La gran diversidad de vida en la Tierra se refleja en la inmensa variedad de proteínas que se encuentran en las diferentes especies. Las proteínas son moléculas esenciales que realizan una multitud de funciones en los organismos vivos, incluida la catalización de reacciones bioquímicas, el transporte de moléculas, el suministro de soporte estructural y la facilitación de la comunicación entre las células. Las diferencias en las secuencias y estructuras de proteínas entre especies juegan un papel crucial en la configuración de las características y adaptaciones únicas de cada especie. Los estudios comparativos de genómica y proteómica han permitido a los investigadores investigar las bases moleculares de la biodiversidad comparando secuencias y estructuras de proteínas en diversas especies. A continuación se muestran algunos aspectos clave de cómo las proteínas difieren entre especies:

1. Duplicación y divergencia de genes:

Los eventos de duplicación de genes pueden conducir a la formación de genes parálogos, que son copias de un gen ancestral que han divergido con el tiempo. Estos parálogos pueden adquirir funciones distintas o sufrir modificaciones adicionales, contribuyendo a la expansión y diversificación de las familias de proteínas.

2. Mutaciones puntuales y deriva genética:

Las mutaciones aleatorias en las secuencias de ADN pueden provocar cambios en las secuencias de aminoácidos de las proteínas. Estas mutaciones puntuales pueden alterar la estructura, función o propiedades reguladoras de la proteína. Con el tiempo, la acumulación de mutaciones neutras a través de la deriva genética también puede contribuir a la divergencia de proteínas entre especies.

3. Transferencia genética horizontal:

La transferencia horizontal de genes (THG) es la transferencia de material genético entre organismos no relacionados. HGT puede introducir genes nuevos en el genoma de una especie, lo que lleva a la adquisición de nuevas funciones y adaptaciones. Por ejemplo, se cree que la presencia de genes bacterianos en los genomas de algunos eucariotas es el resultado de antiguos eventos HGT.

4. Selección Positiva y Adaptación Funcional:

La selección natural puede actuar sobre secuencias de proteínas, favoreciendo aquellas que confieren rasgos ventajosos o adaptaciones a entornos específicos. Este proceso de selección positiva conduce a la acumulación de mutaciones beneficiosas y a la divergencia de secuencias de proteínas entre especies que se han adaptado a diferentes nichos ecológicos.

5. Selección relajada y evolución neutral:

En algunos casos, las secuencias de proteínas pueden evolucionar de forma neutral, lo que significa que no experimentan fuertes presiones selectivas. Esto puede ocurrir cuando la proteína no es esencial para la supervivencia o cuando su función no se ve afectada por determinadas mutaciones. La evolución neutral contribuye a la acumulación de mutaciones silenciosas y a la divergencia de secuencias de proteínas a lo largo del tiempo.

6. Evolución convergente:

La evolución convergente ocurre cuando especies no relacionadas evolucionan de forma independiente secuencias o estructuras de proteínas similares en respuesta a presiones ambientales similares. Este fenómeno sugiere que ciertas soluciones proteicas son óptimas para funciones específicas, lo que lleva al surgimiento de adaptaciones análogas en diferentes linajes.

Las diferencias en proteínas entre especies reflejan la historia evolutiva, la diversidad genética y la adaptación de los organismos a sus respectivos entornos. El estudio de la divergencia de proteínas proporciona información valiosa sobre los mecanismos que impulsan la biodiversidad y las innovaciones funcionales que han dado forma a la complejidad de la vida en la Tierra.