¿La homología proporciona evidencia del naturalismo evolutivo?

ANALIZANDO EL CROMOSOMA 2

Un argumento importante para la evolución humana a partir de un ancestro común compartido con los grandes simios, particularmente los chimpancés, es el "modelo de fusión del cromosoma 2". Este argumento fantasioso de los atheus y evo-ilusionistas es tratado superficialmente y sin hacer un estudio exacto y consecuente, simplemente ven lo superficial y salen a gritar a los cuatro vientos su mentira darwinista, es por eso que me tomare la molestia de hacer dos post para profundizar este mito darwinista del Cromosoma 2.

Este modelo molecular involucra la fusión hipotética de dos pequeños cromosomas acrocéntricos tipo chimpancé (2A y 2B) en algún punto antiguo del linaje evolutivo humano. Nuestro análisis de los datos genómicos disponibles muestra que las características de secuencia que abarcan el supuesto sitio de fusión del cromosoma 2 son demasiado ambiguas para inferir con precisión un evento de fusión. Los datos en realidad sugieren que la región del núcleo ~ 800 bp que contiene el sitio de fusión no es una única fusión críptica y degenerada cabeza a cabeza de los telómeros, sino un motivo distinto que se representa en todo el genoma humano sin homólogo ortólogo en el genoma del chimpancé en el cromosoma 2A o 2B. La evidencia de la secuencia de ADN para un supuesto sitio del centrómero críptico inactivado en el cromosoma 2, supuestamente compuesto de repeticiones alfoides centroméricas, es aún más ambigua e insostenible que el caso de un sitio de fusión. Las secuencias alfoides en esta región son bastante variables y no se agrupan con secuencias centroméricas humanas funcionales conocidas. Además, no existe ningún ortólogo para un centrómero críptico homólogo a la secuencia alfoide en el cromosoma 2 humano en los cromosomas 2A y 2B de los chimpancés.

Uno de los argumentos más citados basados en el ADN para la evolución humana es la fusión hipotética cara a cara de dos pequeños cromosomas similares a los simios para formar el cromosoma humano 2. Los cromosomas correspondientes supuestamente representados en los grandes simios son 2A y 2B en el genoma de chimpancé. La mayoría de las investigaciones que sustentan este modelo utilizaron métodos indirectos de análisis de ADN. Estos datos se obtuvieron a partir de la hibridación de la sonda de ADN, bandas cromosómicas (tinción) y técnicas de secuenciación de ADN limitadas que estaban disponibles antes de la llegada de la tecnología de secuenciación de ADN de alto rendimiento.

Las técnicas de tinción e hibridación cromosómicas no proporcionan información detallada sobre la secuencia de ADN, sino que indican supuestas áreas de homología. La tinción cromosómica utilizada para obtener marcadores de bandas visibles produce información relacionada con el contenido de base de GC, el contenido repetido, la densidad de isla CpG y el grado de condensación en áreas grandes en lugar de la homología de secuencia específica. 3 , 4La hibridación con sonda (ADN) es un método más directo y preciso para detectar la homología del ADN, pero está sujeta a la variabilidad del protocolo de laboratorio y no proporciona secuencias de ADN reales. Los primeros proyectos de secuenciación de ADN se limitaron en gran parte a pequeñas regiones aisladas de genomas eucariotas, un escenario que cambió con la introducción de la clonación de ADN de inserción grande (cromosomas artificiales bacterianos, BAC) y las estrategias de mapeo físico basadas en el cóntigo de BAC. (https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3ntigo)

El advenimiento de la secuenciación de ADN de alto rendimiento y las tecnologías que lo acompañan ha reemplazado en gran medida a estas tecnologías anteriores para la comparación de cromosomas y genomas. El primer borrador de trabajo del genoma humano generado en los sectores público y privado estuvo disponible en 2001 y un borrador más completo de la secuencia del genoma humano público estuvo disponible en 2003. (https://www.nature.com/articles/35057062) El proyecto del genoma del chimpancé también recibió fondos, y la cobertura duplicada de secuencia se publicó en 2005. Se completó otra cobertura de 1,5 veces después de esto, junto con la construcción de un mapa físico basado en cóntigo de BAC para chimpancé.

Mientras que el modelo de fusión del cromosoma 2 se ha discutido rutinariamente en las revisiones de la evolución humana, se han recibido muy pocos datos genómicos de apoyo nuevos, aunque fácilmente disponibles para el análisis. Con el propósito de propagar el dogma que rodea la evolución humana, varios autores científicos han publicado recientemente libros de ciencia de nivel principiante promoviendo el modelo hipotético del cromosoma 2. Los supuestos datos fácticos se usan rutinariamente como uno de los principales argumentos para la evolución humana a partir de un ancestro común compartido con simios.

El modelo general involucra la fusión hipotética de dos cromosomas precursores pequeños, acrocéntricos, semejantes a simios, que se cree que se fusionaron de extremo a extremo, formando el único cromosoma 2 grande humano. Desde una perspectiva de secuencia de ADN, se afirma que el cromosoma 2 humano contiene dos regiones clave en su paisaje. Se cree que la primera región de interés representa la fusión real de los telómeros cabeza con cabeza. Los telómeros son motivos de repetición de ADN de extremo terminal (TTAGGG) ubicados en los extremos de los cromosomas lineales de mamíferos, recientemente revisados por Tomkins y Bergman. La segunda región clave supuestamente representa un centrómero críptico no funcional que se inactivó después del evento de fusión. Para cada cromosoma, se requiere un centrómero funcional único para una estabilidad y función adecuadas, ya que una situación de doble centrómero creada por dicha fusión causaría inestabilidad y destrucción celular. Aunque no existen mecanismos bien definidos para inactivar los centrómeros humanos, se cree que uno de los dos centrómeros resultantes se silenció de algún modo como resultado de la fusión. Se cree que la fusión del cromosoma 2 explica el hecho de que los humanos solo tienen 46 (2N) cromosomas y los grandes simios, incluido el chimpancé, tienen 48 (2N). Los humanos modernos supuestamente evolucionaron a partir de un ancestro común compartido con un genoma diploide de 48 cromosomas, que requieren un evento de fusión.

EXAMINANDO LA EVIDENCIA GENÓMICA PARA LA FUSIÓN

De las dos regiones genómicas que se afirma que apoyan el modelo de fusión, la evidencia primaria es el supuesto sitio de fusión. Este sitio está ubicado en una región cercana al centrómero funcional presente en el brazo largo del cromosoma humano 2. Esta área particular que contiene la "región de fusión" a menudo se denomina 2qfus o 2chr2fus y ocupa el área genómica entre 2q13 y 2q14.1. Los dos pequeños cromosomas de chimpancé que supuestamente contribuyeron al evento de fusión se identifican actualmente como 2A y 2B.

La región 2qfus humana se ha secuenciado y anotado para repeticiones teloméricas, una variedad de genes funcionales importantes, pseudo-genes procesados y diversos marcos de lectura abiertos (ORF). Se construyó un paisaje genómico anotado bastante detallado y completo de 614 kb (614,000 bases) que abarca el sitio de fusión y fue publicado por un laboratorio en varios informes relacionados poco después del primer borrador inicial del proyecto del genoma humano. El sustrato primario para el esfuerzo se basó en la secuencia ensamblada a partir de cinco clones de ADN de inserción grande superpuestos (cromosomas artificiales bacterianos, BAC). Como resultado de este esfuerzo, una región de 177 kb de secuencia contigua que rodea directamente el sitio 2qfus correspondiente al clon BAC RP11-395L14 (número de acceso AL078621) está disponible para el acceso público y la descarga. Con el propósito de aclarar las afirmaciones relacionadas con el sitio de fusión, sometimos la secuencia BAC completa de RP11-395L14 a una variedad de análisis de motivos de telómeros.

ANÁLISIS DE SECUENCIA DE ADN DEL SITIO DE FUSIÓN

Nuestro análisis de secuencia de ADN confirmó las conclusiones alcanzadas. El sitio de fusión putativo es "altamente degenerado" y una sombra vaga de lo que debería estar presente dado el modelo propuesto. Uno de los principales problemas con el modelo de fusión es que, dentro de la ventana de secuencia de ADN de 20 a 30 kb que rodea el sitio de fusión hipotética, hay una escasez evidente de repeticiones teloméricas, y las que están presentes son en su mayoría monómeros independientes, no repeticiones en tándem. De hecho, muchos de los motivos en la región de 30 kb que rodean el supuesto sitio 2qfus no son solo monómeros aislados, sino que están separados por varios miles de bases de ADN.

Incluso mientras se ignora por completo un marco de lectura de 6 bases de consenso cuando se itera a través de las repeticiones, para el lado izquierdo (más hebra) del sitio de fusión, solo hay 34 motivos TTAGGG intactos (tabla 1). Este análisis utiliza una generosa cantidad de 92,690 bases a la izquierda del sitio de fusión donde se encuentra la primera repetición TTAGGG en BAC RP11-395L14, mucho más allá del tamaño de cualquier telómero humano normal. Con base en el modelo predicho, deberían existir miles de motivos TTAGGG intactos en tándem. Esto es cierto incluso si se permite una tasa extremadamente alta de degeneración, lo cual es una expectativa irracional porque la recombinación meiótica se suprime en el ADN pericéntrico debido a su proximidad cercana al centrómero. Recombinación, la fuente teórica más probable de la secuencia de barajado que conduce a la degeneración del sitio de fusión sería, por lo tanto, menos importante. Además, de acuerdo con el modelo predicho, poco o ningún motivo TTAGGG debería existir en el filamento más a la derecha del sitio de fusión. Sin embargo, 18 motivos TTAGGG intactos se encuentran a la derecha del sitio de fusión; 35% del número total de motivos TTAGGG ubicados dentro de una generosa ventana base de 156.911 que rodea el sitio de fusión.

La secuencia del telómero del complemento inverso (CCCTAA) debe estar presente en tándem casi perfecto a la derecha del sitio de fusión. Como el motivo TTAGGG, uno esperaría aproximadamente de 1667 a 2500 motivos CCCTAA si ocurriera una fusión de extremo a extremo. Sin embargo, solo 136 motivos intactos existen a la derecha del sitio de fusión, con la última CCCTAA en el clon BAC que termina en 64.221 bases a la derecha de la fusión (Ver grafico). De nuevo, este tramo de secuencia muy generoso es mucho más largo que un telómero humano normal y contiene una escasez de motivos. De manera similar al motivo directo TTAGGG, el motivo CCCTAA también se localizó en ambos lados del sitio de fusión. Nuestro análisis localizó un total de 18 ocurrencias del motivo CCCTAA (12% del total) dispersas en el lado opuesto del sitio de fusión, donde no se esperaba encontrarlo. En otras palabras, tanto el complemento directo como el inverso del motivo de los telómeros pueblan ambos lados del sitio de fusión. Como nota al margen, el contenido de GC de la región de 177 kb que abarca el sitio de fusión putativo es significativamente mayor (45%) que el promedio (40%) para el cromosoma 2.


Una exploración completa de las más de 237 millones de bases de la secuencia eucromática del cromosoma 2 ensamblada utilizando el paquete de software Skittle Genome Viewer mostró que todo el paisaje, de extremo a extremo, está poblado con motivos TTAGGG y CCCTAA. Pequeños y aislados cúmulos densos de telómeros se produjeron en al menos 5 localizaciones internas. Una iteración completa de la secuencia de la cadena plus completa del cromosoma 2 indicó un número total de ocurrencias 'TTAGGG' y 'CCCTAA' a 45.450 y 45.770, respectivamente. Estos números son aproximadamente iguales, lo que indica que tanto la orientación hacia adelante como la inversa del motivo de los telómeros ocurren con bastante frecuencia en los sitios internos a lo largo del cromosoma 2. Estos números indican que un total de al menos 547.

Un atributo importante asociado con estos motivos teloméricos internos es que son en gran medida monoméricos. De los 52 motivos TTAGGG intactos en ambos lados del sitio de fusión, solo se encontraron tres apariciones en tándem, y el resto existía como monómeros independientes. De los 154 motivos intactos CCCTAA en ambos lados del sitio de fusión, se encontraron dieciocho motivos en tándem, y el resto aparecen como monómeros independientes. Aunque la densidad de motivos y las repeticiones diméricas aumentan algo dentro de la vecindad inmediata de la región de fusión putativa, sus posiciones en el marco de lectura de una repetición telomérica de 6 pb a la siguiente son erráticas (no en el marco).

Debido a la extrema escasez de repeticiones teloméricas, su condición monomérica en gran medida y su ubicua presencia en ambos lados del supuesto sitio de fusión, existen pocos datos que indiquen que alguna vez pudieron haber formado tramos perfectos, en tándem de 10 a 15 kb. Repeticiones de 6 bases. La secuencia 2qfus está claramente degenerada más allá del punto de indicar que existieron una vez los telómeros intactos. Dada la ubicación en una región de recombinación pericéntrica suprimida, se esperaría una cantidad considerablemente mayor de preservación de la secuencia de los telómeros si el modelo fuera sostenible.

Al intentar correlacionar las tasas de cambio evolutivo con la degeneración extrema observada en la región de fusión putativa, un grupo de investigación concluyó que "las matrices repetidas cabeza a cabeza en el sitio de fusión RP11-395L14 se han degenerado significativamente de las casi perfectas (TTAGGG) en matrices encontradas en los telómeros”. Esto les llevó a plantear la pregunta:" ¿Por qué las matrices en el sitio de fusión están tan degeneradas si la fusión ocurrió dentro de las matrices de repetición teloméricas de menos de 6 Mya (millones de años)? ".


Una explicación más válida para las características similares a telómeros presentes en el sitio de fusión putativo es que pueden representar alguna forma de un motivo genómico distinto. Para probar esta idea, un fragmento de 798 pb que abarca el sitio de fusión y la región donde los motivos teloméricos están más densamente poblados se utilizó como un tema de consulta en un BLAT con el enmascaramiento desactivado. Los resultados revelaron un total de 159 éxitos significativamente colocados en todo el genoma en los cromosomas humanos 1-11, 15, 18-20, X e Y. Las regiones homólogas para estos éxitos incluyeron áreas cercanas a los telómeros, áreas pericéntricas y una amplia variedad de áreas internas. Sitios eucromáticos. Los valores de identidad oscilaron entre 80.5 y 100%, lo que apoya la conclusión de que la secuencia central del sitio de fusión de los telómeros no es exclusiva de su ubicación pericéntrica en el cromosoma 2, sino que representa una característica de secuencia dispersa en todo el genoma humano.


Para verificar los resultados de BLAT e identificar sitios homólogos en el genoma de chimpancé, se utilizó el algoritmo BLASTN (sin enmascaramiento ni extensión de espacio) para las comparaciones entre la secuencia central de 798 pb 2qfus y las construcciones más recientes de humanos (v 37.1) y genomas de chimpancés (v 2.1) mantenidos en NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov/). Aunque la consulta BLASTN contra el genoma humano fue más intensiva en datos que la búsqueda BLAT basada en índices, los resultados produjeron un total de 85 éxitos significativamente colocados en todos los cromosomas humanos excepto los cromosomas 13, 16 y 17 (1-12, 14, 15, 18-22, X e Y). Si bien el número de visitas se redujo, en comparación con BLAT, se identificaron más cromosomas con sitios homólogos con la búsqueda BLASTN debido a la naturaleza más directa del algoritmo (ver imagen fig 3). Curiosamente, los cromosomas humanos 2, 16.

Cuando la secuencia de fusión del núcleo de 798 pb se consultó con BLASTN frente al genoma del chimpancé, el recuento de colisiones colocado significativamente se redujo a 19, solo el 22% de la cantidad observada en el genoma humano. Este es un hallazgo sorprendente a la luz de las afirmaciones ampliamente difundidas de que los genomas humano y de chimpancé contienen una secuencia de ADN supuestamente 96 a 98% similar, una afirmación tal vez relacionada con el hecho de que el genoma humano fue utilizado como andamio para construir el genoma de chimpancé. 8 Además, las localizaciones de víctimas de chimpancé humano no mostraron una sintenia fuerte, ya que solo 13 de los 19 éxitos (68%) compartieron ubicaciones visualmente similares en el genoma (en los cromosomas 1, 2B, 8, 9, 12, 14 del chimpancé, 15, 18, 20 y 22).


El resultado más sorprendente de este análisis es que el sitio de fusión no se alineó con el cromosoma 2A del chimpancé, uno de los supuestos precursores de la fusión previa. Además, la alineación en dos ubicaciones en el cromosoma 2B, un sitio eucromático interno y la región del telómero de su brazo largo, no coincidía con las ubicaciones predichas basadas en la fusión basadas en el modelo de fusión. Si el modelo de fusión era creíble, esto debería haber producido una alineación con la región telomérica del chimpancé 2B en el brazo corto.

Los datos de alineación también cuestionan severamente las afirmaciones de alta similitud de secuencia general de 96 a 98% entre los genomas.

Por lo tanto, no hay evidencia real de homología de ADN entre humanos y chimpancés para la secuencia de fusión del núcleo de 798 pb. Los datos de alineación también cuestionan severamente las afirmaciones de alta similitud de secuencia general de 96 a 98% entre los genomas. Nuestros resultados son respaldados indirectamente por los niveles excepcionalmente altos de desemejanza observados en un estudio reciente de una sección del paisaje del cromosoma Y entre humanos y chimpancés.