¿Cómo ocurren las mutaciones evolutivas, si el ADN duplicado se verifica varias veces en busca de errores durante el ciclo celular?

Como se señaló en una respuesta anterior, el mecanismo de reparación del daño del ADN no es infalible. Por lo tanto, algunos errores no se detectan y eventualmente se acumulan para que el gen alcance una nueva función con el tiempo. Sin embargo, incluso si el mecanismo de reparación del ADN no detecta el error en la replicación del ADN, la proteína producida por un gen defectuoso está destinada a ser defectuosa y esto sería perjudicial para el organismo. Si el gen es un gen esencial, el organismo podría incluso morir. Entonces, ¿cómo obtenemos nuevos genes y nueva funcionalidad?

Todo esto es gracias a un proceso llamado duplicación de genes, que también es un tipo de mutación. Como su nombre lo indica, implica la duplicación de un gen para que el genoma del organismo tenga dos copias de ese gen, mientras que solo necesita uno. Esto deja al segundo gen libre para cualquier tipo de mutación. Dado que no afecta la supervivencia del organismo ( en la mayoría de los casos, las mutaciones solo hacen que el gen sea disfuncional. Sin embargo, en algunos casos el gen puede producir una proteína potencialmente dañina ) no hay presión sobre el gen y puede seguir acumulándose. mutaciones hasta que alcanza una nueva función. Esta es también la razón por la cual los organismos superiores tienen cantidades tan grandes de ADN “basura”. Son los experimentos fallidos. Sin embargo, dado que no hay presión de selección sobre ellos, simplemente se quedan.

Vea carteles anteriores para las respuestas de los libros de texto si es un estudiante BIO. Si simplemente está interesado en cómo podría suceder esto dentro del modelo ampliamente aceptado de “mutación aleatoria” (ya que parece no tener sentido), entonces definitivamente debería ver esto:

“En el futuro, el foco estará en el genoma, con una mayor apreciación de su importancia como órgano altamente sensible de la célula. La célula monitorea la actividad genómica y corrige los errores comunes debido a eventos inesperados y responde a ellos, a menudo reestructurando el genoma “. – Barbara McClintock (su discurso de premio nobel en los años 80).

McClintock dijo en términos inequívocos que las células son “inteligentes”, y pensó que podría ser un jugador en la reorganización de su propio genoma (descubrió elementos transponibles: “genes saltarines”).

FWIW, así es como creo que el proceso funciona según el libro que edité:

La respuesta de David Kincade a ¿Qué tiene de malo la teoría de la evolución por selección natural?

¡Porque no todas las mutaciones son fácilmente detectables! Imagine la escala de mutaciones: por cada 10 mil millones de nucleótidos de ADN copiados, hay aproximadamente una mutación. ¡El mecanismo de revisión es maravilloso! El sistema de reparación por escisión de nucleótidos es especialmente bueno con dímeros de timina, que generalmente se crean por radiación UV. Por eso, estar en el sol no es algo que nos produzca cáncer al instante. Pero, no todas las mutaciones son tan obvias. Los mutágenos químicos son difíciles, por ejemplo. Una sustancia química llamada bromouracilo es capaz de “verse” como una base (tenga en cuenta que el uracilo es una base en el ARN). Pensando que la base es timina, la ADN polimerasa se une a una adenina. El mecanismo de reparación analiza esto y piensa “oh, es solo un enlace de timina y adenina … continúe, señor”. Pero, el bromouracilo tiene un isómero que hace que se parezca químicamente a la citosina. ¿Y lo bello? El bromouracilo puede cambiar de forma. Entonces, si se ioniza mientras está unido a la adenina, se verá como una citosina. La próxima vez que el ADN se replique, tendrá un lado derivado del lado de la adenina (tendrá timina), pero la otra cadena tendrá el bromouracilo ionizado unido a una guanina. Este es solo uno de los muchos químicos que pueden hacer esto. Tenga en cuenta que la evolución no necesita perfección. Solo necesita que descubras bebés que no morirán. Entonces, el sistema de reparación de mutaciones es bueno, pero no siempre fue bueno. Probablemente hubo un tiempo antes de la evolución de estos genes donde la mutación era mucho más común. Y esto se ve respaldado por el hecho de que parece que la mayoría de los eucariotas tienen estos genes de “reparación”, por lo que es probable que sean relativamente nuevos.