¿Las células vivas en las primeras etapas de la vida ya contienen todos los elementos necesarios para producir hueso, cabello y ojos en los humanos?

No. Mira las bacterias. ¿Tienen genes que podrían producir cabello, huesos y ojos? No.

Todas las especies tienen ADN como material hereditario. Lo que a menudo se desconoce es que algunas mutaciones aumentan la cantidad de ADN en un organismo. Una molécula de ADN es un “cromosoma”. Los genes son secuencias de bases dentro de la molécula de ADN. Algunas veces un gen puede ser duplicado. Eso es más ADN. A veces, un cromosoma completo puede duplicarse. A veces, parte de un cromosoma se duplica y luego se une a un cromosoma diferente (translocación). La rata visach es una especie en la que cada cromosoma, pero el cromosoma sexual se ha duplicado. Dosis doble de ADN Science 285: 195, 2 de julio de 1999.

Durante los 3.8 billones de años de evolución, se agregaron ADN y nuevos genes.

Sin embargo, la secuencia de bases en un gen puede cambiar y ese gen ahora puede hacer cosas diferentes. Un ejemplo es el gen FOXP2. Todos los mamíferos tienen FOXP2. Una de sus funciones es el desarrollo de los músculos que controlan las cuerdas vocales. Los humanos tienen una mutación de FOXP2 que altera esos músculos permitiendo un control mucho más fino de los sonidos y el habla. Sin esa variante de FOXP2, los humanos no podrían hablar. De hecho, el gen se descubrió al estudiar a una familia que había mutado a la forma original y los miembros de esta familia no pueden producir el habla humana: http://www.nature.com/nature/jou…

Las diferentes formas de genes se llaman “alelos”. A menudo decimos “gen” cuando en realidad queremos decir “alelo”. Las diferentes especies tendrán diferentes alelos del mismo gen. Por ejemplo, el gen citocromo c es común a todos los eucariotas, pero casi todas las especies tienen su propio alelo de citocromo c.

Los genes que controlan el desarrollo pueden tener grandes efectos en la forma de un animal. En algunos casos, el tiempo que se expresa un gen particular hace la diferencia. Por “expresado” me refiero a que se transcribe al ARN mensajero y luego se traduce a una proteína. No todos los genes están activados todo el tiempo. En desarrollo, los genes se encienden por un tiempo y luego se apagan nuevamente. Por ejemplo, encender un receptor para un gen en particular durante el desarrollo – BMPR (receptor de BMP) – ¡puede convertir las escamas en plumas! Zou H, Niswander L, Requisito de señalización de BMP en apoptosis interdigital y formación de incrustaciones. Science 1996 3 de mayo; 272 (5262): 738-41 El gen siempre está presente, lo que cambia es cuánto tiempo se expresa el gen.

Los genes son activados y desactivados por proteínas llamadas “factores de transcripción”. Entonces, en este caso, el alelo diferente está en el gen del factor de transcripción. El alelo hace que el factor de transcripción se una al ADN durante más tiempo, aumentando así la cantidad de tiempo que se expresa el gen del receptor de BMP.

El caparazón de tortuga es otro ejemplo del cambio de los genes del desarrollo y el patrón de expresión de los genes del desarrollo. De nuevo, los genes de desarrollo están presentes en otros vertebrados. Pero las tortugas tienen una forma diferente (alelo) de los genes. Evolución del caparazón de la tortuga, cómo la tortuga forma su caparazón: una hipótesis paracrina de la formación del caparazón, El desarrollo y la evolución del plan del cuerpo de la tortuga: Inferir aspectos intrínsecos del proceso evolutivo de la embriología experimental