El sexo sin sexo de las bacterias

El sexo sin sexo de las bacterias

Publicado por el jul 28, 2013

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El estudio de las micobacterias ha permitido descubrir un nuevo método de reproducción que incorpora las ventajas genéticas de la reproducción sexual.

 

Investigadores del Wadsworth Centre de Nueva York describen un nuevo procedimiento que genera cepas con fragmentos de genes de los dos progenitores

La reproducción sexual es costosa para aquellos organismos, como los humanos, que dependen de ella. Para empezar, sólo la mitad de la población puede asumir la crianza de su progenie, y la otra mitad tiene que trabajar muy duro para asegurarse de que estarán incluidos en el grupo de genes que se transmitirán en el futuro.

El premio que sigue a la asunción de estos ‘inconvenientes’ es que la reproducción sexual permite la mezcla de los genomas de los progenitores para producir una nueva combinación potencialmente beneficiosa de variantes de los genes que previamente no coexistían en la misma secuencia de ADN, o separar las mutaciones beneficiosas de las que producen un detrimento o perjuicio de la especie.

En contraste con esto, las bacterias se reproducen por reproducción asexual, lo que supone un método más eficiente que la sexual porque cada individuo puede reproducirse por sí mismo cuando se encuentra listo, simplemente dividiéndose. Como quiera que sea, los inconvenientes surgen cuando la inevitable acumulación de mutaciones genera un empobrecimiento, o cuando los cambios medioambientales hacen que determinadas combinaciones de genes sean menos aptas de lo que lo eran anteriormente.

Sin un mecanismo de intercambio como el que facilita la reproducción sexual, la bacteria y sus descendientes permanecen inmovilizados, para bien o para mal, en una misma configuración genética.

En cualquier caso, una nueva investigación publicada en PLOS Biology describe un proceso por el que las bacterias podrían haber descubierto la forma de quedarse con lo mejor de ambas variantes reproductivas. Utilizando una especie bacteriana relacionada con la bacteria que causa la tuberculosis, Keith Derbyshire, Todd Gray y otros investigadores del Wadsworth Centre de Nueva York, muestran que una multitud de fragmentos de ADN son transferidos de forma simultánea desde una cepa bacteriana donante a otra receptora para crear una nueva cepa que es una combinación genética de los progenitores.

El nuevo procedimiento descrito, bautizado como Distributive Conjugal Transfer (‘Transferencia conyugal distributiva’), crea un genoma ‘a parches’ que es diferente del de cada uno de los padres y del de cualquier hermano. Esta circunstancia genera un grado de múltiples variaciones en el genoma muy similar al que se produce con la reproducción sexual.

Según las previsiones de la teoría recién formulada, si la nueva combinación de la variación genética hace que la descendencia sea más apta para el desarrollo en el medioambiente actual, la bacteria se dividirá rápidamente de forma asexual, siendo más competitiva que las cepas de sus padres y hermanos, y convirtiéndose de inmediato en una cepa emergente o en una especie por sí misma.

El mecanismo por el que el ADN puede ser transferido entre el genoma de las bacterias había sido descrito previamente, pero se había hecho de forma fragmentaria, limitando el potencial evolutivo de los beneficios y requiriendo sucesivas rondas de transferencia para crear un amplio mosaico de variaciones genéticas. Sin embargo, el Distributive Conjugal Transfer genera este mosaico genético en una sola noche, así que los científicos tendrán que reevaluar el tiempo previsto para los proyectos en los que se produciría la evolución de la cepa de una nueva micobacteria, según los autores.

El equipo también aprovechó una aproximación al mapa genético similar a la que se aplica en la reproducción sexual de los organismos para localizar los genes de las micobacterias que determinan la identidad del emparejamiento. De los cerca de 7.000 genes que hay en el genoma micobacteriano, en una región delimitada, sólo 6 genes se mostraron clave a la hora de determinar si la cepa de una micobacteria sería donante o receptora cuando llegara el momento del emparejamiento. Esta información puede ayudar a predecir qué otras especies bacterianas podrían participar de esta forma de transferencia genética, así como a identificar con exactitud cómo de generalizado se encuentra este proceso.

El nuevo estudio sugiere que, por medio de la Distributive Conjugal Transfer,  las micobacterias han encontrado una vía para obtener los beneficios de la mezcla genética sin la dependencia y el coste energético asociado a la reproducción sexual. Los hallazgos también podrían arrojar luz acerca del origen de la bacteria causante de la tuberculosis.

Como la mayoría de los genomas de las micobacterias están secuenciados, está emergiendo la imagen de que la Distributive Conjugal Transfer podría haber mezclado los genomas de las micobacterias medioambientales para crear un cepa que estaría especialmente bien preparada para desarrollarse en los pulmones de los mamíferos.

De cualquier modo, todavía no se ha identificado si en el proceso de la Distributive Conjugal Transfer se produce la participación de una micobacteria patógena o de otra que no lo es, por lo que las conclusiones en este último caso deben esperar hasta que los estudios de los científicos continúen avanzando.

 

 

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