En resumen, diría que no. En la biología, los genes solían ser el rey, ahora entendemos su expresión génica. Si bien la genética es la huella ecológica, la expresión genética es el constructor. La respuesta, en mi opinión, está en ADN no codificante.
Algunos antecedentes
Parece haber una suposición básica de que más genes significa más complejidad y como cualquier curva de campana que, en general, podría ser correcta. Pero eso no significa que sea una suposición correcta.
Anteriormente en biología molecular, cuando la secuenciación acababa de comenzar y era un proceso de mano lento en el laboratorio, asumieron que más ADN significa más complejidad. A medida que secuenciamos organismos más simples como E.Coli, esto pareció ser cierto. Pero cuando llegamos a las células eucariotas las cosas comenzaron a verse mal. La ameba unicelular tenía 100 veces más ADN que los humanos y ciertamente no eran más complejos. El número de pares de bases en el genoma haploide se conoce como el valor C y este problema con valores C muy grandes en organismos muy simples se conoce como la “paradoja del valor C”.
Aquí hay un ejemplo de genomas que señalan esto:
Arabidopsis thaliana – thale berro – 0.135 x 10 ^ 9 PBs – 27.407 genes
Picea abies – Pícea de Noruega – 19.6 x 10 ^ 9 PBs – 28,354 genes
Thale berro es una hierba muy pequeña
La picea de Noruega es un árbol de hoja perenne muy grande:
A medida que avanzamos en la secuenciación y descifrado del ADN, muchos investigadores, como Eric Davidson, descubrieron que muy poco ADN no repetitivo corresponde al ARNm (solo el 2,7% en su modelo de gástrula de erizo de mar). Esto condujo a lo que se convirtió en “ADN basura” – ADN que estaba presente que no codificaba proteínas y, por lo tanto, no eran “genes” – no codificaba. El pensamiento común era que este ADN no desempeñaba ningún papel en la síntesis de proteínas, ya que era inútil y no tenía ningún papel en el fenotipo. El trabajo pasó a la descodificación del propósito de varias proteínas que a su vez determinarían el propósito de los genes.
Descifrando el ADN no codificante
Durante la década de 1960, este ADN basura fue ignorado. Pero a medida que se secuenciaron más y más genomas de organismos, se hizo evidente que los organismos complejos, como los mamíferos, tenían más ADN basura. Por ejemplo, más del 98% del ADN humano no codifica, mientras que el ADN bacteriano no codificante promedio es solo del 2%. Tenga en cuenta que la tasa de microevolución bacteriana es rápida, son capaces de lidiar rápidamente con los parámetros ambientales cambiantes, su macroevolución es muy lenta y no son muy complejas. Por supuesto, desde el principio las personas se dieron cuenta de que algunas proteínas no codificarían, como el ARN de transferencia y el ARN ribosómico, pero pronto se agregaron centrómeros, telómeros y SARS a esta lista.
Cuando las técnicas de biotecnología avanzaron (ver Visualización de moléculas de ARN dentro del núcleo de livi … [Métodos, 2003]) a principios de la década de 2000, más investigaciones mostraron que había mucho más ARN en la envoltura nuclear que en el citoplasma. Esto significaba que se transcribía mucho más ADN que en un principio se pensó, pero aparentemente la transcripción no implicaba función. Pero aquí estamos discutiendo el mundo de la química molecular, donde las unidades básicas son muy pequeñas e, incluso en el pequeño espacio del núcleo de una sola célula, hay mucho espacio para muchos átomos que forman muchas moléculas. Una mejilla humana típica tiene un volumen de aproximadamente 10 ^ -13 m³ (http: //www.bioscience.heacademy …). Con algunas suposiciones y aproximaciones, son 10 ^ 16 átomos, dar o tomar un par de órdenes de magnitud, eso es mucho espacio de reacción. Tal vez algunos de esos ARN transcritos realmente tenían una función. Pronto se hizo evidente que el “ADN basura” no era todo “ADN basura”.
Se siguió investigando para clasificar y encontrar el propósito de estas diversas moléculas de ARN, denominadas “no funcionales”, ya que no codifican proteínas. Terminamos con un grupo, como Piwi-interacting RNA (piRNA), microRNA (miRNA), pequeño RNA interferente (siRNA), endoribonuclease-prepared siRNAs (esiRNA), repetir asociado pequeño RNA interferente (rasiRNA). Resulta que muchos de ellos se deben a la regulación genética, como silenciar un gen o detener la transcripción cuando se produce una cierta concentración.
También hay razones físicas por las que el ADN adicional es importante. La mayoría de los genes están separados por largos espacios de ADN no codificante. Esta es una razón por la cual los organismos con una gran cantidad de ADN no codificante mutan más lentamente. Si se produce una mutación en una parte de un cromosoma, como la inserción, no se modifica el cromosoma completo. Agrega protección contra mutaciones que son fatales. Debido a que las moléculas reaccionan ante la presencia de otras personas a su alrededor a través de leyes químicas, se forman moléculas como las selenoproteínas. En este caso, la presencia de ADN no codificante obliga a un ciclo cerrado en otra sección del ADN y eso hace que la ARN polimerasa cree un codón de ARNm para la selenocisteína donde solo estaría la cisteína, incluso en humanos.
Como resulta, una gran cantidad de este ADN no codificante realmente juega un papel en el fenotipo a través de la regulación de la expresión génica. Para un buen ejemplo, lea sobre los sitios de factor de transcripción que varían ampliamente entre diferentes organismos de la misma especie. El proyecto ENCODE publicó un documento en septiembre de 2012 que afirmaba que el 80% del genoma humano realmente desempeñaba un papel en la función biológica (Primera visión holística de cómo funciona realmente el genoma humano: el estudio ENCODE produce conjuntos de datos masivos). Esto es ampliamente discutido. Es aproximadamente el momento en que me retiré de mi investigación y no soy tan versado en estudios más recientes, pero tiendo a estar de acuerdo en que es mucho más alto que el 8.2% que generalmente se acepta, y cuando consideras todas las diversas reacciones moleculares, puedo acepta su 80%. Creo que con el tiempo vamos a entender más y más, especialmente con los procedimientos modernos de biotecnología. Si bien la epigenética solía estar en el ámbito de la biología del desarrollo, ahora también está firmemente arraigada en la biología molecular porque estamos descifrando las interacciones moleculares subyacentes.
Entonces, al final, mientras más ADN tengas, más complejo serás incluso si ese ADN no es “genes”. Los mecanismos de regulación de genes apenas comienzan a entenderse lo suficiente como para convertirse en conocimiento común en la comunidad de investigación de biología. Como todo lo demás, más cerebros y más dinero acelerarán esto. Estoy seguro de que después de todo, encontraremos más y más regiones no codificantes, incluso si se trata de un papel menor. La suma de estos papeles menores, si bien no es tan poderosa en los roles principales de los genes, conduce a la diversidad y complejidad de los organismos.