Los genes huérfanos, genes que están presentes en una sola especie o un grupo de especies estrechamente relacionadas, son de particular interés para los defensores del diseño inteligente. La razón de esto tiene que ver con los supuestos de la biología evolutiva.

El principal supuesto evolutivo es el antepasado común, que toda la vida desciende de uno o unos pocos antepasados. Siguiendo esto, y tomado como evidencia de esto, está el supuesto de que todas las vidas comparten el ADN en común. Antes del advenimiento de la secuenciación generalizada del genoma, se suponía que los seres vivos compartían genes, que había un conjunto de genes de mantenimiento compartido y un conjunto de genes específicos de un grupo taxonómico, aunque estos serían pocos en número. Se suponía que la gran mayoría de los genes se encontrarían en múltiples lugares en los genomas de los seres vivos. ¿La razón? Se supuso que obtener nuevos genes era difícil, y una vez que se encontrara una solución viable, se conservaría en los descendientes que siguieron. El conjunto de los genes se habría inventado en una etapa temprana de la evolución y, por lo tanto, se compartiría ampliamente.

Cuando todo cambió
Pero todo eso cambió cuando se secuenciaron muchos genomas y se analizaron sus transcripciones. Se encontró que cada genoma, o cada grupo taxonómico, como bivalvos o insectos, contenía genes únicos, encontrados solo en ese grupo o especie. Esto fue una sorpresa. Al principio se atribuyó al muestreo incompleto. A medida que se secuenciaban más genomas, se pensaba que la singularidad resultaría ser ilusoria. Otros organismos llevarían esos genes. Como explicación relacionada, la escasez de su distribución podría deberse a la transferencia horizontal de genes o la pérdida de genes. La hipótesis era que lo que parecía ser único era porque era el resultado de una rara transferencia entre especies, y no habíamos identificado la fuente. O lo que una vez fue generalizado se había perdido a lo largo del tiempo evolutivo.

Estas explicaciones no son verdaderas. Primero, cuantos más genomas se secuencian, más se reducirá la proporción de [los genes] huérfanos, ya que cada vez más «huérfanos» deberían aparecer en otros genomas. Pero ese no ha sido el caso. La montaña de genes huérfanos está creciendo, no encogiéndose. Del mismo modo, la transferencia horizontal de genes no ocurrió. Los genes hermanos de los huérfanos deberían haberse encontrado a medida que aumentaba el tamaño de la muestra, reduciendo la proporción de genes huérfanos. En cuanto a la pérdida de genes como una explicación, tendría que ser demasiado masiva para ser realista para tener en cuenta los patrones observados.

Una última posibilidad. Los huérfanos podrían estar relacionados con otros genes, pero sus secuencias podrían haber divergido tanto como para ser irreconocibles. Sólo sus estructuras de proteínas pueden revelar relación. Esto tampoco ha sido llevado a cabo por estudios que han determinado estructuras de proteínas huérfanas.

Un cambio abismal en el pensamiento evolutivo
Entonces, ¿cuál es la solución? Si eres un biólogo evolutivo, es simple. Decide que debe ser fácil obtener nuevos genes directamente a partir de ADN aleatorio (no codificado), o por cambio de marco o genes superpuestos (lo que equivale a una secuencia aleatoria). Esto representa un cambio radical en el pensamiento evolutivo.

Ahora sostenlo. Decir que es fácil obtener nuevos genes a partir del ADN mediante esos métodos anula una gran expectativa darwiniana. En 1977, en su famoso artículo «Evolution and Tinkering«, que ha sido citado muchos miles de veces, el laureado Nobel François Jacob explicó la visión aceptada de cómo la evolución construyó nuevos genes:

… una vez que la vida comenzó en la forma de un organismo primitivo que se reproduce a sí mismo, la evolución posterior tuvo que proceder a través de alteraciones de los compuestos ya existentes. Nuevas funciones se desarrollaron a medida que aparecían nuevas proteínas. Pero estas eran simplemente variaciones sobre temas anteriores. Una secuencia de mil nucleótidos codifica una proteína de tamaño mediano. La probabilidad de que una proteína funcional aparezca de novo por asociación aleatoria de aminoácidos es prácticamente nula. En organismos tan complejos e integrados como los que ya vivían hace mucho tiempo, la creación de secuencias de nucleótidos completamente nuevas no podría tener ninguna importancia en la producción de nueva información. [pag. 1164; énfasis añadido.]

Los nuevos genes deben surgir de genes preexistentes, dejando la señal de ascendencia en sus secuencias estrechamente relacionadas (es decir, homólogas), porque la probabilidad de la alternativa es «prácticamente cero». Es por eso que el descubrimiento de genes huérfanos, que no muestran homología a otras secuencias, vino como una gran sorpresa.

¿No hay problema, dices?
«No hay problema. ¿No es eso de lo que se supone que trata la ciencia? «, Me dijo un evolucionista. «¿Adaptando tu teoría para que se ajuste a los hechos?»

Bueno, las teorías también tienen que ser susceptibles a la falsación. Sólo pueden flexibilizarse hasta allí.

Entonces, ¿cómo podemos saber si los genes son fáciles de obtener o difíciles? Probando estas alternativas en el laboratorio.

En la actualidad, la teoría preferida para el nacimiento de nuevos genes es tomar un tramo de ADN que actualmente no se está transcribiendo en ARN, luego dejar que adquiera las señales necesarias para la transcripción, y luego hacer que esa nueva transcripción tenga una función, ya sea como un ARN. o después de ser traducido a proteína.

Esto es, de hecho, cómo tantos genes huérfanos se encuentran. Una transcripción de ARN se realiza en una especie a partir de un tramo de ADN que en una especie hermana no produce ARN. El trabajo adicional luego determina si el ARN se traduce en proteína, y en última instancia, si la proteína tiene una función.

Pero para que este escenario de creación de genes huérfanos funcione, las secuencias de proteínas funcionales deben ser fáciles de adquirir, al alcance de una búsqueda evolutiva a partir de un tramo de ADN no funcional existente. Los evolucionistas tienden a pensar que tal cosa sucede fácilmente. Los procesos evolutivos pueden producir un nuevo gen o estructura o actividad química fácilmente. Esto debe ser cierto si los procesos evolutivos son la explicación de los genes huérfanos.

La rareza de los pliegues funcionales de proteínas
En contraste, los defensores del DI piensan que es muy difícil obtener una función de una secuencia aleatoria. Hay una razón definida para esto. Los experimentos del Dr. Douglas Axe midieron la rareza de los pliegues de proteínas funcionales en el espacio de secuencia (solo 1 de cada 1077 proteínas forman un pliegue con una función objetivo, un número muy, muy, muy pequeño). Si las proteínas funcionales son muy raras en el espacio de la secuencia, eso hace que sea muy difícil obtener nuevos genes o estructuras o actividades químicas. Otros han encontrado respuestas similares al solicitar los requisitos para producir una actividad enzimática. Otros, cuando solicitan tipos simples de actividad, como adherirse a una columna cargada con un sustrato como ATP, obtienen números que posiblemente estén dentro del rango de los procesos evolutivos. Simplemente adherirse a una columna no es tan exigente como llevar a cabo una reacción enzimática.

Hay puntos de vista sólidos en cuanto a la fiabilidad de los diversos métodos. La forma en que se juzgan los diversos experimentos tiende a verse influida por la visión particular de uno sobre la cuestión de la evolución. Entonces, lo mejor es hacer más experimentos, que es precisamente lo que está haciendo la comunidad científica.

Se está trabajando en muchos laboratorios para evaluar la dificultad de obtener un gen huérfano a partir de una secuencia no codificante. Algunos se preguntan qué tan difícil es obtener un promotor (necesario para promover la transcripción activa). Algunos preguntan qué tan probable es que la secuencia aleatoria tenga una función. El punto clave, literalmente, parece ser que las secuencias aleatorias no se doblan correctamente y son insolubles en agua. Se agregan. Eso dificulta la mayoría de los tipos de funciones, por decir lo menos. Por último, ¿qué tan probable es que la función sea realmente útil? Ya veremos.

La respuesta no está disponible. Si Doug Axe tiene razón (y recuerde, él no es el único investigador que ha descubierto que las proteínas funcionales son muy raras en el espacio de la secuencia), entonces es extremadamente improbable obtener un gen huérfano mediante un proceso evolutivo. Pero los genes huérfanos son posibles, tal vez incluso esperados, cuando actúa una inteligencia en el diseño.


Foto: Hormigas cortadoras de hojas en el zoológico de Wilhelma, Alemania, por Pjt56 [CC BY-SA 4.0], de Wikimedia Commons.

Artículo publicado originalmente en inglés por Ann Gauger Ph.D.