¿Cuántas veces hemos escuchado que se afirma que la gran mayoría del genoma humano es «basura» y por lo tanto no podría haber sido diseñado? Incluso ante la evidencia abrumadora del proyecto ENCODE y numerosos otros estudios que muestran que la mayor parte de nuestro genoma tiene una función bioquímica, la mayoría de los evolucionistas aún mantienen que nuestros genomas son en gran medida basura. Pero algunos científicos valientes, incluidos algunos evolucionistas raros, han estado dispuestos a contrarrestar esa tendencia.
En un nuevo artículo en Advanced Science News: «¡Ese ADN ‘basura’ … está lleno de información!», Andrew Moore, editor en jefe de la respetada revista de biología BioEssays, comenta un nuevo artículo de BioEssays. El documento encuentra que nuestro ADN contiene «información de doble función» superpuesta en capas, incluyendo un «código genómico» que abarca prácticamente todo el genoma para «definir la forma y compactación del ADN en la forma condensada conocida como ‘cromatina’ ”. Más sobre ese papel en un momento. Fue escrito por el destacado biólogo italiano Giorgio Bernardi, quien jugó un artículo importante en el descubrimiento de las isócoras. Las isócoras son importantes en esta historia. Pero por ahora, veamos el ensayo de Moore. Tiene algo que vale la pena mencionar en casi todos los párrafos.
Moore comienza diciendo que no debería sorprendernos que haya más funciones en el genoma de lo que inicialmente esperábamos:
No debería sorprendernos que incluso en partes del genoma donde obviamente no vemos un código ‘funcional’ (es decir, uno que se haya solucionado evolutivamente como resultado de alguna ventaja selectiva), hay un tipo de código, pero no como cualquier cosa que hayamos considerado anteriormente como tal.
De qué lado está
Desde una perspectiva de diseño inteligente (DI), Moore tiene toda la razón: encontrar más funciones en el genoma «no debería sorprendernos». Pero Moore no es un defensor del Diseño Inteligente; él está escribiendo claramente desde una perspectiva evolutiva. Incluso cuando describe una amplia función en nuestro genoma, con frecuencia agrega un «adorno de narración» evolutiva solo para recordar de qué lado está. Pero dentro de la perspectiva evolutiva, su apoyo a la funcionalidad genómica de masas no representa a la mayoría. Hay una larga historia de biólogos evolutivos que predicen que el ADN que no codifica proteínas es en gran medida «basura». Véase » Post-ENCODE Posturing: Rewriting History Won’t Erase Bad Evolutionary Predictions. » [Postura posterior al proyecto ENCODE: Reescribir la historia no borrará las predicciones evolutivas equivocadas]. y Leslie Orgel escribió que «Mucho ADN en organismos superiores es poco mejor que la basura», y «sería una locura en tales casos buscar obsesivamente» su función. Numerosas afirmaciones similares se han hecho a lo largo de los años.
Aunque claramente basada en la evolución, la perspectiva de Moore se destaca de una manera importante: está abierta a ver una función coordinada en todo el genoma. Moore propone así una idea con la cual los defensores del Diseño Inteligente estarían de acuerdo sinceramente:
¿Y qué pasaría si [este otro código] estuviera haciendo algo en tres dimensiones, así como en las dos dimensiones del código ATGC? Un artículo recién publicado en BioEssays explora esta tentadora posibilidad…
Por lo tanto, existen múltiples capas de información en el ADN que controlan los procesos celulares que operan en múltiples dimensiones. No solo eso, sino que, como explica Moore, estos códigos con frecuencia se «superponen» dentro de nuestra secuencia de ADN:
Una de las cosas intrigantes sobre las secuencias de ADN es que una sola secuencia puede «codificar» más de una información dependiendo de lo que esté «leyendo» y en qué dirección: los genomas virales son ejemplos clásicos en los que los genes leen en una dirección para producir una proteína dada se superpone con uno o más genes leídos en la dirección opuesta (es decir, de la cadena complementaria de ADN) para producir diferentes proteínas. Es un poco como hacer mensajes simples con palabras de par inverso (un llamado palíndromo). Por ejemplo: ROMALEAMARAMO, que, mediante un dispositivo de lectura imaginario, podría dividirse en ROMA LE AMA RAMO Leer al revés, le daría RAMO AMA EL AMOR.
Aunque altamente específicos y difíciles de producir por casualidad, los códigos superpuestos están presentes en nuestro ADN. Los defensores del diseño inteligente han identificado durante mucho tiempo genes superpuestos como una firma de diseño. Por ejemplo, un capítulo en el volumen Biological Information: New Perspectives asegura que “Multiple Overlapping Genetic Codes Profoundly Reduce the Probability of Beneficial Mutation.” [«Los códigos genéticos superpuestos múltiples reducen profundamente la probabilidad de mutación beneficiosa»]. El capítulo observa que, «las secuencias de ADN son típicamente ‘polifuncionales’ con» proteínas de secuencias-superpuestas de codificación «que» pueden contribuir a múltiples códigos superpuestos simultáneamente». Pero la probabilidad de producir tales secuencias ricas en información y fuertemente restringidas por casualidad es extremadamente baja:» es difícil entender cómo podría surgir el ADN polifuncional a través de mutaciones aisladas aleatorias. «
La situación actual
¿Cómo se relacionan los códigos superpuestos con la situación actual? Moore explica que estas «piezas de información de» doble función «se encuentran en todo nuestro genoma, donde el ADN puede codificar proteínas y definir simultáneamente un «código genómico»:
Para que dos elementos distintos de información se codifiquen en el mismo fragmento de secuencia genética, esperaríamos, de manera similar, que las restricciones se manifiesten en sesgos del uso de palabras y letras: las analogías, respectivamente, para las secuencias de aminoácidos que constituyen proteínas, y su código de tres letras. Por lo tanto, una secuencia de ADN puede codificar una proteína y, además, algo más. Esta «otra cosa», según Giorgio Bernardi, es información que dirige el empaquetamiento de la enorme longitud de ADN en una célula al núcleo relativamente pequeño. Principalmente es el código que guía la unión de las proteínas de empaquetamiento de ADN conocidas como histonas. Bernardi se refiere a esto como el «código genómico», un código estructural que define la forma y la compactación del ADN en la forma altamente condensada conocida como «cromatina».
Este «código genómico» es, por lo tanto, una característica de todo el genoma, entretejida en todo nuestro ADN, incluidas partes del genoma que los evolucionistas han asumido típicamente que no tenían función. Este código se define por el contenido «GC» de un tramo de ADN, el nivel de pares de bases que son guanina-citosina (por lo tanto, «GC») en lugar de adenina-timina. En el ADN que codifica proteínas, el tercer par de bases en los codones a menudo puede variar de AT / TA a CG / GC sin afectar el aminoácido que se especifica. Los evolucionistas han supuesto que el nucleótido preciso en este tercer par de bases era irrelevante, siempre y cuando el codón fuera «sinónimo», y que la variación en el tercer nucleótido representara una característica no funcional sin importancia. Pero Moore explica que el tercer nucleótido en un codón puede tener una gran importancia funcional aparte de simplemente especificar el aminoácido, y en realidad podría ayudar a definir este «código genómico», que se superpone con el código de la proteína:
Las secuencias de codificación de proteínas también se empaquetan y condensan en el núcleo, particularmente cuando no están «en uso» (es decir, se transcriben y luego se traducen en proteínas), pero también contienen información relativamente constante sobre identidades de aminoácidos precisas, de lo contrario fallarían en codificar las proteínas correctamente: la evolución actuaría sobre tales mutaciones de una manera altamente negativa, haciendo que sea extremadamente improbable que persistan y sean visibles para nosotros. Pero el código de aminoácidos en el ADN tiene una pequeña «captura» que evolucionó en el más simple de los organismos unicelulares (bacterias y arqueas) hace miles de millones de años: el código es en parte redundante. Por ejemplo, el aminoácido treonina puede codificarse en el ADN eucariota de no menos de cuatro maneras: ACT, ACC, ACA o ACG. La tercera letra es variable y, por lo tanto, está «disponible» para la codificación de información adicional. Esto es exactamente lo que sucede para producir el «código genómico», en este caso creando un sesgo para las formas ACC y ACG en organismos de sangre caliente. Por lo tanto, la alta restricción sobre este «código» adicional, que también se ve en partes del genoma que no están tan limitadas como las secuencias codificantes de proteínas, se impone por el empaquetamiento de secuencias codificantes de proteínas que incorporan dos conjuntos de información simultáneamente .
Una aplicación de máscara narrativa
El sesgo evolutivo de Moore es evidente aquí, ya que agrega repetidamente «mascarilla de narración», atribuyendo aspectos funcionales de nuestro genoma a la evolución, en lugar de simplemente describir la naturaleza funcional del ADN y dejar la evolución fuera de lugar. Pero la sustancia de lo que dice identifica la función en un aspecto del genoma que los evolucionistas han ignorado con frecuencia como basura.
Continúa explicando que este código genómico no se limita a las secuencias de codificación de proteínas, solapándose con el código que especifica las secuencias de proteínas. El código también persiste en porciones gigantes de nuestro genoma, caracterizadas por secuencias repetitivas que los científicos evolutivos han ignorado con frecuencia como basura. Lea atentamente lo siguiente e intente filtrar la «mascarilla narrativa». Básicamente admite que estos segmentos masivos de nuestro genoma son funcionales:
¿Pero no comenzamos con una explicación para el ADN no codificante, no para las secuencias codificantes de proteínas? Sí, y en los largos tramos de ADN no codificante vemos información en exceso de simples repeticiones, repeticiones en tándem y restos de retrovirus antiguos: hay un tipo de código en el nivel de preferencia para el par GC de bases de ADN químico en comparación con A. A medida que Bernardi revisa, sintetizando el trabajo innovador de él y de otros, en las secuencias centrales del genoma eucariota, el contenido de GC en las unidades organizativas estructurales del genoma denominadas «isócoras» aumentó durante la transición evolutiva entre los llamados de sangre fría y caliente. organismos de sangre Y, fascinantemente, este sesgo de secuencia se superpone con secuencias que están mucho más limitadas en su función: estas son las secuencias codificadoras de proteínas mencionadas anteriormente, y ellas, más que las secuencias no codificadoras intervinientes, son la clave del «código genómico»… En los genomas eucariotas, el sesgo de secuencia de GC propuesto para ser responsable de la condensación estructural se extiende a secuencias no codificantes, algunas de las cuales tienen actividades identificadas, aunque menos limitadas en secuencia que el ADN codificador de proteínas. Allí dirige su condensación a través de nucleosomas que contienen histonas para formar cromatina.
Lo que vemos aquí es que las partes principales de nuestro genoma, tradicionalmente visto como basura, en realidad están lleno de «información que excede las simples repeticiones, repeticiones en tándem y restos de retrovirus antiguos «porque» hay un tipo de código en el nivel de preferencia para el par GC de bases químicas de ADN en comparación con AT.” El propósito del código, en resumen, es dirigir el empaquetamiento de ADN en el núcleo.
Y ahora para Isócores
El código genómico se define en gran medida por grandes porciones del genoma sesgadas por GC llamadas «isócoras». Cuando escuche la palabra «isócrono», piense en porciones gigantescas de nuestro genoma caracterizadas por secuencias repetitivas de ADN que la mayoría de los evolucionistas han ignorado como basura. , pero los defensores de la identificación han predicho que probablemente tengan función.
El artículo de Giorgio Bernardi en BioEssays proporciona una extensa discusión de la literatura. Muestra que las isócoras tienen «importancia funcional» y que el nivel de GC de las isócoras define un «código genómico» vital. Bernardi explica:
[E]l código genómico, que es responsable de la codificación generalizada y el moldeo de dominios de cromatina primarios (LAD y TAD primarios, a saber, los «espacios de genes» / «compartimentos espaciales») resuelve los problemas de larga data del «ADN no codificante» El “ADN basura” y el “ADN egoísta” conducen a una nueva visión del genoma conformado por secuencias de ADN.
La opinión de Bernardi es que la mayor parte del genoma es funcional, contradiciendo la perspectiva típica del «ADN basura»:
A fines de la década de 1980, nuestro conocimiento de la organización isócrona del genoma humano no solo había rechazado lo que se había llamado la vista del genoma de la «bolsa de frijoles», es decir, una colección de genes dispersos al azar en vastas extensiones de «ADN basura»; pero también había indicado que el genoma es un sistema estructural, funcional y evolutivo integrado. Esta visión surgió de un estudio comparativo de genomas de vertebrados, centrado en el análisis de sus patrones de composición, es decir, de las distribuciones de composición de grandes segmentos de ADN, secuencias de codificación e intrones.
Por lo tanto, la presencia de isocoros ricos en GC nos lleva a rechazar la visión del «ADN basura». Indica que «el genoma es un sistema estructural, funcional y evolutivo integrado». Ignorando la máscarilla evolutiva de Bernardi, que supone erróneamente que los sistemas estructurales y funcionales integrados pueden surgir por mecanismos evolutivos ciegos, su afirmación es exactamente lo que la teoría del Diseño Inteligente esperaría. Bernardi continúa explicando cómo sabemos que las isócoras son funcionales y llevan el «código genómico» que «se superpone» con el código genético:
La importancia funcional de los isocoros ya era evidente en la década de 1980 debido a las correlaciones de sus niveles de GC con todas las propiedades del genoma probadas. Más tarde fue confirmado por investigaciones realizadas en la década de 1990. … Los primeros indicios de que la composición base de las isocoras estaba bajo restricción provenían de las fuertes correlaciones entre la composición de las repeticiones intercaladas, como las LÍNEAS pobres en GC y los SINES ricos en GC, y la composición de los pobres en GC y ricos en GC isocoros, respectivamente, en los que se ubicaron esas secuencias. El siguiente paso fue la extensión de las correlaciones composicionales a los genes (exones, intrones, posiciones de codones) ubicadas en isocoros pobres en GC y ricos en GC, correlaciones que afectan el uso de codones y la composición de aminoácidos de las proteínas codificadas. Estos puntos se reforzaron posteriormente, lo que llevó a la propuesta de que un «código genómico» era responsable de las correlaciones de composición que se acaban de mencionar. Como se muestra en la Tabla S3, Información de apoyo, el código genómico se amplió aún más en los años siguientes para incluir las distribuciones de secuencia, las propiedades funcionales asociadas con isocoros pobres en GC y ricos en GC, y la estructura y ubicación nuclear de la cromatina interfásica.
Sin embargo, solo investigaciones recientes mostraron que el código genómico: 1) es un «código estructural» en el sentido de que codifica y moldea directamente las estructuras de cromatina y define la unión de nucleosomas; 2) es dominante porque se aplica a la totalidad del genoma; 3) se superpone al «código genético» y lo limita, al afectar la composición (pero no la función) de las secuencias codificantes (y secuencias contiguas no codificantes), el uso de codones y la composición de aminoácidos de las proteínas codificadas, como ya se mencionó.
Una conclusión sorprendente
El artículo de Moore, que describe los hallazgos de Bernardi, concluye sorprendentemente:
Estas regiones de ADN pueden considerarse elementos estructuralmente importantes para formar la forma correcta y la separación de las secuencias codificantes condensadas en el genoma, independientemente de cualquier otra función posible que tengan esas secuencias no codificantes: en esencia, esto sería una «explicación «para la persistencia en genomas de secuencias a las que no se puede atribuir ninguna «función» (en términos de actividad evolutivamente seleccionada) (o, al menos, ninguna función sustancial).
Podemos maravillarnos con estructuras tan complicadas y preguntar «¿pero necesitan ser tan complicadas para su función?» Bueno, tal vez lo hacen para condensar y posicionar partes de la proteína en la orientación exacta y el lugar que genera la estructura tridimensional que ha sido seleccionada con éxito por la evolución. Pero con el conocimiento de que el «código genómico» se superpone a las secuencias de codificación de proteínas, incluso podríamos comenzar a sospechar que también existe otra presión selectiva operando…
Moore no especifica cuál es la otra «presión selectiva», pero claramente ve el «código genómico» funcionalmente importante como dominante en todo el genoma. Entonces, esto es lo que tenemos: científicos evolutivos que proponen que la mayor parte de la secuencia de nuestro genoma tiene importancia funcional porque lleva un código genómico, que controla el empaque tridimensional en el núcleo. Este código incluso «se superpone» con el código genético en el ADN codificador de proteínas. Tal perspectiva contradice directamente el paradigma evolutivo de un genoma inundado de basura.
¿Por qué los científicos evolucionistas como Moore y Bernardi se saldrían de ese paradigma? La respuesta es simple: sus puntos de vista son impulsados por los datos.
Foto de Ann Kathrin Bopp via Unsplash.
Artículo publicado originalmente en inglés por Evolution News