Robar código genético

Estoy diseñando una criatura que ha encontrado una nueva forma de evolucionar directamente durante su vida. Este método es diferente de tener que soportar un estrés ambiental increíble o ser víctima de una radiación violenta.

Esta entidad se esfuerza por sobrevivir robando el código genético de otros organismos y usándolo para adaptarse a nuevas amenazas.

La criatura decodifica el código genético de otra cosa, copia las partes útiles y luego las importa a un formato compatible como ADN a XNA y viceversa.

Me imagino que esta habilidad podría ser útil para una gran cantidad de cosas, como combatir el cáncer, simplemente robando el código genético de los animales que ya se han vuelto inmunes (como las ratas topo desnudas) o derrotando a un virus usando el código genético de dicho virus para su propia ventaja.

Al igual que los osos de agua, pero con la ventaja de elegir qué código genético robar en lugar de dejar que el destino decida.

Con el tiempo, el uso del código genético de otros organismos puede transformar esta entidad en una criatura completamente diferente (sin perder la capacidad de ladrón genético).

¿Es esto realista o es imposible incluso para la vida extraterrestre?

Suena genial, pero ¿cómo sabrían las ramificaciones futuras de secciones particulares de ADN?
Una criatura así existe en Scratch Monkey de Charles Stross.
Los Zerg en Starcraft están haciendo algo así.

Respuestas (7)

En términos generales, este ladrón genético se extinguiría muy rápido, o sería tan avanzado que probablemente no necesitaría usar su poder de procesamiento avanzado en esta capacidad.

Compusaurio

¿Dije poder de procesamiento? Sí, lo hice.

Supongamos que tenemos dos criaturas con códigos genéticos de nivel humano: en el extremo inferior, esto significa más de 20 000 genes. No estamos seguros de cómo funciona el genoma humano porque para entender esto completamente tendríamos que entender cómo cada alelo (variante de un gen) interactúa con otro alelo de cualquier otro gen. Este ya es un problema enormemente complejo, pero supongamos que solo hay una única variante de cada gen (que sabemos que no es cierto, de lo contrario, todos se verían iguales, más o menos), y nuestro ladrón de genes encuentra este otro, humano -como criatura.

Tiene que determinar cómo funciona cada uno de los veinte mil genes con cada gen en su propio cuerpo. Un solo gen supondría 20.000 cálculos, y ni siquiera estamos mirando agrupaciones poligénicas , rasgos que están controlados por múltiples genes. Un grupo de tres genes requeriría 20 000 * 19 999 cálculos. En un caso en el que cada uno de estos tres genes tiene dos alelos, es aproximadamente 20 000 ^ 6, o lo suficientemente cerca como para que no importe. El número de cálculos explota astronómicamente, más allá de lo astronómico. Este ladrón de genes tiene una destreza computacional más allá de los cálculos modernos. Seguramente puede estar usando eso para hacer muchas otras cosas complejas que asegurarían mejor su supervivencia.

cancersaurio

La alternativa es robar a ciegas la genética y probarla. Esto es exactamente lo mismo que darte cáncer a ti mismo: el cáncer son solo células con diferentes genes que se replican a través de tu cuerpo. Es poco probable que sobrevivas: aunque si lo hicieras, serías más fuerte.

Randosaurio

¡Pero! En realidad, la genética se intercambia todo el tiempo. Absorbes la genética a través de tu comida. Cuando un virus invade su cuerpo, algunas de sus células aprenden ese virus, robando su genética. Los bebés inyectan sus genes en su madre, haciendo que se convierta en un mosaico genético. Los árboles pasan genes a los arbustos. Los genes fluyen constantemente. La mayoría de las veces, el organismo receptor rechaza los genes si son peligrosos. A veces los incorporan, y aquí es donde entra en juego la terapia génica. Pero la clave es que los canales por los que se aceptan nuevos genes son muy estrechos.

Una madre sabe que los genes de su hijo son más o menos los mismos y probablemente no la matarán. Los árboles y las plantas que pasan alrededor de los árboles mueren mucho, al igual que las bacterias que intercambian genes, pero su reproducción supera la muerte, lo que significa que los genes importados viables terminan perdurando. Cuando su sistema inmunológico acepta la genética, lo hace de una manera explícitamente diseñada para combatir ese virus. Para que el ladrón de genes funcione, tendría que encontrar un canal que reduzca las probabilidades de muerte en gran medida.

Y es poco probable que el resultado sea algo sencillo como "Me crecen alas de murciélago". Más bien, incorporará los genes y surgirá algo nuevo basado en la compleja interacción de las proteínas que codifica el gen. Cuando se realiza la terapia génica, hacen todo lo posible para determinar cuál será el resultado, y gran parte del trabajo consiste en no tener un efecto adverso que sea difícil de predecir. Los resultados no son tan predecibles como obtener capacidades completamente nuevas: en cambio, los resultados cambiarán las cosas a pequeña escala (como la cantidad de hormona producida), lo que tendrá diferentes efectos en diferentes partes del sistema del randosaurio.

Entonces, si bien puede tener, y tiene, ladrones de genes en la naturaleza, no es tan 'característica completa' como propone.

Esto ya existe.

Las bacterias ya tienen esto: pueden intercambiar pequeños fragmentos de ADN llamados plásmidos que tienen algunos genes en ellos.

Por ejemplo, una de las razones por las que la resistencia a los antibióticos se propaga tan rápido entre las poblaciones bacterianas es que los genes pueden cargarse en plásmidos, que llegan al medio ambiente y pueden ser recogidos por otras bacterias.

Esto no ayudará a la criatura a fortalecerse ni a sobrevivir. Al contrario, muy probablemente acabará matándolo muy pronto.

El problema de la compatibilidad

No se puede robar un código genético parcial de un organismo y esperar que funcione con éxito en otro cuerpo. Por ejemplo, si dicha criatura decide vivir en un desierto y encuentra que hace demasiado calor para ser agradable, naturalmente se sentiría como si robara los genes de algunos animales residentes del desierto y se sentiría como en casa con el calor. El problema es que los genes de esos animales no se activarían, haciendo lo mismo en esta criatura. El problema es que los genes son significativos solo en el trasfondo de toda la configuración genética de una criatura. Por ejemplo, prueba un poco de sangre de camello y decide que es un buen método para vivir felizmente en un desierto (los camellos tienen una sangre mucho más espesa y pierden menos agua a través del sudor). Sin embargo, robar genes solo para la sangre del camello (o su piel, también y el sistema de gestión del agua) sería una mala idea porque esos genes funcionan bien solo en el fondo del genoma completo del camello. Por ejemplo, los anticuerpos presentes en la sangre del camello no funcionarían correctamente con el sistema inmunológico de la criatura.sangre originaria . De manera similar, el sistema de manejo de agua del camello probablemente sería altamente incompatible con la ingesta de agua de los órganos originales de la criatura.

Entonces, en general, no, solo robar parte del código genético de una criatura y esperar que funcione correctamente en un genoma de fondo alienígena no funcionará.

Algunas celdas rara vez se reemplazan

Por ejemplo, células cerebrales (algunas partes de él), muchas células musculares, varios tipos de células sanguíneas, etc. referencia

Esto significa que estas células no serían reemplazables por el organismo.

El problema principal: el cáncer

Esto es cuando diferentes tipos de células tienen diferentes tasas de crecimiento/mitosis. Teniendo en cuenta que las células de diferentes organismos tienen diferentes tasas de crecimiento y multiplicación, copiar cualquier cosa del genoma de células que se multiplican rápidamente significaría la perdición para la criatura, ya que estas células formarían tumores rápidamente y devastarían el cuerpo huésped en cuestión de pocas semanas.

Tal vez un enfoque diferente a los demás, en lugar de robar material genético e integrarlo en un patrón existente, existe la posibilidad de clonar partes del cuerpo de un individuo e integrarlas al por mayor en el cuerpo del huésped.

Eso soluciona el problema de las células, entonces se trata de tener una mente de tipo plástico (por ejemplo, pulpos) que puede adaptarse fácilmente para controlar nuevos apéndices y tener un cuerpo que no rechace cuerpos extraños al por mayor.

Entonces puedes hacer crecer las alas de un murciélago, menos el cuerpo e injertarlas en las tuyas.

Nota: esto requeriría mucha energía para desarrollar nuevas partes maduras del cuerpo, ¡así que no olvide tener un apetito saludable para acompañarlo!

¿Robar material genético? Probablemente no. ¿Pero controlar su propio crecimiento, para volverse como otras criaturas? Quizás.

Nuestras teorías de la evolución dicen que los cambios de las criaturas a lo largo del tiempo provienen de mutaciones y selección de rasgos ventajosos. Tener cambios genéticos significativos y controlados dentro de una generación sin dispositivos de "terceros" (por ejemplo, virus modificados genéticamente, radiación) parece muy poco probable; en primer lugar, ninguna criatura conocida puede cambiar su ADN de forma selectiva. Los organismos más "adaptables" (por ejemplo, las cucarachas) son adaptables porque tienen una alta tasa de mutación, no porque puedan controlar sus mutaciones para que sean beneficiosas.

Mira, entra en el Tree-o-zard.

Una criatura inteligente, con forma de árbol grande. Con una pequeña versión de sí mismo para cada "rama".

Esta criatura induciría mutaciones en cada cuerpo pequeño/"rama" al exponerlo a la radiación (posiblemente, se origina en algún planeta sin atmósfera, donde la radiación es abundante) (definitivamente no hay escasez de radiación en el espacio) y permitir que las diferentes mutaciones consuman cada uno. sucursal. El "tronco" (cuerpo original) estaría hecho de un material grueso a prueba de radiación, para que el código genético original de la criatura no se dañara. Luego, cuando se descubre que una rama tiene una buena mutación, se asimilaría al tronco y todas las demás ramas se destruirían (como por abscisión). Luego, el Tree-o-zard volvería a crecer una nueva "generación" de ramas y repetiría el proceso.

"¡Pero espera!" tu dices. "¿No crearía esto--?"

Sí. Esta criatura tendría que ser alucinantemente grande. Conseguir una mutación que sea realmente deseable sería extremadamente difícil. Imagina que las probabilidades son de 1 en 1,000,000,000 (1 billón). Incluso con diez mil millones de ramas, las probabilidades de que Tree-o-zard obtenga una buena mutación no están garantizadas (haré una edición más tarde cuando haga los cálculos). Por lo tanto, el proceso sería extremadamente lento y la criatura probablemente sería sésil.

El uso de la palabra "robar" implica privar de algo a su dueño original. Creo que incorporar algún fragmento de material de ADN de un organismo a otro no impacta de ninguna manera al donante.

Comienzo aclarando esta idea con un ejemplo. Luego daré mi opinión sobre por qué es poco probable que tomar prestado algún fragmento de código genético para incorporarlo en un adulto dé algún resultado visible.

Un ejemplo donde calificaría esa palabra podría ser: Si publico un libro en el que copio algunas páginas de un autor popular, como Shakespeare. Si mi libro atrae más que el original, si estas pocas páginas agregan valor a mi trabajo y si estas pocas páginas son suficientes para convencer a algunas personas de no comprar la fuente original, privando al autor original de los ingresos que de otro modo obtendría, entonces esto está claramente robando.

Este ejemplo está exagerado a propósito. Un autor puede ser considerado deshonesto incluso si la fuente de las pocas páginas no es de un autor conocido. Una demanda en tal caso ayudaría a descubrir al autor original.

Para responder a la parte importante de la pregunta, creo que es poco probable que la incorporación de fragmentos de ADN de otro organismo ayude en la mayoría de los casos. Por ejemplo, si un mamífero sueña con tener alas como un pájaro, tal cambio no puede ocurrir en un animal ya completamente desarrollado. Un mamífero probablemente preferiría usar los genes de otros mamíferos, como los murciélagos, en lugar de usar los de las aves. Debido a que el ancestro común más cercano entre las aves y los mamíferos es mucho más lejano en el tiempo (posiblemente más de 300 millones de años), las partes del código genético que son lo suficientemente similares para ser compatibles y funcionan de manera significativa son muy pequeñas.

Los genes específicos necesarios para cambiar, para una modificación a gran escala, como reemplazar los brazos y las piernas con un sistema de alas similar al de los murciélagos, tendrían que afectar la tasa de crecimiento de las células tempranas, poco después de que comiencen a diferenciarse.

La forma en que las células orquestan cuidadosamente la tasa de división, migración y muerte celular preprogramada para crear una copia en miniatura viable de un adulto es una cantidad increíble de porción de ADN aparentemente inútil finamente afinada que en realidad puede actuar como temporizadores y otra parte del código genético que controla desencadenantes químicos específicos que actúan como equivalentes a una entidad de toma de decisiones cuando se describe como un algoritmo.

Para dar un ejemplo comprensible, suponga que intenta construir una máquina que reproduzca la sinfonía de Beethoven utilizando miles de relojes coo-coo, cada uno preprogramado para tocar una campana en el momento adecuado. Digamos que podrías agrupar algunos de estos relojes mecánicos en grupos que desempeñarían la parte de la música que se repite. Un reloj maestro activaría cada grupo, uno por uno, lograría rebobinar los relojes que ya están sonando una vez, para permitirles estar listos para reproducir esa parte de la canción más tarde.

Básicamente, se necesita una gran parte del código genético que parece inútil para un adulto para construir este complejo organismo tridimensional hecho de billones de células, como lo hacen todos los organismos vivos pluricelulares.

Una vez que se construye esta estructura, no puede transformarse en otra. Tomemos el ejemplo de la oruga. La metamorfosis para convertirse en mariposa se realiza demoliendo la casa y construyendo una nueva. Cada órgano se disuelve y se desarrolla un nuevo conjunto desde cero. Es como si estas dos fases de la vida fueran dos criaturas distintas codificadas en el ADN. La mitad de la secuencia genética sabe cómo desarrollarse de huevo a oruga.

Luego, todo el alimento acumulado por la oruga como reserva de grasa se usa, similar al amarillo y el blanco de un huevo de gallina, para reiniciar el crecimiento de una sola célula dentro del capullo. Esa célula en la oruga moribunda vuelve a desarrollarse como un óvulo recién fertilizado, comenzando con unas pocas divisiones, probablemente 5, creando 32 copias idénticas. Luego, comenzando a diferenciarse, cada célula obtiene una copia casi idéntica de todo el ADN, excepto pequeñas partes que dan cuenta de la especialización celular.

Las únicas células que obtienen una secuencia de ADN completamente intacta, la instrucción completa para iniciar la próxima generación, son el espermatozoide y el óvulo. Cada otra célula obtiene una copia con una pequeña diferencia, algunas partes del código actúan como bloqueo para evitar que la célula neuronal cree la misma proteína que la célula hepática, por ejemplo. *Mal ejemplo, ya que aprendí la semana pasada que las células del hígado tienen más de un núcleo).

Esto ya existe en una forma mucho más impresionante: ingrese el Tardigrade:

http://www.sciencealert.com/the-tardigrade-genome-has-been-sequenced-and-it-has-the-most-foreign-dna-of-any-animal

Se les llama osos de agua y se encuentran en casi todas partes, desde los grandes lagos hasta el Himalaya. Pueden sobrevivir en calor extremo y sequedad extrema y volver a la vida cuando sea el momento de la vida. Los tardígrados son la inspiración de la raza antagonista de Half Life 2: los Combine, que usan funciones de anfitrión para combinarse en nuevas formas de vida.

tardígrado