¿Qué fue antes correr o pelear?

¿Qué fue antes correr o pelear?

La pregunta “¿Qué fue antes, el huevo o la gallina?” la conocemos todos y es fruto de muchas charlas divulgativas sobre evolución, pero la pregunta “¿Qué fue antes, el flagelo o el sistema de secreción?” no atormenta a tanta gente, ¿No?

A lo largo de la historia de la microbiología molecular se ha visto que los flagelos que dan la capacidad de movimiento a algunos tipos bacterianos (no todas las bacterias tienen flagelos, ni todas las que lo tienen lo usan para moverse) tienen un importante parecido con unas estructuras dedicadas a la interacción con un hospedador, concretamente, una estructura a modo de jeringa molecular; estos son los sistemas de secreción tipo III o T3SS.

Estos T3SS son sólo un tipo de los denominados sistemas de secreción bacterianos, de los cuales podemos encontrar descritos hasta un sexto tipo. Cada tipo presenta un mecanismo molecular diferente, y presentan estrategias muy interesantes, como el T6SS que actúa a modo de ariete de combate o ballesta, lanzando una estructura cilíndrica para conseguir atravesar e introducir efectores en la célula diana. Si queréis más información sobre estos sistemas de secreción, os dejo un artículo de revisión de Nature muy bueno más abajo.

Volviendo al problema evolutivo entre el flagelo y los sistemas de secreción tipo III, vemos que la base del flagelo y la del T3SS son similares y, tras estudios genéticos, se ha determinado que presentan una similitud suficientemente alta como para considerar que presentan un ancestro común o, que presentan una cercanía filogenética muy alta.

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Una vez llegados a este punto, vemos las diferencias con la pregunta inicial: sabemos que la gallina viene el huevo, y también sabemos que el huevo proviene de la gallina, pero damos por obvio que no surgen ambos de un origen común, cosa que sí sucede en nuestra pregunta. En nuestro caso, nos planteamos 3 posibilidades, que el flagelo haya sido antes, que el sistema dedicado a la secreción T3SS haya sido antes, o que ambos provengan de una molécula antecesora común.

Hay bandos que apoyan las 2 primeras teorías:

Desde el origen flagelar tenemos a investigadores de la talla de Nguye o el argentino Jorge Enrique Galán, que defienden esta postura por 4 razones:

  1. Muchas de las subunidades de ambos sistemas, tanto flagelar como del sistema de secreción presentan similitudes suficientes para establecer un origen evolutivo común.
  2. El flagelo está presente en muchos tipos celulares, entre los que encontramos bacterias Gram-positivas y negativas, mientras que el T3SS se restringe a Gram-negativas.
  3. Se piensa que los T3SS sólo presentan funciones de interacción de simbiosis o patogenicidad con eucariotas, por lo que tuvo que surgir de forma posterior a la aparición de este tipo celular.
  4. Antes de la aparición de los eucariotas, las bacterias tuvieron que sufrir presión selectiva, haciendo que surgiesen diferentes sistemas de movimiento, por lo que se cree que la presión que llevase la aparición de sistemas de secreción tuvo que ser posterior, por los motivos temporales, citados en el punto anterior.

Sin embargo, siempre hay opiniones encontradas y, en este caso, encontramos al profesor Gophna, que defiende el origen de T3SS como previo:

  1. El T3SS sólo se encuentra en Gram-negativas, ya que necesita 2 membranas para su inserción.
  2. Los eucariotas tienen flagelos (cilios) y piensa que tienen orígenes paralelos.
  3. Los T3SS están presentes en Clamidias, bacterias Gram-negativas muy distantes filogenéticamente de otras Gram-negativas.
  4. Los T3SS podrían tener anteriormente funciones como la de secretar proteínas bacterianas para su posterior ensamblaje, lo cual se ve que sucede en el flagelo.
  5. Las subunidades Fla del flagelo son homólogas a las subunidades de T3SS.

A día de hoy no hay una postura clara, aunque han aumentado mucho los estudios y datos, ya que esta disputa se dio desde inicio de siglo. Hoy día, los estudios se decantan al origen primordial de los flagelos.

Es más, en sus afirmaciones, parece ser que Gophna, sin quererlo, daba más razones aún a Nguyen y al resto de investigadores que opinaban cierto el origen flagelar.

En mi opinión, la evolución molecular tiende a una especialización, por lo que mi voto va para el origen flagelar.

¿Qué opinas tú?

Artículo de discusión: Evolution of bacterial type III protein secretion systems, (Milton H. Saier, Jr., 2004) TRENDS in Microbiology Vol.12 No.3.

Artículo de expansión sobre los sistemas de secreción: Secretion systems in Gram-negative bacteria: structural and mechanistic insights (Tiago R. D. Costa, et al., 2015) Nature Reviews/Microbiology P. 343 Vol.13 doi:10.1038/nrmicro3456

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