¿Tiene sentido el genoma sin el conocimiento del óvulo?

Gran parte de la literatura para legos parece considerar (y difundir la idea) que un animal (o una planta, supongo) se caracteriza por su genoma. No sé si lo mismo ocurre con la literatura más profesional. Incluso en este sitio, la etiqueta genomas se define como la totalidad de la información hereditaria de un organismo , lo que parece implicar que contiene una descripción de todo lo que se puede heredar.

Me parece que pretender definir un animal con el solo conocimiento de su genoma (y mucho menos recrearlo como lo imaginan algunos) no tiene mucho sentido, sin el conocimiento complementario de la estructura celular del óvulo que tiene que interpretar este genoma

Esta pregunta parece nunca ser abordada seriamente en la literatura profana.

¿Será que esta maquinaria decodificadora evoluciona mucho menos que el propio genoma? Esto podría esperarse, ya que cambiar el decodificador suele tener efectos más importantes, globales y drásticos que cambiar el genoma, lo que puede resultar en un efecto muy localizado. Por lo tanto, es menos probable que los cambios en esta maquinaria den un ser viable.

Para refinar esa pregunta (a menos que el moderador prefiera que esta sea una pregunta separada):

¿Existe algún estudio de la evolución diacrónica de esa maquinaria decodificadora del genoma en una especie dada, o de las diferencias sincrónicas entre especies, que probablemente daría una medida de la velocidad de la evolución diacrónica de esa maquinaria?

Cuando dos especies próximas no pueden aparearse, ¿se analiza (para algunos casos) si se debe a dificultades para combinar los dos genomas, oa que el óvulo de una no puede interpretar correctamente el genoma de la otra?

No olvide que la maquinaria celular inicial provista en el óvulo es reemplazada rápidamente por la del cigoto recién formado. (por ejemplo, la vida media del ribosoma es de aproximadamente 5 días). Además, y tal vez esta analogía no se mantenga, pero arrancar una bicicleta a patadas puede ser muy diferente a conducir por una carretera, pero el motor en sí define las propiedades del vehículo, no la forma en que se arranca el motor.
Es posible que desee reformular la pregunta para preguntar sobre el caso general de convertir genotipo en fenotipo, porque "el óvulo" no tiene nada que ver con eso, obviamente, ya que la gran mayoría de los seres vivos no tienen óvulos. Además, como sospecha, tiene dos preguntas no relacionadas aquí: genotipo a fenotipo y especiación, que tienen muy poco que ver entre sí.
@iayork No puedo reformular bien mi pregunta porque no soy lo suficientemente competente para usar la mayoría de las palabras y conceptos con precisión. Soy bastante ingenuo en todo esto, pero me sorprendieron las presentaciones que encontré demasiado simplistas. Me refiero al óvulo como la única forma que conozco de especificar el contexto que inicialmente interpreta el genoma, suponiendo que exista una fase inicial tan específica, de la que estoy seguro. También consideré primero el tema de los animales. En realidad me pregunto si siempre se puede separar la reproducción de la diferenciación celular (mismo genoma, pero la maquinaria lo usa de manera diferente)
La respuesta corta es que se necesita una maquinaria elaborada para convertir la información genética en un fenotipo; eso no tiene nada que ver con el óvulo; y apenas se ignora en biología, ya que es un tema de intensa investigación. Es difícil responder a su pregunta más que eso, ya que parece basarse en muchas suposiciones incorrectas.
@iayork En realidad, no estoy asumiendo más de lo que acabas de decir: quise decir que la información genética no tiene sentido sin el conocimiento de la maquinaria que la convertirá en un fenotipo (no sabía expresarlo de esa manera). El resto (óvulo incluido) es solo mi intento fallido e incompetente de expresarlo de una manera más concreta. Mi pregunta es solo por qué la mayoría de las presentaciones para no especialistas ignoran ese hecho. Espero que el biólogo se ocupe de ello, pero ¿hay alguna razón por la que esto no se explique para el público en general, para evitar conceptos erróneos? Tal vez debería reformular.

Respuestas (3)

¡Buena pregunta! Comencemos hablando de las diferentes formas de heredabilidad.

¿Qué es heredable?

Aquí hay una lista de cosas que se pueden heredar. Algunos de ellos solo ('principalmente' sería más correcto que 'solo') se transmiten a la descendencia, mientras que otros también se pueden transmitir a cualquier individuo de la población.

El término epigenética se utiliza con varios significados. En su sentido más estricto, se refiere solo a modificaciones (típicamente metilación ) sobre la secuencia de ADN o sobre las histonas (las histonas son proteínas alrededor de las cuales se envuelve el ADN). En su sentido más amplio, se refiere a cualquier elemento de herencia que no sea causado por la secuencia de ADN. En la siguiente lista, evitaré usar el término epigenética.

Que se puede heredar:

  • ADN (obviamente)
    • Modificación de la secuencia de ADN
  • Metilación en el ADN
    • Modificación del grupo metilo (típicamente) agregado en nucleobasis
  • Metilación en histona
    • Modificación del grupo metilo (típicamente) agregado en (típicamente) las colas de las histonas.
  • Entorno (o más bien macroentorno)
    • El término medio ambiente se puede utilizar con diferentes definiciones. La modificación de histonas generalmente se considera como el entorno del genoma típicamente. Sin embargo, haré una distinción (algo) arbitraria entre este microentorno y el macroentorno más intuitivo.
    • Los individuos afectan su entorno y, por lo tanto, pueden moldear el entorno para sus descendientes. Un ejemplo obvio es una presa de castores que dura más que la vida de un solo castor. Dos conceptos clave aquí son la construcción de nichos y la ingeniería de ecosistemas . Deberías echar un vistazo a la publicación ¿La teoría moderna de la evolución incluye la modificación del entorno físico?
  • Memética (Ver wikipedia > meme )
    • Un meme es cualquier idea o elemento de cultura que se pueda transmitir. Este tipo de herencia es particularmente importante en especies que tienen altas capacidades cognitivas como los humanos.

En este tipo de discusión, a menudo hay alguien que se pone de pie para hablar sobre plasticidad, ruido de desarrollo y ruido mutacional para estropear las cosas. Solo los consideraré como un rasgo fenotípico y no les prestaré mucha atención por el momento (aunque parte de mi investigación se centra en estos tres conceptos).

Consideración de la herencia no genética en la literatura

Me gusta que haya notado que "la etiqueta genomas se define como la totalidad de la información hereditaria de un organismo ". Tales definiciones son comunes y se basan en una visión antigua de la herencia. Como se mencionó anteriormente, hay otras cosas además de la secuencia de ADN que hereda la descendencia. Si bien todos los biólogos lo saben, es cierto que pocos reconocen realmente la existencia de estas otras formas de herencia en sus pensamientos cotidianos.

Algunos autores han argumentado que estos otros tipos de herencia no deben ser descuidados. Odling-Smee y sus colegas escribieron un libro completo sobre el tema ( Niche Construction: The Neglected Process in Evolution ). Algunos incluso han argumentado que deberíamos cambiar el nombre de nuestra teoría de la evolución a la luz de la existencia de herencia no genética (ver Laland et al. 2015 ). Mi sensación es que la gran mayoría de los biólogos reconocen la existencia de estos tipos de herencia pero no consideran que valga la pena cambiar el nombre de la teoría de la evolución (actualmente llamada síntesis evolutiva moderna).). Algunos no considerarían necesario este cambio de nombre porque descuidan la importancia de estas otras formas de herencia o porque simplemente no creen que valga la pena cambiar el nombre de nuestra teoría incluso en el reconocimiento de la importancia de estos otros procesos.

Ver la celda como un decodificador puede ser engañoso

En su pregunta, está sugiriendo ver la célula como un decodificador de ADN. En mi opinión, esto es engañoso. En esta discusión, saldré de la ciencia y entraré en el ámbito de la filosofía ( identidad ).

Lo que generalmente se considera como el mecanismo de decodificación del ADN es en realidad parte de nuestro propio geoma (considere típicamente la importancia del ARNt y el ARNr). Si no está cómodo con el concepto básico de la expresión génica, es posible que desee echar un vistazo a un curso de introducción como Khan Academy de la sección Classical and molecular geneticsa la sección Gene regulation.

Además, diría que todos los elementos que se transmiten a la descendencia se considerarán descendientes. Si resulta (que en realidad sabemos que es incorrecto) que la modificación de histonas explica más la variación fenotípica que la variación genética, sería intuitivamente injusto ver la modificación de histonas como un simple decodificador del genoma. Preferiríamos estar tentados a ver la modificación de las histonas como algo central y la secuencia de ADN como un efecto secundario.

literatura laica

Usted dice: "Parece que esta pregunta nunca se aborda seriamente en la literatura profana". El libro de Richard Dawkins llamado fenotipo extendido , aunque tal vez no aborde directamente su pregunta, hace un buen trabajo al jugar con el concepto de medio ambiente versus separación de genes. Es posible que desee echarle un vistazo.

Tenga en cuenta que laland et al. 2015 citado anteriormente es fácil de leer y sería una buena fuente de información para un profano.

Creo que la razón de la simplificación en muchos contextos es que la maquinaria que convierte el genotipo en fenotipo TAMBIÉN se especifica en el genoma; sí, es necesario tener esa maquinaria presente para que las células de todo tipo funcionen y creen nuevas células (ya sean unicelulares o multicelulares), pero esta maquinaria en sí misma no es realmente heredada; la maquinaria (proteínas y ARN funcional) que existe en una célula fundadora no se puede heredar excepto en casos muy inusuales y extremos.

Puede haber diferencias en la maquinaria de traducción, por ejemplo, consulte wikipedia , pero precisamente porque, como escribe, "los cambios en esta maquinaria tienen menos probabilidades de dar un ser viable", eso significa que es más probable que los cambios en esta maquinaria sean letales y por lo tanto no persisten en una población.

Las fallas de fertilidad entre especies se deben a factores más simples, y la maquinaria de transcripción está muy conservada en muchas especies que no son fértiles cruzadas.

Craig Venter hizo su primera bacteria sintética al hacer primero un genoma sintético que contenía todos los genes necesarios para ejecutar una bacteria (Mycoplasma. mycoides). Luego, su equipo insertó este genoma sintético en especies relacionadas de bacterias (Mycoplasma capricolum). El genoma sintético se apoderó de la célula y, con el tiempo, cambió la célula de una especie a otra. http://www.nature.com/news/2010/100520/full/news.2010.253.html

Entonces... solo porque no tiene sentido para tu instinto, no lo hace incorrecto. Los instintos son geniales... así es como creemos que debería funcionar el mundo. Una mano corta. Pero el hecho de que pensemos que el mundo debería funcionar de una manera no significa que así sea. El mundo y la biología tiene muchos conceptos antigut.

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