¿Por qué los organismos unicelulares son más propensos a la mutación que los organismos multicelulares?

Las otras respuestas a esta pregunta han establecido que los organismos unicelulares no son más propensos a la mutación. En un nivel, esto es cierto. El simple hecho de ser unicelular no hace que una célula tenga más probabilidades de mutar que una célula en un organismo multicelular. Sin embargo, hay una advertencia sobre esto. Tus células mutan constantemente Cada vez que una célula se divide, la línea celular acumula aproximadamente dos mutaciones. Esto está compensado por dos factores principales. 1) el tamaño de tu genoma En el contexto de su gran genoma de 3.000 millones de pares de bases, 2 mutaciones no equivalen a nada, por lo que estas mutaciones son silenciosas la mayor parte del tiempo. 2) La cantidad de celdas que tienes. Si una de tus células muta, generalmente no importa mucho. Tienes miles de millones de otras células que pueden tomar su lugar. Si la mutación lo altera demasiado, su sistema inmune lo comerá o le dirá que se matará y, en general, el organismo se mantendrá sin cambios. Una mutación en la célula por lo general no se traduce en una mutación en el organismo a menos que esa mutación ocurra en un espermatozoide o en un óvulo.

Ahora, ¿qué pasa con los organismos unicelulares? Bueno, por un lado, generalmente (no siempre) tienen genomas más pequeños, por lo que las mutaciones individuales tienen más probabilidades de tener un impacto. También solo consisten en una célula, lo que significa que cada mutación que afecta a la célula afecta al organismo. Un organismo unicelular no puede arrojar una célula mutada y seguir funcionando como si nada sucediera. Esa célula es el organismo. Por estas dos razones, si bien las células de su cuerpo y la célula que compone un paramecio pueden mutar a tasas similares, es más probable que el paramecio muestre esa mutación que usted.

Entonces, al comienzo de la respuesta, dije que la afirmación de que los organismos unicelulares tienen tasas de mutación similares a los organismos multicelulares es verdadera “en algún nivel”. Pero, ¿qué pasa con los niveles donde no es verdad? Bueno, la verdad es que la gran mayoría de los organismos unicelulares, la variedad no eucariota, en realidad sí tienen mayores tasas de mutación. ¿Por qué es esto?

Bueno, hay un par de razones. El primero es que los procariotas no tienen muchos de los mecanismos de protección que los eucariotes tienen para prevenir la mutación. Su ADN no está protegido por un núcleo y capas de cromatina. Carecen de gran parte de nuestra maquinaria de reparación post-transcripcional. Su maquinaria de reparación de ADN no es tan buena como la nuestra. etc. Por esta razón, las mutaciones en realidad ocurren más a menudo en las bacterias porque es menos probable que las bacterias las atrapen de lo que lo es un eucariota. Combine esto con sus genomas bacterianos diminutos y tasas de replicación rápidas y tiene una receta para muchas y muchas mutaciones.

La segunda razón es que las bacterias intercambian genes entre sí. Esto se conoce como transferencia lateral y es el equivalente bacteriano del sexo. A las bacterias a menudo se les enseña a ser “asexuales”, pero la verdad es que simplemente se involucran en un tipo diferente de sexo. En lugar de mezclar ADN con otro individuo para transferirlo verticalmente, de padres a hijos, transfieren sus genes lateralmente, de individuo a individuo. El equivalente a esto en humanos sería si te enganchas con una pelirroja y te despiertas a la mañana siguiente con el pelo rojo. Esto aumenta enormemente la tasa de evolución en bacterias, especialmente dado que los genes pueden transferirse a menudo de una bacteria a otra incluso a través de líneas de especies.

Aunque los virus técnicamente no se consideran vivos, también se mencionan, ya que tienen las tasas de mutación más altas de cualquier molécula autorreplicante (dudo en decir organismo ya que … bueno, técnicamente no son organismos). Los virus tienen tasas de mutación tan altas por muchas de las mismas razones que las bacterias, genomas pequeños, replicación rápida, falta de mecanismos de reparación para su material genético y, lo creas o no, sexo viral. Muchos virus están segmentados, lo que significa que sus genomas se dividen en segmentos que, si dos virus diferentes infectan a la misma célula, pueden mezclarse y combinarse para producir nuevos virus con los rasgos combinados de sus “padres”.

Entonces, en conclusión, no todos los organismos unicelulares tienen tasas de mutación aumentadas, sin embargo, a menudo son más propensos a producir cambios fenotípicos que los organismos multicelulares cuando ocurren mutaciones. Muchos organismos unicelulares tienen un aumento en las tasas de mutación, y todo se reduce a cómo reparan su ADN y cómo mantienen la diversidad genética. Como todo lo demás en biología, la diferencia en las tasas de mutación entre organismos multicelulares y unicelulares se reduce a dos cosas, la supervivencia y el sexo.