Mecanismo epigenético de la evolución
La epigenética explica cómo los organismos pueden modificar sus rasgos sin alterar la estructura primaria del ADN. Las herramientas principales de este proceso son la metilación del ADN y la modificación de histonas (proteínas alrededor de las cuales se enrolla el ADN).
Estos cambios moleculares regulan la expresión génica al «encender» o «apagar» los genes. Es importante destacar que estas configuraciones surgen como respuesta a los factores ambientales. A veces, las marcas epigenéticas pueden transmitirse a varias generaciones sucesivas. Esto genera variabilidad fenotípica, que sirve como material para la selección natural. En la biología evolutiva, estos procesos se relacionan con el efecto Baldwin y la asimilación genética, donde las adaptaciones adquiridas se fijan con el tiempo en el genoma.
Morfosis: influencia del medio extremo
Durante el desarrollo individual (ontogenia), existen periodos críticos en los que el organismo es especialmente vulnerable. Si durante este tiempo actúan sobre él factores ambientales extremos (por ejemplo, agentes químicos o radiación X), pueden aparecer morfosis.
Las morfosis son cambios fenotípicos no hereditarios (modificaciones). Externamente pueden ser muy similares a las mutaciones, por lo que a menudo se les denomina fenocopias. La diferencia radica en que, en la morfosis, el aparato genético permanece inalterado; solo cambia la expresión de la información genética en condiciones específicas.
Herencia de las morfosis
Regla clave: las morfosis en sí no se heredan. Si un organismo desarrolla una morfosis bajo la influencia de la radiación, su descendencia no nacerá con este rasgo (siempre que no haya sido irradiada).
Solo se transmite por herencia la norma de reacción, es decir, la capacidad genéticamente determinada del organismo para responder a los cambios ambientales de una manera específica. Es decir, se transmiten los límites dentro de los cuales puede cambiar el fenotipo bajo la presión de factores externos.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué enzimas específicas llevan a cabo el proceso de metilación del ADN durante la ontogenia?
El proceso de metilación del ADN es llevado a cabo por las enzimas ADN-metiltransferasas. Estas añaden grupos metilo a regiones específicas del ADN, por lo general en la citosina seguida de una guanina (pares CpG). A los nucleótidos metilados se unen proteínas específicas MeCPs, que reclutan complejos represores hacia las regiones promotoras. Como resultado, se produce la represión de la expresión génica sin alterar su secuencia.
¿Qué factores ambientales extremos son capaces de causar morfosis?
Las morfosis pueden ser causadas por factores ambientales extremos como la irradiación con rayos X y agentes químicos. Estas acciones estresantes provocan modificaciones en el organismo si actúan durante los periodos críticos de la ontogenia. Los cambios fenotípicos no hereditarios resultantes no se transmiten a las generaciones posteriores (solo se hereda la norma de reacción), y los nuevos rasgos a menudo imitan a las mutaciones, constituyendo fenocopias.
¿En qué periodos críticos específicos de la ontogenia es el organismo más vulnerable a la aparición de morfosis?
El organismo es más vulnerable a la acción de factores ambientales extremos durante el periodo de embriogénesis (semanas 1-8), que es el momento de la organogénesis. En el desarrollo intrauterino se distinguen los siguientes periodos de máxima sensibilidad:
- Primer periodo crítico: el final de la 1.ª semana y toda la 2.ª semana de gestación.
- Segundo periodo crítico: semanas 3-6 de gestación (etapa de diferenciación orgánica activa).
- Periodo de placentación.
Es precisamente en estos plazos cuando el embrión en formación es susceptible al desarrollo de cambios y anomalías no hereditarias.
¿En qué consisten el efecto Baldwin y el mecanismo de asimilación genética?
El efecto Baldwin consiste en la fijación de adaptaciones gracias a una modificación en la presión de selección, lo cual puede ocurrir como consecuencia de un cambio conductual inicial. La asimilación genética es el proceso mediante el cual una morfosis adaptativa inicialmente no hereditaria adquiere una base hereditaria. El mecanismo incluye las siguientes características:
- Poligenia: los cambios genéticos afectan a múltiples loci y pueden involucrar a cualquier cromosoma.
- Transformación del rasgo: la fenocopia original se convierte en una genocopia.
Como resultado, el rasgo asimilado se manifiesta en la ontogenia independientemente de las condiciones externas.
Preguntas de clases y exámenes
¿Cambia el ADN durante los procesos epigenéticos?
No, la secuencia primaria de nucleótidos en el ADN permanece inalterada. Solo cambia la actividad (expresión) de los genes debido a marcas químicas.
¿Se heredan las morfosis en la descendencia?
No, las morfosis son una forma de variabilidad modificativa y no se heredan. Solo se hereda la norma de reacción del organismo frente al medio.
¿Qué es una fenocopia?
Es un cambio fenotípico no hereditario (morfosis) que imita externamente de forma exacta la manifestación de una determinada mutación genética.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de metilación del ADN
- Tipos de modificaciones de histonas
- El efecto Baldwin en la evolución
- El concepto de asimilación genética
- Periodos críticos de la ontogenia
Estudia el tema completo en el curso de «Biología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre el tema «Epigenética y ontogenia» y otras 3793 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 130 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «Epigenética y evolución»
Videotutoriales gratuitos: biologíaLecciones cortas con resúmenes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.