Capítulo 10:

 Biología molecular. El árbol de la vida

Uso de moléculas para conocer el árbol de la vida

Cuando se publicó la propuesta de los cinco reinos, Carl Woese y sus colaboradores empezaron a trabajar en el problema desde un ángulo completamente diferente. En vez de asignar los organismos a los reinos basándose en características como la presencia de un núcleo o la capacidad de movimiento o de producir alimento, intentaron entender las relaciones entre organismos analizando sus componentes químicos.

Su objetivo era conocer la filogenia (que significa «origen de la tribu») de todos los organismos, es decir, sus relaciones genealógicas reales. Para conocer la cercanía o la distancia entre distintos organismos, Woese y sus colaboradores necesitaban estudiar una molécula presente en todos los organismos. La molécula elegida se llama «rRNA de la subunidad pequeña».

Es un componente esencial de la maquinaria que todas las células utilizan para crecer y reproducirse. Aunque el rRNA es una molécula grande y compleja, su estructura básica es sencilla. La molécula de rRNA está compuesta de una secuencia de cuatro componentes químicos más pequeños llamados ribonucleótidos. Estos ribonucleótidos se denotan con las letras A, U, C y G. En el rRNA, los ribonucleótidos se unen entre sí linealmente, como los vagones de un tren de mercancías (Figura 1.8).

FIGURA 1.8 Las moléculas de RNA están compuestas por moléculas más pequeñas. La molécula completa del rRNA de la subunidad pequeña contiene unos 2.000 ribonucleótidos; en esta comparativa sólo se muestran 8.

¿Por qué podría ser útil el rRNA para conocer las relaciones entre organismos? La respuesta es que la secuencia de ribonucleótidos del rRNA es un rasgo, similar a la longitud de los tallos del trigo o los tallos de floración del brócoli, que puede cambiar a lo largo de la evolución. Aunque el rRNA realiza la misma función en todos los organismos, la secuencia de los ribonucleótidos básicos de esta molécula no es idéntica en todas las especies. En las plantas terrestres, por ejemplo, la molécula podría empezar con la secuencia A-U-A-U-C-G-A-G.

En las algas verdes, estrechamente relacionadas con las plantas terrestres, la misma sección de la molécula podría contener A-U-A-U-G-G-A-G. Pero en las algas marrones, que no están estrechamente relacionadas con las algas verdes ni con las plantas terrestres, la misma parte de la molécula podría ser A-A-A-U-G-G-A-G.

El programa de investigación que Woese y sus colaboradores siguieron se basaba en una sencilla premisa: si la teoría de la evolución es correcta, entonces las secuencias de rRNA deberían ser muy similares en los organismos estrechamente relacionados, pero no tan parecidas en aquellos menos relacionados.

Ciertos grupos, como las plantas, deberían compartir ciertas variaciones del rRNA que otras especies no tienen.

Para poner a prueba esta premisa, los investigadores determinaron la secuencia de ribonucleótidos del rRNA de muchas especies.

Luego consideraron la implicación de las similitudes y las diferencias de la secuencia en las relaciones entre las especies. El objetivo era crear un diagrama que describiera la filogenia de los organismos del estudio. Un diagrama que muestre la historia evolutiva de esta forma se denomina árbol filogenético. Al igual que un árbol genealógico familiar muestra las relaciones entre individuos, un árbol filogenético muestra las relaciones entre especies.

En este tipo de árbol, las ramas cercanas representan especies estrechamente relacionadas; las ramas más lejanas representan especies cuya relación es más distante.

PREGUNTA Suponiendo que en la misma porción de rRNA, los mohos y otros hongos presentan la secuencia A-U-A-U-G-G-A-C; según estos datos, los hongos ¿están más cerca de las algas verdes o de las plantas terrestres? Justifica tu respuesta.

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