El ADN mitocondrial puede tener una velocidad y dinamismo que no se había sospechado hasta ahora, incluyendo la vía paterna en su herencia.
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La célula eucariota contiene mitocondrias, que son las “fábricas” de energía de la célula. Según la teoría más aceptada, las mitocondrias eran bacterias independientes que alcanzaron una relación simbiótica con la célula que las albergó hace más de mil millones de años. Aunque quizás las intenciones de la esta célula fueran en un principio devorar sin más a la bacteria o la de la bacteria la de ser un parásito de la célula. El origen de la célula eucariota está, entre otras cosas, en esta relación y surgió a partir de este tipo de relaciones entre procariotas bacterianos.
Se supone que las mitocondrias se heredan por vía materna, pues están presentes en el óvulo a fecundar, pero no en lo que introduce el espermatozoide en él en el momento de la fecundación.
La mitocondria que una vez se introdujo en ese medio celular tenía un genoma completo. Con el tiempo ese genoma se fue reduciendo, pues muchos genes eran inútiles en ese ambiente o su función ya era realizada por los genes del núcleo celular.
Así que las mitocondrias se quedaron con un genoma mínimo que les permite realizar sus pocas funciones y nada más. Por tanto, las mitocondrias todavía mantienen su propio ADN, pero sus genes mutan y evolucionan como todos los demás.
El genoma mitocondrial se ha venido usando mucho como herramienta para el estudio de la evolución, sobre todo al proceder solamente por vía materna. Entre otras cosas ha servido como “reloj” genético si se asume una tasa de mutación fija y baja.
En un estudio reciente realizado por un equipo internacional sobre gallinas se ha podido comprobar que una población de esta especie ha sufrido dos mutaciones en el ADN mitocondrial en solamente 50 años.
Hasta ahora se creía que la tasa de mutación en el genoma mitocondrial nunca era superior al 2% por millón de años. Estas dos mutaciones recientes en los genes ND4L y CYTB demuestran que, en este caso, la tasa de mutaciones es 15 veces más grande de lo esperado.
Además de este descubrimiento también se ha detectado en el estudio que en este caso se ha heredado ADN mitocondrial por vía paterna. Esto supondría que la transferencia de ADN por vía paterna no es tan rara como se había pensando.
Este estudio se ha podido realizar gracias al análisis genético de muestras de sangre de 12 pollos de la misma generación y a la documentación sobre el pedigrí de una población específica de gallinas que se remonta hasta hace 50 años en el pasado. El proceso de selección y cruce de esta población empezó en 1957 y ha derivado en una diferencia en tamaños, en pollos de 56 días, diez veces más grande que la de partida.
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Según una teoría que se basa en otros estudios recientes, el ADN mitocondrial no evolucionaría de forma neutra, sino que habría un proceso de purificación por selección de tal modo que la mutaciones negativas serían eliminadas más rápidamente. De este modo se proporcionaría una falsa apariencia en la tasa de mutación si se mira a gran escala que parecería más baja de lo que realmente es.
Hay pocos estudios sobre mutaciones a corto plazo en el ADN mitocondrial y ahora hay pruebas de herencia paterna además de la materna. Hasta ahora se creía que el ADN mitocondrial se heredaba siempre por vía materna. Este aspecto es muy importante.
“Ambos hallazgos demuestran que la velocidad y dinamismo de la evolución cuando la observamos en periodos cortos de tiempo”, dice Michelle Alexander, de la Universidad de York y primer autor del artículo.
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Fuentes y referencias:
Artículo original [2]
Foto: ohn McCormick / Virginia Tech.
Gráfico: Michelle Alexander y colaboradores.