Evolució dels verins

El verí és una de les armes biològiques més interessants que hi ha a la natura. Segurament el verí de les serps és el més conegut, però les aranyes i molts altres artròpodes també han desenvolupat verí, mamífers com els ornitorincs o les musaranyes tenen glàndules verinoses. En el cas dels ocells només algun ha desenvolupat verí com sistema de defensa, acumulant verí a la pell i les plomes de manera que qui se’ls mengi s’enverinarà.

El que resulta interessant és l’estudi evolutiu dels verins. Com s’ho fa una espècie per incorporar aquest sistema a l’arsenal d’eines per caçar? Ara ja disposem de les anàlisis genètiques de molts tipus de verins i un patró general sembla que es va fen més clar.

Molts dels verins només són versions modificades de proteïnes que fa servir el cos en el seu funcionament normal. Els verins neurotòxics, com el de la mamba negra, eren originàriament neurotransmisors que enviaven senyals entre neurones. Altres serps tenen verins que desfan les membranes cel·lulars i que inicialment eren enzims digestius normals, com la fosfolipasa A2. En el cas de les aranyes trobem verins relacionats amb hormones com la insulina, encarregades de regular el metabolisme.

Per que una proteïna normal esdevingués un verí va caldre que tingués lloc un esdeveniment molt habitual en el genoma: La duplicació d’un gen. Quan les cèl·lules fan copies del genoma abans de dividir-se, ocasionalment hi ha errors, i un error freqüent és que les dues copies d’un gen no es reparteixen per igual en les cèl·lules filles sinó que les dues van a una cèl·lula i l’altre es queda sense. Aquesta última segurament morirà per la falta del gen, però la que te dues copies podrà seguir sense massa problemes. La gràcia és que a partir d’aquell moment, una de les dues copies podrà començar a patir mutacions sense arriscar la vida de l’organisme ja que disposa d’una altra copia que funciona correctament.

Per aquest motiu tenim moltes formes lleugerament modificades de molts enzims, i es creu que moltes noves capacitats metabòliques s’han adquirit gracies a aquest sistema de duplicació/modificació.

De vegades les modificacions moleculars que fan que una proteïna normal esdevingui un verí són, simplement, canvis en la manera de plegar-se les proteïnes en l’espai. Altres vegades perden algun fragment o modifiquen alguna zona clau per poder reconèixer on han d’actuar amb seguretat. També hi ha algunes que fan un sistema encara més sofisticat. La majoria de gens no tenen la informació de manera consecutiva en el DNA sinó que està per fragments separats per zones de DNA intercalades (anomenades introns). La cèl·lula treu els introns i en deixa la seqüencia correcta per fabricar la proteïna. De vegades fins i tot por fabricar dues proteïnes amb el mateix gen segons si elimina tots els introns o en deixa alguns. Doncs hi ha verins que depenen d’aquest mecanisme. Segons com processi el gen obtindrà una proteïna normal o un verí.

El mecanisme de l’evolució és impossible d’entendre si pretenem que les coses passin en un sol pas, però extraordinàriament senzill quan ens adonem de les possibilitats d’aquests mena de joc molecular consistent a duplicar i, amb la copia, començar a fer provatures.

7 comentaris

  • jordi

    28/06/2015 16:32

    excel.lent explicació del mecanisme d, evolució accelerada que usen els organismes verinosos. Actualment treballo en un laboratori analitzant la composició de diferents verins de serps centreamericanes i africanes entre d, altres, i asseguro als lectors que es apassionant el seu estudi amb implicacions no només evolutives sinó en la millora d, un problema que arriba a causar més de 100000 morts a tot el planeta i (encara que no ho sembli) entre 5-8 morts al continent europeu. Gràcies per divulgar aquest tema d, estudi!!

  • Daniel Closa

    16/06/2015 22:20

    En el cas de les plantes la cosa em sembla que va una mica diferent. La bioquímica de les plantes és, de llarg, molt més complexa que la dels animals i tenen un grapat de compostos que formen part del metabolisme secundari. Això vol dir que no forma part de les funcions essencials per viure. Entre aquests metabòlits n’hi ha, per exemple, els que els donen les olors característiques a les plantes aromàtiques. I entre ells hi ha molts productes derivats d’alcaloides, terpens o alcaloides que són els tòxics. Molt diferents dels dels animals.

  • Mirabilis

    16/06/2015 16:37

    Si, no fa por fer proves si hi ha una “copia de seguretat”. És realment fascinant la natura. Una pregunta: els verins de les plantes, també funcionen igual?

  • Daniel Closa

    16/06/2015 15:35

    Carquinyol. La idea és exactament la mateixa. La tecnologia copia el que l’evolució ja va descobrir… molt més lentament :-)

    Pons: No la vaig veure :-( tinc entès que era excel·lent

    Màrius. No no. La idea és seguir com sempre. El cas del nano d’Olot m’ha fet saltar una mica, però el Centpeus és sobretot per passar-m’ho bé parlant de curiositats de la ciència.

  • Màrius Domingo

    16/06/2015 12:22

    Efectivament, el teu blog no ha canviat després dels apunts sobre la Forcades i el Barberà.
    Així m’agrada, sabria greu perdre aquesta referència.
    Molt d’acord amb totes dues opinions.

  • Pons

    16/06/2015 8:55

    Anava a recomanar l’exposició del museu blau per qui no l’hagi vist :Enverinats però es va acabar al març :(

  • Carquinyol

    16/06/2015 7:51

    “duplicar i, amb la copia, començar a fer provatures”, mira, com a les capes del Photoshop quan et dediques a retocar imatges !