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Topological and functional modularity in biological regulatory networks

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La supervivencia del más apto, potenciada por la modularidad del organismo

Muchos científicos opinan que las funciones y estructuras del organismo humano se organizan de manera modular, es decir, cada una es una unidad distinta que puede relacionarse con otra. Esta organización es relevante para comprender la forma en que los humanos han evolucionado y podría explicar cómo han adquirido tal grado de complejidad.

Salud

El cuerpo humano es increíblemente complejo. En cada nivel se han desarrollado estructuras y funciones en paralelo, manteniendo cada una su independencia pero siendo al mismo tiempo capaz de coordinarse con otras unidades. Cada vez se obtienen más pruebas de esta modularidad en múltiples genes, funciones y estructuras. Así, por ejemplo, hay proteínas diferentes que poseen una misma estructura, si bien cada tipo de proteína cuenta con elementos fundamentales adicionales que permiten que moléculas distintas desempeñen una función específica. En lo que atañe a la evolución, esta modularidad posibilita que ocurran cambios en determinada estructura sin que ello afecte a las demás unidades. Además, este tipo de organización facilitaría la evolución de otras combinaciones de módulos. El proyecto «Modular networks» examinó un aspecto concreto de la modularidad, los genes que regulan procesos del desarrollo. Gracias a fondos de la UE, su equipo científico estudió el mecanismo por el que se establece la modularidad y por el que ésta facilita el desarrollo de patrones concretos de actividad genética. Los investigadores efectuaron simulaciones informáticas de la evolución de las redes de regulación génica. A continuación analizaron miles de circuitos genéticos para averiguar cómo surgen distintos rasgos estructurales, en especial cuando determinado organismo es capaz de cambiar su apariencia física, o su fenotipo, a raíz de cambios en el ambiente. Los resultados obtenidos sugieren explicaciones a cómo los seres vivos adquieren una organización homogénea por unidades. También ponen de relieve la forma en que la modularidad facilita la evolución de funciones nuevas mediante la combinación de módulos. La investigación realizada por el equipo de «Modular networks» posee implicaciones de gran calado para el estudio de la evolución. No sólo explica de qué modo los seres vivos pueden funcionar con una organización modular; también muestra cómo consiguen adaptarse a los cambios del entorno. Además, proporciona información novedosa sobre los sistemas implicados en el desarrollo y puede facilitar la comprensión de su elevada complejidad.

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