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Borja TosarIgnacio CrespoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetpérdida de genes lucadivergencia de secuencia proteínasproteínas homólogas evolución tempranaLucaJuan Carlos Gil4.000 millones de añosD-Wave Systems
Divergencia de secuencia Proteínas
Con
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Juan Carlos Gil explica las razones por las cuales se ha identificado un bajo número de parálogos universales a pesar de su potencial para revelar información sobre la evolución temprana de la vida. Menciona dos problemas principales: la pérdida de genes y la divergencia de secuencia.
…de trazar la pista a tan poquitos? Jolín, chicos, porque han pasado 4.000 millones de añazos y durante todo ese tiempo la señal se ha ido deteriorando. Afortunadamente, si no, no estaríamos hablando de ello; seríamos todavía Lucas en un charco templado. Los autores destacan tres problemas principales por los que esto ha ocurrido. Primero, la pérdida de genes. Claro, Lucas pudo tener A y B, pero si en muchas ramas evolutivas B acaba perdiéndose, cuando miramos ahora, pues no tenemos suficiente señal de B como para determinar que ya estaba presente en Luca. Segundo, lo que se llama divergencia de secuencia; claro, dos proteínas pudieron ser, han sido homólogas en el pasado, pero durante todo este tiempazo han ido evolucionando y ahora es que no hay forma ni de reconocer que viniesen de La misma y la tercera, súper chulo, la transferencia horizontal de genes, que es un mecanismo fascinante que no se suele contar en cursos de biología de introducción y que me gustaría tener eso en ella un pelín. Afecta sobre todo a bacterias y arqueas en los…
Significado #1 · Palabras #2
Juan Carlos Gil explica las razones por las cuales se ha identificado un bajo número de parálogos universales a pesar de su potencial para revelar información sobre la evolución temprana de la vida. Menciona dos problemas principales: la pérdida de genes y la divergencia de secuencia.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #2pérdida de genes lucadivergencia de secuencia proteínasproteínas homólogas evolución temprana…de trazar la pista a tan poquitos? Jolín, chicos, porque han pasado 4.000 millones de añazos y durante todo ese tiempo la señal se ha ido deteriorando. Afortunadamente, si no, no estaríamos hablando de ello; seríamos todavía Lucas en un charco templado. Los autores destacan tres problemas principales por los que esto ha ocurrido. Primero, la pérdida de genes. Claro, Lucas pudo tener A y B, pero si en muchas ramas evolutivas B acaba perdiéndose, cuando miramos ahora, pues no tenemos suficiente señal de B como para determinar que ya estaba presente en Luca. Segundo, lo que se llama divergencia de secuencia; claro, dos proteínas pudieron ser, han sido homólogas en el pasado, pero durante todo este tiempazo han ido evolucionando y ahora es que no hay forma ni de reconocer que viniesen de La misma y la tercera, súper chulo, la transferencia horizontal de genes, que es un mecanismo fascinante que no se suele contar en cursos de biología de introducción y que me gustaría tener eso en ella un pelín. Afecta sobre todo a bacterias y arqueas en los…
Juan Carlos Gil describe cómo la transferencia horizontal de genes complica la reconstrucción filogenética a lo largo de miles de millones de años, generando un 'emborronamiento' en el árbol genealógico.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #7árbol genealógico emborronamiento 4000 millonesparálogos universales reconstrucción ramitasproteínas actuales secuencia estadística gilproteínas ancestrales secuencia aminoácidosalfa-fold predicción estructura tridimensionalfunción proteínas inferencia laboratoriosíntesis cadena aminoácidos proteína…porque puede haber dos organismos que realmente sean muy alejados pero que en determinados genes nos parecen comunes, pero no porque fuesen parálogos hace muchísimo tiempo sino porque se los han transferido hace 20 minutos en términos evolutivos, ¿vale? Así que esto produce un emborronamiento del árbol genealógico que, claro, a lo largo de 4.000 millones de años ponte tú a buscar; ese es el problema. Bueno, a pesar de todo este lío hemos conseguido identificar algunos parálogos universales y reconstruir estas pequeñas ramitas que se internan ligeramente en territorio preluca. ¿Y qué hacemos con ellos? Pues comparando las proteínas actuales podemos inferir estadísticamente la secuencia. De aminoácidos que tenían aquellas proteínas ancestrales y a partir de ahí a su vez podemos predecir su estructura tridimensional o la alfa-fold, intentar determinar o inferir qué función podían hacer e incluso en algunos casos podemos sintetizar, porque en el laboratorio ya somos muy listos, esta cadena de aminoácidos y conseguir la proteína y estudiarla en el laboratorio, ¿no? O sea, de alguna forma somos capaces ya de resucitar experimentalmente proteínas ancestrales preluca. ¿Cómo os quedáis? Parque jurásico en versión un poquito venida menos, pero a mí me llama la misma atención. Es una especie de paleogenómica extrema, si…
Juan Carlos Gil aborda el problema de la divergencia de secuencia en la evolución genética y explica que la secuencia de aminoácidos de una proteína tiende a conservarse mejor que su estructura tridimensional.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #1evolución genética divergencia de secuenciaproteína estructura tridimensional conservaciónsecuencia de aminoácidos robustez evolutivajuan carlos gil evolución proteínasmutaciones genes sin afectar funciónproteínas con secuencias diferentes estructura similararquitectura tridimensional sitio activo proteínasconservación función proteína tras mutación…métodos filogenéticos. Esto permitirá que surjan copias raras que sobrevivieron en pocos linajes, de los cuales hay poca señal, que están ocultos en el ruido y que con estas herramientas aflorarán. Y es que además podemos buscar parentescos de otra manera. ¿recordáis uno de los problemas que también mencioné? Que era la divergencia de secuencia, donde al evolucionar van modificándose y es difícil reconocernas Bueno, pues resulta que la propia secuencia de aminoácidos en la proteína es más robusta, se suele conservar mucho mejor que la estructura tridimensional, quiero decir, se suele conservar con más robustez que la propia secuencia de aminoácidos ¿Por qué? Pues porque algunas mutaciones que dan lugar a cambios de Genes y luego de aminoácidos son tolerables. Es posible que la proteína pueda seguir plegándose casi como la anterior, de tal forma que se conserve la arquitectura tridimensional de su punto activo, de su sitio activo y permitir que la proteína siga haciendo la función. Así que dos proteínas que letra a letra son razonablemente distintas, pues pueden seguir conservando su arquitectura y eso delataría su parentesco. Con lo cual, con todas las herramientas de predicción estructural que tenemos ahora, vuelvo a mencionar al fantástico AlphaFold, herramientas de aprendizaje automático y…
Juan Carlos Gil explica cómo se pueden reconstruir las características y funciones de proteínas ancestrales mediante la predicción de su estructura tridimensional y simulaciones de dinámica molecular.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #17proteínas ancestrales estructura tridimensionalsimulaciones dinámica molecular proteínasreconstrucción secuencia ancestral proteínasforma proteína molécula reconocidaproteínas ancestrales y biotecnologíacatalizadores desde proteínas ancestralesdominios proteicos en extrapolación gil…la ventaja cuántica. De hecho no hay garantía de que todos los qubits estén en superposición ni mucho menos, pero bueno, oye, que han hecho cosas bastante interesantes, obviamente, bueno, ya lo hemos comentado otras veces. Y otra faceta de todo esto, también. Podemos reconstruir cómo eran y cómo funcionaban, o sea, primer peldaño: reconstruimos la secuencia ancestral como podamos. Con ello predecimos la estructura tridimensional y con la estructura podemos simular su comportamiento, por ejemplo, dinámica molecular. Estoy estirando de nuevo el chicle, pero es una vía posible. Podemos así averiguar qué forma tenía la proteína, qué molécula reconocía o incluso qué reacciones catalizaba, o sea, hasta llegar a función. Y dicen los autores que esto puede llegar a tener Aplicación práctica. Es posible que algunas proteínas ancestrales tuvieran funciones que ya no existen exactamente en esa forma en los organismos actuales. Así que, eventualmente, de nuevo extrapolando mucho el chicle, pues eso nos podría proporcionar nuevos catalizadores, dominios proteicos o motivos moleculares que pudieran ser útiles para biotecnología. Siempre hay que lanzar una posible aplicación de los descubrimientos. Entonces, de nuevo, es bastante chulo cómo rebuscando en el ajuar de la vida primitiva podemos descubrir algunas piezas, un mecanismo de Anticitera que nos pudiese ser útil miles de millones de años después. Obviamente, no podemos ir para atrás hasta los…