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Artrópodos |
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Madrid. Mayo de 2006 www.infoecologia.com |
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Infoecologia .-
Los investigadores del Departamento de
Biodiversidad y Biología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias
Naturales (CSIC) Federico Abascal y Rafael Zardoya han participado en un
estudio de búsqueda y caracterización de códigos genéticos
alternativos en genomas mitocondriales de metazoos. Como resultado han
encontrado un nuevo código en artrópodos y han determinado que el código
genético ha evolucionado en paralelo en estos organismos, existiendo
distintos códigos incluso entre especies de un mismo orden (como en los
hemípteros, por ejemplo). Aunque
el código genético es idéntico en casi todas las especies (el material
genético se traduce al lenguaje de las proteínas de acuerdo a un mismo
diccionario), algunas variantes ya se habían descrito en una amplia gama
de sistemas, tanto nucleares como en organelos (especialmente en las
mitocondrias de los animales) cuando Federico Abascal y Rafael Zardoya
comenzaron esta investigación. Las variantes del código genético se
suelen encontrar cuando un codón, en una especie X, aparece
recurrentemente en lugares de las proteínas donde, en otras especies,
aparece un aminoácido distinto al esperado. El significado de ese codón,
por tanto, es aquél del aminoácido observado y no el esperado. Para
desarrollar esta idea, los investigadores elaboraron un método
computacional que automatizara las comparaciones y lo probaron con 626
genomas mitocondriales de metazoos. Los
resultados indican que varios artrópodos tienen un nuevo código genético
y traducen el codón AGG como lisina, en vez de serina
(como en el código genético mitocondrial de invertebrados) o de arginina
(como en el código genético estándar). El análisis de la evolución
del código genético en los artrópodos revela también que existe una
evolución concertada entre el significado del codón AGG y los
correspondientes ARN transferentes (ARNt-Ser y ARNt-Lys), los cuales
presentan mutaciones puntuales en sus anticodones que explican estos
cambios del código. Como
explican los investigadores, las variantes genéticas del código suelen
encontrarse por análisis comparativo de secuencias. “Cuando un codón
particular aparece en los sitios de la proteína en los que un aminoácido
específico se encuentra en otra especie relacionada, la explicación más
probable es que se ha reasignado ese codón”. Los investigadores han
automatizado este proceso comparativo para aplicarlo a una gran cantidad
de genomas. Muchos
artrópodos, incluidos los que poseen el nuevo código genético, hacen un
uso limitado del codón AGG. Esta escasez hace su asignación
particularmente difícil desde un punto de vista estadístico y explica
por qué las caracterizaciones anteriores del código genético en estas
especies no podían descubrir el nuevo código. Solamente un acercamiento
global, que se beneficiara de la comparación de asignaciones a través de
múltiples especies, podía determinar la traducción de AGG con alta
confianza. Antes
de este estudio, cada cambio genético del código en mitocondrias de
metazoos se conservaba dentro de un phylum. El estudio demuestra también que las variantes genéticas
del código se pueden encontrar entre linajes dentro de un phylum de metazoos. De esta manera, la investigación demuestra que
los cambios genéticos del código pueden ser mucho más frecuentes de lo
que se creía, y que el gran número de genomas completos secuenciados
disponibles actualmente hace que, por primera vez, se pueda elaborar esta
cartografía en alta resolución de los cambios del código genético. El
número de cambios del código genético en artrópodos (incluidos los
cambios dentro de una sola familia de insectos) proporciona un ejemplo sin
precedentes de cambios genéticos mitocondriales paralelos, y sugiere que
fenómenos similares podrían ser encontrados en otros linajes cuando más
secuencias estén disponibles. Los resultados publicados representan un
caso extraordinario de múltiples reasignaciones. Puede que las especies
de artrópodos con el nuevo código utilicen una interacción codón-anticodón
nunca observada antes y en la cuál se produce un apareamiento balanceado
en la posición media del codón. Por todas estas razones, el código genético
mitocondrial de artrópodos representa un paradigma para futuros estudios
sobre la evolución del código genético. Federico
Abascal es investigador en
el Departamento de Biodiversidad y Biología
Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) y en el
Departamento de Bioquímica, Genética e Inmunología de la Universidad de
Vigo. Rafael
Zardoya es
Investigador Científico en el
Departamento de Biodiversidad y Biología
Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) (http://www.zardoyalab.com) |
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