Estudio que conecta biología y física para explicar el origen de la vida compleja
estudio conecta biología y física para explicar el origen de la vida compleja
la célula eucariota habría surgido tras una transición de fase en el crecimiento del ADN, un cambio abrupto
Uno de los más desconcertantes es el origen de la célula eucariota, esa estructura compleja que hizo posible la vida tal como la conocemos
la aparición de las células eucariotas no fue un proceso gradual, sino una transición repentina, similar a los cambios de fase que estudia la física
ese salto puede describirse con un modelo matemático
fecha al evento —hace unos 2.600 millones de años
examinaron una propiedad estadística global: la longitud promedio de los genes y su relación con la de las proteínas que codifican.
los genes como las proteínas siguen distribuciones lognormales, un patrón característico de procesos multiplicativos.
Distribución lognormal: el logaritmo de la variable sigue una distribución normal. Es especialmente útil cuando la variación de una variable se debe a factores multiplicativos en lugar de aditivos.
correlación sólida entre la longitud media de los genes y el momento en que apareció cada grupo de organismos
El punto crucial de este crecimiento se alcanza cuando la longitud media de los genes llega a 1.500 nucleótidos. A partir de ahí, las proteínas dejan de seguir ese mismo ritmo: su longitud se estabiliza alrededor de 500 aminoácidos, mientras los genes continúan alargándose.
Los intrones son fragmentos de ADN dentro de un gen que no codifican proteínas
Durante mucho tiempo se pensó que los intrones eran “ADN basura”, pero hoy se sabe que desempeñan funciones clave en la regulación genética
esta transición no solo fue abrupta, sino que dejó una huella visible en los datos actuales
Por debajo de ese valor, todos los genes están compuestos casi exclusivamente por secuencias codificantes; por encima, predominan las no codificantes.
Este nuevo sistema fue capaz de superar las limitaciones de complejidad que imponía el modelo basado solo en proteínas.
no cambia el “estado de la materia” en sentido clásico, pero sí la organización interna del sistema.
transición de fase” es el término adecuado
Fue entonces cuando la evolución encontró una solución inesperada: incorporar partes del ADN que no codifican proteínas, pero que permiten reorganizar y modular la expresión génica
encontrar nuevas proteínas útiles se volvió tan complejo que solo un cambio en el “algoritmo” de búsqueda —la incorporación de secuencias no codificantes— permitió seguir avanzando.
el umbral de transición debió alcanzarse unos 1.000 millones de años después del último ancestro común universal (LUCA), lo que sitúa el evento hace unos 2.600 millones de años. Esta fecha coincide con las estimaciones actuales del origen de las primeras células eucariotas, basadas en fósiles y análisis genéticos.
el modelo permite estimar el crecimiento de la fracción de secuencias no codificantes con gran precisión
la transición no fue solo un cambio estructural, sino también una consecuencia inevitable del modo en que los genes crecen a lo largo del tiempo
los genes crecieron hasta un punto crítico en el que ya no era viable seguir aumentando el tamaño de las proteínas que producían. Esa tensión estructural marcó un límite que obligó a cambiar de estrategia.
la genética superó su propio límite incorporando secuencias no codificantes, como los intrones, y creando nuevas formas de regulación.
En lugar de depender únicamente de la selección natural o el azar, introduce el concepto de limitaciones computacionales y soluciones algorítmicas.
su capacidad de predecir patrones universales es notable