Los científicos ahora han rastreado el origen de 500 millones de años de IRBP de vertebrados hasta una fuente bacteriana.
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Desde la época de Charles Darwin, explicar la evolución gradual del ojo ha sido un desafío. Si bien se han explicado muchas de las transiciones evolutivas que condujeron al ojo de los vertebrados, algunos aspectos parecen ser específicos de los vertebrados sin un precursor metazoario evidente.
Una diferencia crítica entre la visión de vertebrados e invertebrados radica en la proteína de unión a retinoide interfotorreceptora (IRBP, también conocida como proteína de unión a retinol, RBP3). Esto permite la separación física y la especialización de las células en el ciclo visual de los vertebrados al promover el transporte de retinoides entre tipos de células.
Científicos de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de California en San Diego, que publicaron en Proceedings of the National Academy of Sciences, ahora han rastreado el origen de la IRBP de vertebrados de 500 millones de años, hasta una fuente bacteriana.
La creciente disponibilidad de genomas completamente completos hizo posible su descubrimiento, que se realizó mediante técnicas de reconstrucción filogenética. La integración de IRBP en los ojos de los vertebrados no fue el resultado de la transferencia de genes vertical convencional, en la que el progreso evolutivo se adapta o se “juguetea” utilizando material genético accesible, según su investigación sobre más de 900 genomas del árbol de la vida. En su lugar, mediante la transferencia horizontal de genes desde genes bacterianos no huéspedes, se obtuvo, duplicó e integró IRBP.
El profesor asociado de Ciencias Biológicas Matt Daugherty, autor principal del artículo, dijo: “Es un cambio masivo porque es una pieza completamente nueva de material genético introducido de bacterias. Este estudio muestra que una gran innovación que distingue los ojos de los vertebrados de todos los demás ojos no se logró mediante modificaciones moleculares, sino más bien mediante un gran salto adelante en la innovación genética.
Una vez que el gen crucial que finalmente dio lugar a IRBP se adquirió de las bacterias, se hizo posible una nueva vía en los vertebrados, lo que permitió que los retinoides, moléculas en el ojo que perciben directamente la luz, se reciclaran de manera eficiente para su uso futuro en la detección de luz. La visión y la fotorrecepción de los vertebrados, la separación de la percepción de la luz y el reciclaje de retinoides, proporcionan funciones distintas.
Ver en diferentes longitudes de onda requiere suficiente luz alrededor. Este es uno de los argumentos por los que podemos ver bien en la oscuridad.
“Tenemos este sistema de reciclaje de enzimas que muchos invertebrados parecen no tener”, dijo Daugherty, investigador del Departamento de Biología Molecular. “Los ojos son diversos y complicados, y seguimos este camino gracias a este sistema”.
Los investigadores predicen que a medida que se disponga de genomas adicionales de varias criaturas, otros procesos y sistemas cruciales también tendrán raíces bacterianas.
Hija ha dicho, “Está remodelando la forma en que pensamos sobre la evolución y cómo pensamos sobre estructuras complejas que parecen haber surgido de la nada”.
Referencia de la revista:
- Chinmay A. Kalluraya, Alexander J. Weitzel et al. Origen bacteriano de una innovación clave en la evolución del ojo de los vertebrados. PNAS. YO: 10.1073/pnas.2214815120
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