lunes, 20 de enero de 2014

Problemas de interpretación de las investigaciones paleogenómicas

Carles Lalueza-Fox repasa algunos problemas de interpretación de los hallazgos recientes en Paleogenómica.
  • Los problemas asociados con los relojes moleculares.
    • La hipótesis de reloj molecular se basa en la regularidad del proceso de mutación en regiones genéticas neutrales a lo largo de tiempo, implicando así la posibilidad de utilizarlo como un estimador de tiempo para la evolución molecular. Hay, sin embargo, algunos problemas con la exactitud de un reloj molecular, de forma que en cada nueva toma de muestras a menudo se produce un recalibrado.
      1. La diversidad genética actual (ya sea una población de estudio o de una especie) no está caracterizada en su totalidad. Una inclusión adicional en la muestra, puede atrasar las fechas considerablemente.
      2. La tasa de mutación es una estimación, con pruebas contradictorias. 
      3. Hay que disponer de fechas exactas, pero el registro fósil no es muy preciso.
      4. Hay que trabajar con regiones genómicas selectivamente neutras, pero la existencia de elementos reguladores ubicuos y barridos selectivos no detectados hace que su derterminación no sea obvia.
  • La diferencia entre la divergencia de secuencias genéticas y la divergencia de especies.
    • La teoría de la coalescencia nos permite ir hacia atrás en el tiempo a partir de la variación genética existente hasta encontrar antepasados ​​comunes, lo que proporciona inferencias sobre la demografía de la población y la divergencia genética.
    • Los tiempos de coalescencia siempre son anteriores al de divergencia de las especies, debido a que en el momento de la separación existía una cierta variación genética. Estos tiempos serán más cercanos en la medida en que la población ancestral haya sido más pequeña y con ello más próxima genéticamente.
  • Las limitaciones de los marcadores uniparentales (ADN-mt y ADN-Y)
    • Los marcadores uniparentales han fracasado en la detección de los procesos evolutivos reales: Cuando el tamaño de la población permanece constante durante largo tiempo, el ADN uniparental tiende a aglutinarse en algún momento, de forma que los eventos genéticos anteriores son indetectables.
  • La forma en que la expresión de un genoma configura el fenotipo (incluyendo la morfología y la cognición).
    • Las publicaciones de los genomas humano y del chimpancé no cumplieron las expectativas para la comprensión de la base genética de las diferencias morfológicas (y cognitivas) que existen entre estas dos especies. El problema reside en las dificultades en la comprensión de la función del gen y también en la complejidad del genoma que funciona por encima del nivel del ADN. Existen muchos elementos reguladores que interactúan con redes de genes. Genomas similares o incluso idénticos podrían producir diferentes fenotipos como resultado de diferencias en la regulación de la transcripción de genes.
      • Ejemplo de la insuficiencia de una simple comparación del ADN: Los micro ARN (miARN) son pequeñas regiones de ARN no-codificante que actúan como reguladores de expresión sobre las transcripciones del ADN. miR-1304 es diferente en HAM y neandertales. Entre los objetivos de este regulador están dos genes importantes para la formación de los dientes, el gen cognitivo TCF4 (asociado a la esquizofrenia y a problemas de aprendizaje verbal) y el gen CD24 (asociado con la esclerosis múltiple). El volumen de la dentina coronal es mayor en neandertales y la capa de esmalte en las cúspides es más delgada. La ontogenia de las denticiones neandertales es más rápida y la edad de los neandertales a la muerte está a menudo sobrestimada. Un 5% -7% de los humanos actuales asiáticos, comparten la versión ancestral de miR-1304 con los neandertales (López-Valenzuela et al. 2012 ).
    • Las restricciones físicas y químicas pueden provocar que sólo pueda surgir en el tiempo un determinado conjunto de rasgos adaptativos y que rasgos similares aparezcan de forma independiente en diferentes linajes de homínidos. Diferentes bagajes genéticos pueden producir el mismo fenotipo.
      • Ejemplo: El gen MC1R de los neandertales (Lalueza-Fox et al. 2007) codifica para una proteína en la membrana de los melanocitos que regula la síntesis de dos pigmentos diferentes (marrón oscuro y rojizo) en el cabello y la piel. Una variante específica neandertal produce una pérdida de la función en la proteína, lo que resulta en piel blanca y pelo rojo. Esta mutación no se encuentra en los humanos modernos, por lo que las personas con un fenotipo similar, lo deben a razones genéticas diferentes.
      • Es posible que otras características relacionadas con la morfología y la cognición estén sometidas a procesos convergentes similares. Esto podría explicar la existencia de conducta simbólica moderna en neandertales mucho antes de la llegada de los HAM a Europa (Peresani et al. 2011 ;. Zilhão et al 2010 ).