La interferencia clonal es un fenómeno de la biología evolutiva, relacionado con la genética de poblaciones de organismos con desequilibrio de ligamiento significativo , especialmente los organismos que se reproducen asexualmente . La idea de interferencia clonal fue introducida por el genetista estadounidense Hermann Joseph Muller en 1932. [1] Explica por qué las mutaciones beneficiosas pueden tardar mucho tiempo en fijarse o incluso desaparecer en poblaciones que se reproducen asexualmente. Como sugiere el nombre, la interferencia clonal ocurre en un linaje asexual ("clon") con una mutación beneficiosa. Esta mutación probablemente se solucionaría si ocurriera sola, pero es posible que no se solucione, o incluso se pierda, si surge otro linaje de mutación beneficiosa en la misma población; los múltiples clones interfieren entre sí.
Siempre que surge una mutación beneficiosa en una población, por ejemplo la mutación A, el portador de la mutación obtiene una mayor aptitud en comparación con los miembros de la población sin la mutación A mediante selección natural . En ausencia de recombinación genética (es decir, en organismos que se reproducen asexualmente), esta mutación beneficiosa sólo está presente en los clones de la célula en la que surgió la mutación. Debido a esto, la frecuencia relativa de la mutación A sólo aumenta lentamente con el tiempo. En poblaciones grandes que se reproducen asexualmente, puede pasar mucho tiempo antes de que se fije la mutación. En este momento, otra mutación beneficiosa, por ejemplo la mutación B, puede surgir de forma independiente en otro individuo de la población. La mutación B también aumenta la aptitud del portador. En este contexto, la mutación A a menudo se denomina "mutación original", mientras que la mutación B se denomina mutación "alternativa" o "interferente". Dado que, debido a la ausencia de recombinación genética, las mutaciones beneficiosas A y B no pueden combinarse (fácilmente) en un solo genotipo AB, los portadores de la mutación A y los portadores de la mutación B competirán entre sí. Esto normalmente conduce a la pérdida de una de ellas, [2] lo que confirma que el destino de una mutación ventajosa puede estar determinado por otras mutaciones presentes en la misma población. [3]
Por el contrario, en las poblaciones que se reproducen sexualmente, ambos portadores de las mutaciones A y B tienen una mayor aptitud y, por tanto, una mayor probabilidad de sobrevivir y producir descendencia. Cuando un portador de la mutación A produce descendencia con un portador de la mutación B, en última instancia puede surgir el genotipo AB, más ventajoso. Los individuos con genotipo AB no tienen entonces menos probabilidades de reproducirse que al menos uno de: portadores solo de la mutación A o portadores solo de la mutación B, suponiendo que no haya interacción negativa entre los dos. Por tanto, la frecuencia relativa de ambas mutaciones A y B puede aumentar rápidamente y ambas pueden fijarse simultáneamente en la población. Esto permite que la evolución avance más rápidamente, fenómeno conocido como efecto Hill-Robertson .
Cuando Müller introdujo el fenómeno de la interferencia clonal, lo utilizó para explicar por qué evolucionó la reproducción sexual. Razonó que la pérdida de mutaciones beneficiosas debido a la interferencia clonal inhibe la adaptabilidad de las especies que se reproducen asexualmente. Por lo tanto, según Müller, el sexo y otras estrategias reproductivas que implican recombinación serían evolutivamente ventajosas. [1] Sin embargo, desde la década de 1970, los biólogos han demostrado que las estrategias de reproducción asexual y sexual producen el mismo ritmo de adaptabilidad evolutiva. Esto tiene que ver con el hecho de que la interferencia clonal también influye en otra parte de la estrategia reproductiva de una población, a saber, la tasa de mutación.
La interferencia clonal no sólo juega un papel en la fijación de mutaciones en el ADN cromosómico, sino que también influye en la estabilidad o persistencia del ADN extracromosómico en forma de plásmidos . [4] Los plásmidos a menudo portan genes que codifican rasgos como la resistencia a los antibióticos. Debido a esto, las bacterias pueden volverse resistentes a los antibióticos en ausencia de genes que codifiquen este rasgo en su ADN cromosómico. Sin embargo, los plásmidos no siempre se adaptan a su célula huésped, lo que a menudo resulta en la pérdida del plásmido durante la división celular . Por tanto, la frecuencia relativa de portadores de este plásmido en una población puede disminuir. Sin embargo, los plásmidos también pueden sufrir mutaciones, lo que da lugar a una competencia entre los portadores de los plásmidos. Debido a esta competencia, eventualmente se seleccionarán los plásmidos más estables y su frecuencia dentro de la población aumentará. De esta manera, la interferencia clonal influye en la dinámica evolutiva de la adaptación plásmido-huésped, lo que resulta en una estabilización más rápida de los plásmidos en una población.
El fenómeno de la interferencia clonal también ocurre en linajes de células cancerosas y precancerosas dentro de un paciente. [5] La heterogeneidad encontrada en las células de tumores cancerígenos implica competencia entre subpoblaciones de células del tumor y, por tanto, interferencia clonal. [6] Por lo tanto, la dinámica demográfica dentro de los linajes del cáncer está adquiriendo una importancia cada vez mayor en la investigación clínica sobre tratamientos contra el cáncer. [7] Además, en el tratamiento de enfermedades infecciosas con antibióticos se están teniendo en cuenta los conocimientos sobre el papel de la dinámica poblacional y la interferencia clonal, que a menudo resulta en resistencia a los antibióticos.
