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Duplicación y subfuncionalización de genes

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Me ha intrigado la duplicación de genes y quiero aprender más sobre ella.

He leído lo siguiente desde aquí:

varios estudios sugieren que la proporción de genes duplicados retenidos en los genomas de vertebrados es mucho mayor de lo que predice este modelo [4 - 6]. Esto ha llevado a la sugerencia de un modelo alternativo mediante el cual mutaciones degenerativas complementarias en subfunciones independientes de cada copia del gen permiten su conservación en el genoma, ya que ahora se requieren ambas copias del gen para recapitular la gama completa de funciones presentes en el único gen ancestral. . Esto se formalizó en el modelo Duplicación-Degeneración-Complementación (DDC) [7] en un proceso denominado subfuncionalización.

¿Alguien puede explicar esto? ¿Qué se quiere decir con “ahora se requieren ambas copias del gen para recapitular la gama completa de funciones presentes en el único gen ancestral”?

¿Puede sugerir otros buenos artículos sobre la duplicación de genes?


Supongamos que un gen realiza dos funciones distintas 1 y 2, ambas esenciales. A este gen lo llamaremos A, por gen ancestral.

Una duplicación copia A en otro locus. Ahora hay dos genes, A y B, que realizan las mismas dos funciones. En este punto, si se elimina A o B, el organismo está bien.

A lo largo del tiempo evolutivo, A y B experimentan una deriva genética para convertirse en A 'y B', respectivamente. Digamos que B 'pierde la función 1 y que A' pierde la función 2. Esto no es un problema para el organismo ya que A 'todavía realiza la función 1 y B' todavía realiza la función 2. En otras palabras, los dos genes se complementan mutuamente.

Sin embargo, ahora A 'no se puede eliminar sin perder la función 1 y, de manera similar, B' no se puede eliminar sin perder la función 2. El resultado es que ambos genes se fijan en el genoma por evolución.

Esto significa que ahora, después de cientos de millones de años de evolución relevante y deriva genética, tenemos muchas duplicaciones como A 'y B'. La clave de esto es que a través de la deriva genética sin presión selectiva, es muy fácil perder la función pero extremadamente difícil ganarla.

En cuanto a su segunda pregunta, buscaré un artículo sobre duplicaciones de genes que creo que sería el más útil, pero hay muchos.


Subfuncionalización de genes duplicados como estado de transición a neofuncionalización

Se ha sugerido que la duplicación de genes es un proceso importante en la generación de novedades evolutivas. La neofuncionalización, como un proceso adaptativo en el que una copia muta en una función que no estaba presente en el gen previo a la duplicación, es un mecanismo que puede conducir a la retención de ambas copias. Más recientemente, la subfuncionalización, como un proceso neutral donde las dos copias dividen la función ancestral, se ha propuesto como un mecanismo alternativo que impulsa la retención de genes duplicados en organismos con pequeños tamaños de población efectiva. La importancia relativa de estos dos procesos no está clara.

Resultados

Se diseñó un conjunto de genes modelo de red que se pliegan y se unen a dos ligandos peptídicos con bolsas de unión superpuestas, pero no a un tercer ligando presente en la célula. Cada gen se duplicó en una especie modelo haploide con un pequeño tamaño de población constante y sin recombinación. Un conjunto de modelos permitió la subfuncionalización de eventos vinculantes después de la duplicación, mientras que otro conjunto no permitió la subfuncionalización. El modelado en tales condiciones sugiere que la subfuncionalización juega un papel importante, pero como un estado de transición a la neofuncionalización más que como un destino terminal de genes duplicados. No existe una presión selectiva aparente para mantener la redundancia.

Conclusión

La subfuncionalización da como resultado un aumento en la conservación de copias de genes duplicados, incluidas las que están neofuncionalizadas, pero nunca representa una fracción sustancial de copias de genes duplicadas en ningún momento evolutivo y, en última instancia, conduce a la neofuncionalización de esas copias conservadas. Esta conclusión también puede reflejar cambios en la función genética después de la duplicación con el tiempo en genomas reales.


Fondo

La duplicación de genes seguida por la subsecuente divergencia funcional es ampliamente reconocida como un mecanismo importante para la evolución de la novedad [1, 2]. A pequeña escala, las duplicaciones locales en tándem pueden producir rápidamente nuevas familias de genes, como el grupo Hox en animales [3], los receptores olfativos en los genomas de vertebrados [4] y muchos otros ejemplos en plantas [5, 6], protistas [ 7] y otros linajes. Los genes recientemente duplicados tienen una fuerte tendencia a convertirse en pseudogenes y generalmente se perderán debido a mutaciones incapacitantes a menos que la selección positiva conserve los loci duplicados. Sobre la base de la divergencia de los pares de genes supervivientes en diversos genomas, se ha estimado que la vida útil típica de los genes duplicados en un fondo diploide es de varios millones de años [8].

A mayor escala, se pueden duplicar genomas enteros mediante poliploidización de modo que las células del organismo resultante se encuentren con dos copias de cada gen. De nuevo, es de suponer que existe una fuerte tendencia hacia la pérdida diferencial rápida debido a la mutación de copias superfluas, y el efecto a largo plazo sobre el genoma es la eliminación de la mayoría de los loci duplicados [9]. En el caso de la poliploidía, la dinámica poblacional y los efectos estequiométricos son diferentes del caso de una duplicación localizada en un fondo diploide. La pérdida de una copia de un gen duplicado localmente simplemente restaura el genoma previo a la duplicación. Por el contrario, en el caso de la duplicación del genoma completo, la población poliploide presumiblemente se aísla reproductivamente de sus hermanos diploides, y la inactivación / pérdida de una de un par de secuencias duplicadas coloca ese gen en la mitad del número de copias de los loci restantes, al menos en las primeras etapas de la rediploidización. Como la haploinsuficiencia es relativamente rara [10], el número reducido de copias no es en sí mismo un impedimento abrumador para la pérdida a gran escala, como se desprende del análisis de los duplicados supervivientes en el Arabidopsis, arroz, teleósteos y genomas de levadura [9, 11-13].

Los primeros pensamientos sobre las fuerzas selectivas que conducen a la retención de genes duplicados se centraron en la divergencia en la función de las proteínas. Esto sugiere que una o ambas copias podrían adquirir funciones bioquímicas nuevas [1] y / o complementarias [14] que harían que ambas copias fueran indispensables. Además, se reconoció que las funciones orgánicas nuevas o complementarias podrían surgir de mutaciones reguladoras diferenciales [14, 15]. Por lo tanto, si los genes duplicados se expresan en diferentes tipos de células o etapas de desarrollo, podrían volverse indispensables y resistentes a la pérdida incluso si sus péptidos asociados siguen siendo intercambiables. A través de este mecanismo, pueden surgir nuevos roles espacio-temporales, con numerosos ejemplos individuales de cis- o trans-subfuncionalización reguladora conocida, por ejemplo, en peces teleósteos [13].

El anfibio bien estudiado Xenopus laevis tiene el número de cromosomas (2N = 36) y el tamaño del genoma (

3Gb), aproximadamente el doble que su congénere Xenopus (antes Silurana) tropicalis (2N = 20,

1,5 Gb) [16, 17]. Esta diferencia se atribuye a la fusión de dos progenitores diploides que se originan

Hace 40 millones de años [16, 18-20]. La alotetraploidía es sugerida por la facilidad con la que los Xenopus las especies pueden formar híbridos a través de gametos no reducidos [18]. Sin embargo, no podemos descartar un origen autotetraploide. En este último caso, los pares duplicados serían idénticos en el evento de duplicación, mientras que en el caso de los alotetraploides tales pares representarían ortólogos del evento de especiación de los progenitores y podrían haberse separado en épocas ligeramente diferentes antes de su último ancestro común, dependiendo de el nivel de polimorfismo en la especiación. Sin embargo, las diferencias en términos mensurables son sutiles y, a continuación, nos referimos a los eventos de poliploidización como duplicaciones del genoma independientemente de su origen. los X. laevis La duplicación del genoma es significativamente más reciente que la duplicación específica de teleósteos (

350 millones de años (Mya)) [11, 21] y las antiguas duplicaciones específicas de vertebrados (& gt 500 Mya) [22, 23]. Sin embargo, es más antiguo que el tiempo de vida típico de los genes duplicados en un fondo diploide (varios millones de años) [8]. Por lo tanto, comparando X. laevis y X. tropicalis pares de genes, podemos analizar el complemento de un gen animal relativamente pronto después de la rediploidización, aprovechando los datos de la secuencia del genoma a gran escala.


Subfuncionalización de genes duplicados como estado de transición a neofuncionalización

Fondo: Se ha sugerido que la duplicación de genes es un proceso importante en la generación de novedades evolutivas. La neofuncionalización, como un proceso adaptativo en el que una copia muta en una función que no estaba presente en el gen previo a la duplicación, es un mecanismo que puede conducir a la retención de ambas copias. Más recientemente, la subfuncionalización, como un proceso neutral donde las dos copias dividen la función ancestral, se ha propuesto como un mecanismo alternativo que impulsa la retención de genes duplicados en organismos con pequeños tamaños de población efectiva. La importancia relativa de estos dos procesos no está clara.

Resultados: Se diseñó un conjunto de genes modelo de red que se pliegan y se unen a dos ligandos peptídicos con bolsas de unión superpuestas, pero no a un tercer ligando presente en la célula. Cada gen se duplicó en una especie modelo haploide con un pequeño tamaño de población constante y sin recombinación. Un conjunto de modelos permitió la subfuncionalización de eventos vinculantes después de la duplicación, mientras que otro conjunto no permitió la subfuncionalización. El modelado en tales condiciones sugiere que la subfuncionalización juega un papel importante, pero como un estado de transición a la neofuncionalización más que como un destino terminal de genes duplicados. No existe una presión selectiva aparente para mantener la redundancia.

Conclusión: La subfuncionalización da como resultado un aumento en la conservación de copias de genes duplicados, incluidas las que están neofuncionalizadas, pero nunca representa una fracción sustancial de copias de genes duplicadas en ningún momento evolutivo y, en última instancia, conduce a la neofuncionalización de esas copias conservadas. Esta conclusión también puede reflejar cambios en la función genética después de la duplicación con el tiempo en genomas reales.


Discusión

La clasificación y comparación de los cinco tipos principales de duplicación de genes en 141 genomas de plantas afectados por un conjunto diverso de multiplicaciones del genoma completo que abarcan más de 100 millones de años proporciona una nueva perspectiva de la evolución del genoma y la innovación biológica. La duplicación del genoma completo aumenta todos los genes de un genoma de manera equilibrada, lo que puede favorecer la modificación de vías y procesos completos [56] y se asocia con vidas medias más largas de los duplicados de genes resultantes [27]. Sin embargo, no está claro si estas ventajas superan la disponibilidad relativamente constante de nuevos duplicados en tándem y proximales que pueden ser importantes para que las plantas se adapten a cambios ambientales dramáticos [45, 57,58,59,60]. La vía fotosintética C4, que se cree que fue una adaptación a ambientes cálidos y secos o CO2 deficiencia [61,62,63,64] y que aparece de forma independiente al menos 50 veces durante la evolución de las angiospermas [65, 66], incluye algunos elementos resultantes de WGD y otros de la duplicación de un solo gen, a pesar de que, en principio, todos estaban disponibles en WGD en un antepasado común de cereales [33]. De hecho, encontramos que el Ks picos para WGD, duplicados transpuestos y dispersos comúnmente superpuestos en la misma planta, lo que sugiere que la duplicación del genoma completo también fue acompañada por una duplicación de genes extensa transpuesta y dispersa, consistente con un estudio reciente que muestra una extensa reubicación de γ duplica poco después de la γ Evento WGT en eudicots centrales [48].

Diferentes clases de genes duplicados mostraron distintos patrones de evolución temporal y funcional. Los duplicados derivados de WGD se conservan más con Ka/Ks proporciones que los duplicados en tándem y proximales, lo que sugiere que han experimentado una selección de purificación a largo plazo. Duplicados proximales y en tándem conservados en genomas modernos, con relativamente altos Ka/Ks proporciones pero relativamente pequeñas Ks los valores per se, parecen experimentar una divergencia funcional más rápida que otras clases de genes, lo que respalda que la selección positiva desempeña un papel importante en la etapa inicial de la retención de genes duplicados [67,68,69]. Si bien la evolución concertada puede preservar la homogeneidad de los duplicados en tándem o proximales en mayor grado que los genes que están distantes entre sí, esto no es incompatible con una rápida divergencia funcional [38].

Paralelamente a la divergencia de secuencias, la divergencia de expresión de genes duplicados aumenta gradualmente con la edad. Los duplicados transpuestos conservados en genomas modernos tienen un alto porcentaje de divergencia de expresión en casi todas las especies investigadas, esto es consistente tanto con su antigüedad como con la naturaleza de su evolución, con copias nuevas potencialmente separadas de cis-secuencias reguladoras en el sitio original y / o expuestas a diferentes en el nuevo sitio. Los factores ambientales pueden acelerar la divergencia de expresión entre genes duplicados [70], y la ocurrencia frecuente de duplicaciones transpuestas puede ser importante para que las plantas se adapten a cambios ambientales dramáticos [45, 57,58,59,60]. Las duplicaciones físicamente ligadas (o en tándem) muestran generalmente menos divergencia de expresión que las duplicaciones distantes, un resultado respaldado por muchos estudios previos, por ejemplo, [43, 44, 71,72,73,74]. De hecho, los genes ligados físicamente en el mismo paralogon (o bloque sinténico) se retienen preferentemente en cis-PPI (interacciones proteína-proteína) después de la WGD [75, 76].

Se han propuesto dos tipos de subfuncionalización (SF) [77,78,79,80]. Un tipo de subfuncionalización tiene lugar por cambios en la secuencia de codificación complementaria entre genes duplicados, lo que lleva a su divergencia funcional a nivel de proteína y, finalmente, da como resultado la división de múltiples funciones del gen progenitor. Sin embargo, la divergencia a nivel bioquímico entre dos copias es limitada incluso durante largos tiempos evolutivos. El otro tipo de subfuncionalización ocurre por pérdida complementaria o mutación degenerativa de cis-Elementos reguladores entre genes duplicados, creando interdependencia entre copias parcialmente degeneradas para mantener los perfiles de expresión completos del gen ancestral en diferentes tejidos y / o condiciones (definido como subfuncionalización de expresión (ESF)) [43, 78]. Muchos estudios anteriores revelaron que la divergencia de expresión entre genes duplicados a menudo se producía rápidamente después de la duplicación de genes [47, 81,82,83,84]. En este estudio, se encontró una divergencia generalizada entre los perfiles de expresión de genes duplicados en diferentes modos de duplicación de genes; esto se puede explicar en gran medida por los modelos de subfuncionalización (o subfuncionalización) de expresión, bajo los cuales dos genes duplicados evolucionaron hacia la partición de perfiles de expresión de genes ancestrales. en diferentes tejidos o condiciones. La hipótesis de la neofuncionalización de la expresión (ENF), según la cual una de las dos copias del gen adquiere una nueva cis-Elemento regulador en su región promotora y se expresa en un tejido nuevo, también podría resultar en perfiles de expresión divergentes entre genes duplicados, como algunos observados en este estudio [43, 85].

Entre los primeros cambios que siguen a la poliploidización se encuentra la conversión de genes, la recombinación no recíproca entre alelos o loci parálogos que homogeneiza secuencias parálogos o incluso regiones cromosómicas [86,87,88,89]. La conversión de genes parece ocurrir prácticamente de inmediato en poliploides sintéticos. Arachis (maní) [90] —de hecho, la conversión abundante de genes después de la hibridación o poliploidización juega un papel importante en el mantenimiento de la estabilidad del genoma en plantas y hongos [5, 18, 91, 92]. Detectamos eventos de conversión de genes relativamente abundantes en pares TD, PD y WGD, que pueden estar asociados con su divergencia de expresión reducida. Los pares TRD y DSD pueden haber escapado a las limitaciones inducidas por la conversión de genes. Los cambios dinámicos de la tasa de conversión génica encontrados en este estudio, que son altos poco después de la poliploidización y disminuyen con el tiempo, muestran que los hallazgos anteriores sobre aproximadamente 1 MY de evolución del algodón [53] son ​​generalmente aplicables a una amplia gama de taxones y eventos de poliploidización. Los extensos eventos de conversión de genes que ocurren inmediatamente después de la duplicación de genes o genomas homogeneizan los parálogos durante un período de tiempo y mantienen una mayor probabilidad de compensación funcional entre genes duplicados, amortiguando el efecto fenotípico causado por la pérdida de uno de dos miembros de un par duplicado [93, 94,95]. La divergencia evolutiva entre genes duplicados puede ser suprimida por eventos extensos de conversión de genes durante la etapa temprana de la duplicación del genoma, sin embargo, esto no es incompatible con la divergencia funcional rápida del par de genes derivados de TD o PD [96].


Otras consecuencias evolutivas de la duplicación genética

Si la duplicación da como resultado la formación de una función nueva como resultado de la interacción entre los dos duplicados divergentes, ¿en cuál de las categorías anteriores de resultado evolutivo cae esta innovación? No todas las nuevas funciones biológicas resultantes de la duplicación de genes pueden atribuirse a genes individuales. Las interacciones proteína-proteína a menudo ocurren entre duplicados de genes divergentes. Esto es especialmente cierto para los pares ligando-receptor, que a menudo se supone que coevolucionan después de un evento de duplicación de genes y, por lo tanto, progresan de interacciones homófilas a heterófilas. Esta función emergente del nuevo par de genes no encaja cómodamente en ninguno de los escenarios descritos anteriormente: ambos genes son funcionales pero ni retienen la función original, ni se ha dividido la función original. Es probable que este modo de "coevolución duplicada" sea especialmente frecuente en las vías de señalización.

Anteriormente, vimos que la recombinación homóloga entre secuencias parálogas puede resultar en reordenamientos, incluidas las duplicaciones en tándem. Tales eventos de recombinación no necesitan causar reordenamientos, pero también pueden resultar en la transferencia no recíproca de secuencia de un parálogo al otro, un proceso conocido como conversión de genes. La conversión de genes homogeneiza las secuencias parálogo, retardando su divergencia y, en consecuencia, oscureciendo su antigüedad. Esto conduce a la observación de una "evolución concertada" en la que los duplicados dentro de una especie pueden ser muy similares y, sin embargo, seguir divergiendo entre las especies (Figura 3). Una vez que los duplicados de genes han divergido lo suficiente como para que difieran en su funcionalidad (o no funcionalidad), los eventos de conversión de genes pueden volverse perjudiciales, por ejemplo, al introducir mutaciones disruptivas de un pseudogen en su duplicado funcional. Una proporción sustancial de los alelos de la enfermedad de Gaucher resulta de la introducción de mutaciones en el gen de la glucocerebrosidasa a partir de un pseudogén repetido en tándem (Tayebi et al. 2003). Este tipo de interacciones recombinantes solo ocurren entre parálogos que son mínimamente divergentes. Por lo tanto, mientras que las interacciones selectivas y la superposición funcional entre duplicados disminuye relativamente lentamente durante el tiempo evolutivo, el potencial de interacciones recombinantes entre parálogos es relativamente de corta duración.

Los diferentes eventos de conversión de genes homogeneizan genes duplicados mínimamente divergentes en cada especie hija (A y B), con el resultado de que mientras los parálogos son muy similares, los ortólogos divergen con el tiempo.

Para algunos genes, la duplicación confiere una ventaja selectiva inmediata al facilitar una expresión elevada, o como dijo Ohno, "la duplicación con el fin de producir más de lo mismo". Este ha sido claramente el caso de las histonas y los genes de ARN ribosómico. En este escenario, la conversión de genes es un beneficio potencial para mantener la homogeneidad entre copias. Ciertamente, tanto los genes de histonas como los de ADNr se encuentran comúnmente en matrices de duplicados: estructuras que facilitan la homogeneización de matrices tanto por conversión de genes como por cruces desiguales repetidos.

Los mecanismos de duplicación segmentaria son ajenos a dónde comienzan y terminan los genes, por lo que además son capaces de duplicar partes de genes o varios genes contiguos. La duplicación intragénica de exones individuales o elementos potenciadores también presenta nuevas oportunidades para la evolución de nuevas funciones o una mayor complejidad reguladora.


El papel de la selección natural

Una característica teóricamente atractiva de su modelo de subfuncionalización, como señalaron Lynch y colegas (12), es que puede ocurrir sin la necesidad de una selección darwiniana positiva, que se cree que es relativamente rara a nivel molecular (1). En el escenario simple ilustrado en la Fig. 1, una mutación que elimina la función A en el gen 1 podría quedar fijada en una población por deriva genética. Una vez que esto sucede, la selección natural conservadora o purificadora actuará contra cualquier mutación que elimine la función A del gen 2. Por el contrario, una pérdida de la función B en el gen 2 puede fijarse por deriva siempre que el gen 1 conserve la función B. La fijación de estas mutaciones de pérdida de función se facilitará si el tamaño efectivo de la población no es muy grande.

Por otro lado, algunos de los ejemplos mejor documentados de selección darwiniana positiva a nivel molecular implican la diversificación funcional entre miembros de familias multigénicas, por ejemplo, genes de la región V de Ig (13) y defensinas (14). A menudo puede ser tan cierto para las moléculas como para los seres humanos que "un idiota de todos los oficios no es dueño de ninguno". En tales casos, la selección positiva puede en realidad favorecer la pérdida de una función en una molécula bifuncional si un gen duplicado es capaz de tomar el relevo. En nuestro escenario simple, si el gen 1 pierde la función A, puede ser más capaz de realizar la función B, mientras que si el gen 2 pierde la función B, puede ser más capaz de realizar la función A. Podríamos llamar a esto el "efecto Babe Ruth". Como saben los fanáticos del béisbol, Ruth fue un gran lanzador al principio de su carrera (1915-1917) y un gran jardinero y bateador más tarde (1919-1934). El año de transición, 1918, cuando Ruth jugó en ambas posiciones para los Medias Rojas de Boston, fue mediocre, al menos para los estándares de Ruth.

En el caso de las endonucleasas de ARNt de arqueas, no hay evidencia directa de si la deriva sola dio lugar a una subfuncionalización o si la selección positiva jugó un papel. Estos eventos ocurrieron en el pasado distante, por lo tanto, la señal más convincente de selección positiva, una tasa acelerada de sustitución de nucleótidos no sinónima (10), no se puede obtener, quedando oscurecida por numerosos cambios neutrales posteriores. Sin embargo, el hecho de que la subfuncionalización se haya producido dos veces de forma independiente y por diferentes vías en la misma familia de genes sugiere que la selección positiva puede haber estado involucrada. Quizás, en los ambientes de alta temperatura ocupados por estas especies de arqueas, hay algo menos que óptimo sobre el tipo homotetramérico de tRNA endonucleasa, donde el mismo polipéptido cumple una doble función como subunidad catalítica y espaciador.


Evolución después de la duplicación de genes: modelos, mecanismos, secuencias, sistemas y organismos

Se postula que la duplicación de genes ha jugado un papel importante en la evolución de la novedad biológica. Aquí, la duplicación de genes se examina en todos los niveles de organización biológica en un intento de crear una imagen unificada del proceso mecanicista por el cual la duplicación de genes puede haber jugado un papel en la generación de biodiversidad. Se ha propuesto la neofuncionalización y subfuncionalización como procesos importantes que impulsan la retención de genes duplicados. Estos modelos tienen bases en la teoría genética de poblaciones, que ahora se está refinando mediante la consideración explícita de las limitaciones estructurales impuestas a los genes que codifican proteínas a través de la química física. Además, estos modelos pueden examinarse en el contexto de la genómica comparativa, donde una integración de la evolución a nivel de gen y la evolución a nivel de especie permite una evaluación de la frecuencia de duplicación y el destino de genes duplicados. Este proceso, por supuesto, depende del papel bioquímico que desempeñan los genes duplicados en los sistemas biológicos, que a su vez depende del mecanismo de duplicación: duplicación del genoma completo que implica una co-duplicación de socios que interactúan frente a la duplicación de un solo gen. Por último, se examina el papel que estos procesos pueden haber desempeñado en el impulso de la especiación. J. Exp. Zool. (Mol. Dev. Evol.) 306B, 2006. © 2006 Wiley-Liss, Inc.


El material complementario electrónico está disponible en línea en https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4566431.

Publicado por la Royal Society bajo los términos de la licencia de atribución Creative Commons http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, que permite el uso sin restricciones, siempre que se acredite el autor y la fuente originales.

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Not “Evolution in Action”

What is clearly not shown in the article is evidence for molecules-to-man evolution. Instead, we observe just how powerless duplication and mutation really are for adding new information that leads to the gain of new functions. However, the authors of the article seem to think otherwise. Carroll states, “They [GAL1 and GAL3 in S. cerevisiae] became optimally connected in that job [their role in the galactose use pathway]. They’re working in cahoots, but together they are better at the job the ancestral gene held. Natural selection has taken one gene with two functions and sculpted an assembly line with two specialized genes.”2 The Naturaleza article also states, “After whole-genome duplication, S. cerevisiae GAL1 and GAL3 were integrated into a more complex and, in some ways, more optimal genetic pathway.”1

These statements are a clear example of prejudicial conjecture on the part of the scientists and not based on fact. The terms optimal, mejor, y more complex are based solely on their conjecture or assumption that the more “advanced” S. cerevisiae evolved from the more “primitive” yeast K. lactis 100 million years ago. The preferred evolutionary scenario would seem to be just the opposite: S. cerevisiae would be the ancestor, since it requires two genes for the same job that K. lactis manages to do with just one gene.

Carroll states, “We retraced the steps of evolution.”2 “Retraced”? What they did was concoct an evolutionary scenario with which to interpret the data in order to get an evolutionary conclusion! Evolution infers a gain of new information and new functions. All of the mutations they think have occurred in the GAL1 and GAL3 genes in S. cerevisiae are loss of information and/or function mutations when compared to the GAL1 gene in K. lactis. They involve the loss of binding sites for proteins, the loss of enzymatic activity, and the loss of orientation of the binding sites. So, no new information, no new functions, and yeast are still yeast!

Carroll also states, “When compounded over time, these very small changes [that have led to the formation of GAL1 and GAL3 in S. cerevisiae] make one group of organisms successful and they out-compete others.”2 Within a creationist framework it is possible that K. lactis y S. cerevisiae are members of the same kind of yeast and that alterations (including duplications and mutations) occurred in the past leading to the formation of S. cerevisiae de K. lactis or vice versa. Ambos K. lactis y S. cerevisiae exist today so, it may be that certain environmental conditions have led to their formation from each other.

The evidence seems to fit the creationist orchard model of variation within a kind while not supporting the evolutionary tree of life model of evolution from one kind to another. It is also possible that S. cerevisiae y K. lactis are representatives of different created kinds of yeast and that the genetic differences in GAL1 and GAL3 are merely part of the original created genetic diversity. Once again we are presented with evidence of God’s amazing design and provision in a post-Fall world for even some of the smallest members of His creation .


Ver el vídeo: EVOLUCIÓN POR DUPLICACIÓN DE GENES (Noviembre 2022).