La paradoja de Eigen


Una definición clásica de gen es entenderlo como la unidad mínima de información biológica. Un gen es una instrucción para hacer algo, habitualmente para codificar una proteína o hacer que otro gen se exprese. Si tenemos genes como unidades discretas podemos cuantificar la información de todo el genoma de un individuo en bits. Eso es lo que hizo el bioquímico alemán Manfred Eigen, llegando a una interesante observación. Sabemos que la evolución funciona cuando hay errores en la réplica de las cadenas de ADN. Normalmente cualquier error tiene consecuencias fatales para el individuo como lo tendría un fallo en las instrucciones de una cadena de montaje para fabricar un coche, pero hay fallos más graves que otros. Un automóvil puede funcionar con una tuerca menos o sin espejo retrovisor mientras que un fallo en un cilindro será letal. Eigen mostró una relación entre el número de genes de un individuo y la tasa de error en la réplica necesaria para que el individuo o su linaje acaben por extinguirse, es decir, para llegar a lo que Eigen llama catástrofe de errores.
La relación dice que cuanto mayor sea el número de genes que tiene un organismo menor será la tasa de error necesaria para llegar a la catástrofe de errores. Así, los seres humanos, con un largo genoma, soportamos menos errores que individuos mucho más sencillos como las bacterias, que pueden soportar genomas muy dañados. Si hablamos en términos metaevolutivos, eso permite a los organismos más simples evolucionar más rápido que los más complejos. Más cuando los seres complejos hemos desarrollado un montón de dispositivos para corregir los errores de copias. La tasa de mutación de una bacteria es de un error por cada millón mientras que la del humano es de uno por cada mil millones, es decir, mil veces menor. Esto explica lo resistente que es la gripe a nuestras vacunas y por qué los seres humanos llevamos siendo casi iguales desde el Paleolítico.
Pero esta regla lleva a una insondable paradoja.  Si nos vamos a la primeros organismos capaces de replicación en los albores de la vida, debían tener genomas muy cortos para evitar la catástrofe de errores ya que no dispondrían de ningún mecanismo para evitar fallos de réplica, pero lo suficientemente largos para contener la información necesaria para replicarse… y según Eigen hace falta un genoma bastante complejo para que contenga las instrucciones mínimas que permitan una copia…
Entonces, ¿qué fue antes? ¿Un genoma complejo que se replica o un genoma corto y protegido de la catástrofe de errores? Ambas posibilidades son excluyentes. ¿Quién dijo que el problema del origen de la vida estaba solucionado?

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