Relaciones evolutivas a través de comparaciones de genomas

La clasificación tradicional de Linneo de los organismos se llama cladística, que se basa en las diferencias en las características físicas de los organismos, y los científicos han construido comúnmente árboles, llamados dendrogramas, para dar representaciones visuales de estas divisiones y grupos.

Sin embargo, con el advenimiento de la tecnología moderna, la comparación del ADN se ha convertido en una forma común de construir tales árboles. Si se examinan los datos de secuencia de una sola especie, como los humanos, hay un grado muy alto de similitud en el código genético, alrededor del 99,9% porque el código genético de un organismo se transmite de padres a hijos.

Los humanos también comparten gran parte de este código de ADN con otras especies, como los chimpancés y los ratones, pero el grado de similitud general entre el ADN humano y el suyo es significativamente diferente. Esto significa que se pueden crear árboles para grupos de especies en función de las similitudes o diferencias entre sus códigos genéticos. Este campo de análisis, que combina estadística, modelado matemático y ciencias de la computación, forma parte de un campo conocido como bioinformática.

Los datos genéticos utilizados para crear estos árboles pueden adoptar muchas formas. Por ejemplo, en la filogenia molecular se secuencian uno o dos loci genéticos clave y luego se comparan entre las especies de interés.

Sin embargo, dado que los genes individuales o las regiones genéticas pueden evolucionar a tasas muy diferentes en diferentes especies o incluso intercambiarse entre diferentes especies a través de la transferencia horizontal de genes, estos estudios genéticos a pequeña escala no siempre pueden proporcionar filogenias precisas.

En las filogenias bacterianas, a menudo se utiliza una técnica llamada tipificación de secuencias multilocus, o MLST. Este método genera secuencias a través de múltiples regiones genéticas, por lo general, genes de mantenimiento que son esenciales para la función celular y, por lo tanto, se conservan en todas las especies.

Sin embargo, los genes de mantenimiento pueden evolucionar lentamente, por lo tanto, con MLST es difícil obtener una resolución a nivel de cepa.

Por último, la secuenciación del genoma completo, o WGS, puede utilizarse para dilucidar las relaciones evolutivas. Este método implica la secuenciación del genoma completo de un organismo, incluido el ADN mitocondrial en eucariotas, e incluso el ADN del cloroplasto en las plantas.

WGS alinea los genomas completos con una resolución a escala fina y puede identificar mutaciones o marcadores específicos de la especie, puntos de ramificación e incluso cepas o poblaciones de una sola especie. Estos detalles finos pueden pasarse por alto en una secuenciación más específica.