Virus gigantes y el Árbol de la Vida

Virus gigantes y el Árbol de la Vida
Créditos: Prof. Didier Raoult, Rickettsia Laboratory

Un estudio sobre Virus gigantes sacude el Árbol de la Vida.

Los virus gigantes deben incluirse en el reconstruido árbol de la vida, consideran investigadores en un nuevo estudio.  

El mimivirus, que se muestra aquí (pequeños hexágonos negros) que infectan una ameba, son tan grandes como algunas células bacterianas y comparte algunas estructuras de proteínas antiguas con la mayoría de los organismos.

Un nuevo estudio sobre virus gigantes apoya la idea de que los virus son organismos vivos antiguos y no inanimados restos moleculares fuera de control, como algunos científicos han argumentado.

El estudio puede volver a formular de nuevo el árbol de la vida universal, añadiendo una cuarta rama importante a las tres que la mayoría de los científicos coinciden en representar a los ámbitos fundamentales de la vida.

Los investigadores utilizaron un método relativamente nuevo para poder estudiar el pasado distante.

En lugar de comparar las secuencias genéticas, que son inestables y cambian rápidamente con el tiempo, buscaron evidencia de eventos pasados ​​en tres dimensiones, en los dominios estructurales de las proteínas.

Estos motivos estructurales, llamadas pliegues, son fósiles moleculares relativamente estables que -al igual que los fósiles de huesos humanos o animales- ofrecen pistas sobre antiguos eventos evolutivos, explica el profesor Gustavo Caetano-Anollés de la Universidad de Illinois y el Instituto de Biología Genómica, quien dirigió el análisis.

"A igual que los paleontólogos, nos fijamos en partes específicas del sistema y cómo cambian con el tiempo", explica Caetano-Anollés. Algunos pliegues de proteínas sólo aparecen en un grupo o en un subconjunto de organismos, añade, mientras que otros son comunes a todos los organismos estudiados hasta el momento.

"Hacemos una suposición básica de las estructuras que aparecen con más frecuencia, mientras aparezcan en un mayor número de grupos son estructuras más antiguas", agrega.

La mayoría de los esfuerzos para documentar la relación de todos los seres vivos han dejado los virus fuera de la ecuación, Caetano-Anollés reitera.

"Siempre hemos estado mirando el último ancestro común universal mediante la comparación de las células", dice. "Nunca hemos añadido los virus. Así que poner virus en la mezcla permite ver de donde vinieron estos virus".

Los investigadores llevaron a cabo un censo de todos los pliegues de proteínas que se producen en más de 1,000 organismos que representan a las bacterias, virus, microbios conocidos como arqueas y demás seres vivientes.

Los investigadores incluyeron virus gigantes porque estos virus son grandes y complejos, con genomas rivales -y en algunos casos superan- las dotaciones genéticas de las bacterias más simples, explica Caetano-Anollés.

"Los virus gigantes tienen maquinaria increíble que parece ser muy similar a la maquinaria que usted tiene en una célula", comenta. "Tienen una complejidad y tenemos que explicar por qué."

Parte de esa complejidad incluye enzimas que intervienen en la traducción del código genético en proteínas. Los científicos se sorprendieron al encontrar estas enzimas en los virus, ya que los virus carecen de toda proteína conocida en la creación de proteínas y deben comandar las proteínas del huésped para hacer el trabajo por ellos.

En el nuevo estudio, los investigadores marcaron las relaciones evolutivas entre las dotaciones de proteínas de cientos de organismos y utilizaron la información para crear un nuevo árbol universal de la vida que incluyera los virus.

El árbol resultante tenía cuatro ramas bien diferenciadas, cada una representando un "supergrupo". Los virus gigantes formaban la cuarta rama del árbol, al lado de las bacterias, Archaea y Eukarya (plantas, animales y todos los demás organismos con células eucariontes).

Los investigadores descubrieron que muchos de los pliegues de proteínas más antiguos -que se encuentran en la mayoría de organismos celulares- también están presentes en los virus gigantes. Esto sugiere que estos virus aparecieron muy temprano en la evolución, cerca de la raíz del árbol de la vida, de acuerdo a Caetano-Anollés.

El nuevo análisis se suma a la evidencia de que los virus gigantes eran originalmente mucho más complejos de lo que son hoy en día y experimentaron una drástica reducción en sus genomas con el tiempo, concuerda Caetano-Anollés.

Esta reducción probablemente explica su eventual adopción de un estilo de vida parasitaria. Él y sus colegas sugieren que los virus gigantes son más como sus antepasados ​​originales que los pequeños virus con genomas recortados.

Los investigadores también encontraron que los virus parecen ser clave "propagadores de la información".

"Las estructuras de las proteínas que comparten otros organismos con los virus tienen una cualidad particular, están (más ampliamente) distribuidos que otras estructuras". "Todas y cada una de estas estructuras es un descubrimiento increíble en la evolución. Y los virus están distribuyendo esta novedad".

La mayoría de los estudios de los virus gigantes ", apuntan en la misma dirección". "Y este estudio ofrece más evidencia de que los virus están incrustadas en el tejido de la vida."

El equipo de investigación incluyó a la estudiante Arshan Nasir y Kim Kyung Mo, del Instituto Coreano de Investigación de Biociencia y Biotecnología.

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Referencia:
Los hallazgos aparecen en la revista BMC Evolutionary Biology.
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