Efecto de la "Presión Mutacional Termodinámica" en la Evolución Molecular

Este proyecto de investigación busca evaluar el impacto de la presión termodinámica sobre las secuencias de ADN a lo largo de miles de generaciones mediante un enfoque integrado in silico y in vitro. Se basa en el trabajo de evolución experimental de Escherichia coli por Richard Lenski y explora las mutaciones en relación con el contenido de guanina y citosina (GC). La combinación de modelos computacionales y simulaciones experimentales permitirá entender cómo la presión termodinámica afecta los patrones de mutación y la estabilidad del ADN, generando conocimiento valioso sobre los procesos evolutivos moleculares. La hipótesis del proyecto es que la presión termodinámica, inducida por condiciones extremas de temperatura, provoca un cambio en el contenido de GC en las secuencias de ADN. Específicamente, se espera que este contenido se incremente en genes que inicialmente poseen bajos niveles de GC cuando se exponen a temperaturas elevadas, mientras que el contenido de GC disminuirá en genes con porcentajes altos de GC en condiciones más frías. Esta dinámica puede tener implicaciones significativas en la replicación y evolución genética de las especies bacterianas. De manera específica, el proyecto cuenta con los siguientes objetivos: Se analizarán los datos de 60,000 generaciones de la simulación de evolución in-vivo en Escherichia coli, provenientes del experimento de Lenski, para contrastar las predicciones de la presión mutaciones termodinámica y el efecto en la variación del contenido de Guanina-Citosina a lo largo del tiempo. Adicionalmente, se realizarán experimentos de simulación de evolución in-vitro utilizando amplificación de ADN tanto en condiciones termófilas (PCR), así como también en condiciones mesófilas (RPA). Esperamos encontrar resultados que concuerden con las predicciones de la teoría mutacional termodinámica, mostrando que en las simulaciones in vitro y en los análisis de los experimentos de evolución in-vivo, se muestre una tendencia de una acumulación de mutaciones hacia GC. Los resultados ofrecerán una mejor comprensión de la estabilidad del ADN y los mecanismos de replicación, contribuyendo al conocimiento de las fuerzas que guían la evolución molecular. Este proyecto contribuirá a la comprensión del rol de la presión termodinámica en la evolución genética, con posibles aplicaciones en biotecnología y biología evolutiva.