica y práctica sobre el papel de la mutación en la evolución", concluye el artículo.

Contador