Descomposición del genoma humano

En cada reproducción no es posible hacerlo sin cometer múltiples errores de copia del genoma en cada generación, como resultado, nuestros genomas están decayendo hacia la extinción inevitable sólo por los errores de copia, la estimación de tiempo para que suceda no llega ni al millón de años.

Estas descomposiciones del genoma sólo representan el 0,1% de la carga total de mutaciones, por lo que el 99,9% de esa carga debe proceder de otras causas.

Cuando el deterioro de la fidelidad de copia se proyecta hacia atrás en el tiempo, alcanza la perfección alrededor del 4.000 AC y cuando se proyecta hacia delante, la extinción sólo por errores de copia se produce en miles, no millones, de años. 

Los modelos naturalistas de decaimiento de la fidelidad de copia no pueden explicar los datos porque colapsan rápidamente en una «catástrofe de error».

En su libro Genetic Entropy & the Mystery of the Genome (La entropía genética y el misterio del genoma), el genetista John Sanford demuestra claramente que los genomas humanos se descomponen a un ritmo imparable, un principio que él denomina «entropía genética ». 

La inmensa mayoría de las mutaciones sólo son ligeramente deletéreas, o no tienen ningún efecto detectable, por lo que se transmiten de una generación a otra y se acumulan continuamente. Sanford incluye un modelo de cálculo que predice que nuestra especie se extinguirá en unas 300 generaciones (6.000 años, con un tiempo de generación de 20 años). 

Los tiempos estimados oscilaban entre 1.000 y 1.500.000 años, con una posible media de 30.000 años.

Un avance mucho más importante se produjo con la publicación del potente programa de simulación informática Mendel’s Accountant, de Sanford y sus colegas.

Este programa permite un mayor refinamiento en la predicción del destino de las mutaciones en las poblaciones y los resultados concuerdan con el trabajo anterior de Sanford. 

No parece haber modelos evolutivos (realistas) en la literatura científica que contradigan estos resultados. 

Esta evidencia aplastante contradice claramente las expectativas evolutivas y nos muestra la real datación del ser humano.

Copia del ADN

Algo para resolver este problema de la degeneración del genoma fue brindarles a las células de múltiples mecanismos de mantenimiento y reparación del ADN, es decir en principio el genoma humano era perfecto, para llegar a esa perfección no podría dejar de serlo por medio del mismo ‘proceso natural’ que lo hizo llegar hasta allí, porque solo hace miles de años es que el ser humano estaba en ese estado, quiere decir que solo alguien pudo provocar el deterioro del genoma y al mismo tiempo la reparación que de algún modo hace que este efecto no sea tan grave en ciertas circunstancias. 

Ello garantiza una vida relativamente sana en la generación actual y la posibilidad de una descendencia viable para muchas generaciones futuras.

De no haber existido estos mecanismos, la vida se habría extinguido rápidamente debido a la multiplicación de errores, una condición denominada «catástrofe de errores», la reparación del ADN en si misma es demasiado complicada para que haya surgido de procesos de azar. 

El término técnico para mantener la calidad del genoma durante la reproducción es «fidelidad de copia del ADN» y los sistemas enzimáticos que realizan la copia se denominan «ADN polimerasas».

Los mecanismos de mantenimiento de la fidelidad de copia incluyen la corrección de errores, numerosos sistemas de corrección de errores y los puntos de control de acumulación de errores.

Según Thomas Kunkel, especialista en este campo:

“La fidelidad de la copia del ADN es un área importante de la investigación científica… porque el equilibrio entre la síntesis correcta e incorrecta del ADN es relevante para gran parte de la biología. La síntesis de ADN de alta fidelidad es beneficiosa para mantener la información genética a lo largo de muchas generaciones y para evitar mutaciones que pueden iniciar y promover enfermedades humanas… La síntesis de ADN de baja fidelidad es beneficiosa para la evolución de las especies, para generar diversidad que conduce a una mayor supervivencia de virus y microbios al ser sometidos a entornos cambiantes, y para el desarrollo de un sistema inmunitario normal. Lo que no fue apreciado [por los pioneros en este campo]… fue la gran cantidad y la asombrosa diversidad de transacciones que involucran la síntesis de ADN necesarias para replicar fielmente los genomas y mantenerlos estables frente a los desafíos constantes del metabolismo celular y el entorno externo.”

Las células también parecen tener la capacidad de combinar diversos sistemas de reparación de copias de diferentes maneras para lograr, de forma cooperativa, una fidelidad mayor que la que cualquier sistema puede lograr individualmente. 

La fidelidad de copia varía según los diferentes sistemas de copia de ADN utilizados, los distintos tipos de errores involucrados y las distintas etapas del ciclo de vida celular. Las tasas de error parecen variar en casi todas las posibilidades, desde 1 por nucleótido copiado hasta aproximadamente 1 por cada 10-100 millones de nucleótidos, dependiendo del sistema de reparación de copias. 

Las células también parecen tener la capacidad de combinar diversos sistemas de reparación de copias de diferentes maneras para lograr, de forma cooperativa, una fidelidad mayor que la que cualquier sistema puede lograr individualmente.

En general, parece imposible que nuestras células copien los 3000 millones de nucleótidos de nuestro genoma sin errores.

Un estudio reciente de ADN autocigoto en genomas completos de cinco tríos de progenitores-descendientes huteritas genealógicamente bien definidos arrojó una tasa de mutación de un solo nucleótido de 1,2 por cada cien millones de pares de bases por generación. 

En un genoma de 3000 millones de pares de bases, esto equivale a 36 cambios de un solo nucleótido por persona por generación. 

Esta cifra es menor que las tasas medidas previamente pero será suficiente para los fines actuales. 

Las tasas de mutación deben haber variado considerablemente en el pasado, ya que un estudio reciente de genes codificadores de proteínas mostró que alrededor del 86 % de los SNP deletéreos se han acumulado en las últimas 200 generaciones.

El origen de la vida
En los aproximadamente 6000 años transcurridos desde la creación, los seres humanos han pasado por aproximadamente 250 generaciones. 

Por lo tanto, nuestra población humana actual ha pasado por aproximadamente 23 × 250 = 5750 generaciones de células germinales en la línea materna desde la creación. Según los hallazgos del Proyecto de los 1000 Genomas, cada uno de nosotros ha acumulado un promedio de 3,6 millones de SNP en ese tiempo.

Algunos de estos se habrían incorporado a nuestros progenitores originales (Adán y Eva) para proporcionar un conjunto de variación potencialmente útil que las generaciones posteriores podrían aprovechar. 

Un ejemplo reciente es el descubrimiento de que un solo cambio de nucleótido en los tibetanos étnicos (en comparación con los chinos han) les ha permitido lidiar con los niveles crónicamente bajos de oxígeno que se producen en la alta meseta tibetana. 

En el reciente estudio de genes codificadores de proteínas mencionado anteriormente, el 86% de los SNP deletéreos que se acumularon en las últimas 200 generaciones ascenderían a aproximadamente 3 millones si se aplicaran a esta cifra promedio del genoma (3,6 millones x 0,86 = 3 millones). 

Se han secuenciado varios genomas humanos antiguos y el que tiene la menor cantidad de SNP (es decir, nuestra estimación más cercana de la variación incorporada) con alrededor de 450.000 pertenecía a un paleoesquimal.

Por lo tanto, parece razonable asumir que algo así como 3 millones de nuestros SNP se han acumulado desde la creación.

Con nuestros genomas de 3 mil millones de nucleótidos que llevan 3 millones de SNP, una medida del estado actual de nuestra salud genómica es que cada uno de nosotros lleva aproximadamente 1 error por cada mil nucleótidos.