Origen del núcleo en las células eucariotas

Origen del núcleo en las células eucariotas. Libro: La Cuestión Vital.  Autor: Nick Lane.la cuestion vital. sbags

El primer eucariota: el LECA

Origen del núcleo en las células eucariotas

La endosimbiosis fue el inicio que evolucionó hasta el primer Eucariota: El LECA (Last Eukariotic Common Ancestor) con todas sus características. No hay supervivientes intermedios que expliquen como sucedió esta evolución. En el árbol de la vida no hay ramificación (aparición de nueva especie), hay fusión (entre Arqueos y Bacterias).

La teoría de Nick Lane (y que pretende demostrar) es que el sexo, los dos sexos y la muerte se forjaron en la relación entre el huésped (Arqueo) y el endosimbionte (Bacteria).
La evolución darwiniana a LECA fue muy rápida (unos cuantos millones de años). No hay especies intermedias. Los Arquezoos, que se creyó que ocupaban este lugar, son Eucariotas que han perdido las Mitocondrias.
Todos los Eucariotas (Animales, Plantas y Hongos) provienen del LECA. Para Nick Lane la evolución (a LECA) se produjo sobre una población pequeña con reproducción sexual. Las Amebas son asexuales pero su genoma conserva los genes de la Meiosis (División de las células sexuales).

El secreto en la estructura de nuestros genes

origen del nucleo en las celulas
Los Eucariotas tienen genes fragmentados en Exones (Secuencias de ADN que codifican proteínas) e Intrones (Secuencias que no codifican). Una nanomáquina proteínica (Espliocesoma o Tijera-celular) corta los fragmentos y enlaza los Exones. Un error puede provocar la síntesis de proteínas absurdas.
El análisis Filogenético dice que los Intrones aparecieron primero en los Procariotas, que son fragmentos de ADN egoísta, que se transcriben a ARN que codifica una Transcripción inversa y se insertan de nuevo al ADN. Es decir que en el mundo Procariota (Bacterias y Arqueos) los Intrones son genes parásitos que se reinsertan ellos mismos en el genoma bacteriano. Los Procariotas mantienen los Intrones controlados y si no pueden, desaparecen.
Los Procariotas tienen alrededor de 30 Intrones. Los Eucariotas decenas de miles.
La Bacteria que entró en la endosimbiosis (alfa-proteobacteria) tenía ya la tijera-celular y unos pocos Intrones. Según Eugene Koonin y Bill Martin, en el origen de la endosimbiosis estos parásitos genéticos (Intrones) se descargaron en la célula patrón. El número de Intrones (miles) en los Eucariotas es un testimonio de su antigüedad.
En los Eucariotas estos Intrones no hacen nada, No codifican Transcripción inversa y no se reinserta. Son ADN corrupto que se elimina a través de la Tijera-celular bacteriana.

Nota de JAM: El rol de los Intrones todavía se está debatiendo y es posible que tenga importancia en la regulación genética.

Los Intrones y el origen del Núcleo

Un mismo gen existente en mamíferos, algas, hongos, amebas, árboles,… tiene los Intrones insertados en las mismas posiciones. Esto puede ser debido a la casualidad o mejor que fueron insertados ancestralmente. Hay genes “Homólogos” que son equivalentes en todas las especies y genes “Parálogos” que además se han duplicado. Los Intrones de genes Parálogos antiguos no conservan las posiciones pero los de los genes Parálogos recientes si.
Todo ello sugiere una invasión temprana de Intrones de los Endosimbiontes. Al morir los endosimbiontes descargarían su ADN que probablemente se recombinaría con el genoma patrón. Los Intrones se insertarían en lugares concretos o no. Un caos de células inestables y enfermas.
Los Intrones deberían ser eliminados para que los genes transcribieran ARN. Eliminar un Intrón tarda varios minutos mientras que los Ribosomas (Fábricas de proteínas) procesan el ARN rápidamente. La solución fue poner una barrera entre transcripción (de ADN a ARN) y los Ribosomas (traducción de ARN a Proteína). La barrera fue el Núcleo, que debió aparecer muy rápido. Muchas células morirían pero otras aprovecharían los genes bacterianos que producen membranas lipídicas para formar al final la membrana nuclear llena de complejos poros.

Todo empezó con un Arqueo que adquirió endosimbiontes bacterianos que bombardearon al patrón con ADN e Intrones y esto impulsó la evolución del Núcleo y …  del sexo.

Enlace a La Cuestión Vital: Resumen Corto de todo el libro

Índice del libro y Enlaces a los textos resumidos de cada capítulo

¿Por qué la vida es como es?

PARTE I    EL PROBLEMA

1. ¿Qué es la vida?

2. ¿Qué es vivir?

PARTE II    EL ORIGEN DE LA VIDA

3. Energía en el origen de la vida

Las Fumarolas Hidrotermales como reactores de Flujo

4. La aparición de las células

PARTE III    COMPLEJIDAD

La cuestión Vital índice de capítulos

5. El origen de las células complejas

Células eucariotas: Energía

Origen del núcleo

6. Origen del sexo

Células germinales y somáticas

PARTE IV    PREDICCIONES

7. El poder y la gloria de las Mitocondrias

La teoría de los radicales libres del envejecimiento

EPÍLOGO

Vida en el universo

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