Una tendencia general en biología es que los genomas tienden a “racionalizarse”, lo que significa que los fragmentos de ADN no esenciales se eliminan mediante la selección natural, lo que hace que los genomas con ADN “innecesario” se contraigan con el tiempo. No obstante, aparentemente hay casos muy importantes cuando esta tendencia se ha revertido en algunos linajes, lo que hace que sus genomas aumenten drásticamente en tamaño ( somos miembros de dicho linaje). El proceso de expansión y contracción del genoma no se comprende completamente, pero los investigadores han descubierto varios factores que contribuyen al tamaño del genoma de un organismo en particular.
Para nombrar unos pocos:
Estrategia de supervivencia: los parásitos (particularmente los parásitos intracelulares, incluidos los virus) tienden a tener genomas muy pequeños. Principalmente, esto se debe a que la mayoría de los parásitos evolucionan con su organismo huésped y, a través de muchas generaciones, eventualmente “donarán” muchos de sus genes al genoma del organismo huésped o perderán genes por completo, dependiendo directamente de la funcionalidad de los genes del huésped. Por supuesto, hay excepciones (algunos parásitos extracelulares evolucionan para tener muchas copias adicionales de sus genes de antígeno de superficie para que puedan evadir el sistema inmune de su huésped), pero esta parece ser la regla general.
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Tamaño efectivo de la población: en su nivel más fundamental, la selección natural actúa sobre una población de tal manera que aumenta la eficiencia de su propia propagación. Debido a que se necesita tiempo y energía para copiar todas y cada una de las bases de ADN, las personas con genomas más pequeños tienden a ser “mejores replicadores”, en igualdad de condiciones. Por lo tanto, si hay un tramo de ADN en un genoma que no está haciendo nada funcionalmente importante (es decir, ADN “basura”), los individuos sin ese ADN estarán más en forma, por lo que habrá una presión selectiva para eliminarlo de la población . Sin embargo, la presión selectiva es una función de la aptitud física y el tamaño efectivo de la población (el número de individuos que realmente contribuyen con descendencia a las poblaciones futuras). Las especies con tamaños de población efectivos más bajos experimentan una presión selectiva más baja en general, por lo que tienden a acumular fragmentos innecesarios de ADN (pseudogenes, repeticiones en tándem, incluso duplicaciones del genoma completo) porque no hay suficiente presión para eliminarlos del grupo de genes. De hecho, esta es una de las principales teorías contemporáneas que explican por qué las formas de vida multicelulares (que tienen tamaños de población efectivos muy pequeños en comparación con los organismos unicelulares) tienen genomas extremadamente grandes compuestos principalmente de ADN “basura”.
Complejidad organismal: además de los virus y parásitos, los genomas más pequeños se encuentran en procariotas simples (bacterias y arqueas) de vida libre. En general, los organismos simples tienen genomas pequeños, mientras que los organismos más complejos, como los eucariotas (con núcleos, orgánulos unidos a la membrana y elaborados sistemas de transporte intracelular), requieren un número mucho mayor de genes y, por lo tanto, un genoma mucho más grande. Los eucariotas multicelulares (especialmente plantas y animales) tienen genomas enormes en comparación con bacterias y arqueas, pero como se mencionó anteriormente, es difícil determinar si esta diferencia de tamaño se debe principalmente a su aumento en la complejidad celular o su bajo tamaño efectivo de población.
La genómica comparativa es un campo joven y altamente activo, por lo que es probable que se arroje mucha más luz sobre este tema antes del final de la década. Por ahora, espero que esta respuesta haya sido útil.
