La pleiotropía antagónica es una teoría que describe uno de los mecanismos del envejecimiento desde un punto de vista evolutivo .
Estrictamente hablando, el término "pleiotropía antagónica" significa un ejemplo de pleiotropía , es decir, varios efectos fenotípicos diferentes de un gen , en el que este gen no solo tiene efectos diferentes, sino opuestos. Hoy, sin embargo, el término se utiliza para referirse a una idea o modelo propuesto en 1957 por George Williams [1] , también conocido con el jocoso nombre de "Pay Later Theory". De acuerdo con esta teoría, debe haber genes pleiotrópicos en el cuerpo que tengan diferentes efectos sobre la supervivencia de los organismos durante diferentes períodos de la vida: útiles a una edad temprana, cuando el efecto de la selección natural es fuerte, y dañinos más tarde, cuando el efecto de la selección natural es débil.
Se suponía que los genes pleiotrópicos propuestos por Williams explicaban el proceso de envejecimiento. Dichos genes se mantienen en la población , muy probablemente debido a su efecto positivo en la reproducción a una edad temprana, a pesar de sus efectos negativos a una edad tardía, a la que sobrevive una pequeña parte de la población. El efecto de estos genes en la vida posterior será el proceso de envejecimiento, ya sea que provoquen el envejecimiento o simplemente detengan el proceso de daño causado por otros factores.
Supongamos que existe un gen que aumenta la fijación de calcio en los huesos . Dicho gen tiene un efecto positivo a una edad temprana, ya que reduce el riesgo de fracturas , pero un efecto negativo en la vejez, debido a un mayor riesgo de artrosis debido a la calcificación articular excesiva . En condiciones naturales, dicho gen en realidad no tendría ningún efecto negativo, ya que la mayoría de los animales morirían mucho antes de que apareciera el efecto negativo. No se trata de un compromiso entre un efecto positivo en individuos jóvenes y un efecto negativo potencial en los mayores: este efecto negativo solo se vuelve importante si los animales viven en entornos protegidos como zoológicos o laboratorios.
La teoría de la pleiotropía antagónica explica por qué la reproducción puede impactar negativamente en la longevidad de una especie e incluso causar la muerte , como ocurre en los organismos monocíticos . De hecho, cualquier mutación que conduzca a una mayor reproducción se propaga a las generaciones futuras, incluso si esas mutaciones tienen algunos efectos perjudiciales en la vida posterior. Por ejemplo, las mutaciones que provocan una sobreproducción de hormonas sexuales aumentan la libido , el esfuerzo que el cuerpo dedica a la reproducción, y el éxito en la reproducción, y por lo tanto persisten a pesar de que luego resultan ser la causa del cáncer de los órganos genitales. Este compromiso entre reproducción y esperanza de vida se decide a favor de la reproducción, que se deriva directamente de la teoría de la pleiotropía antagónica.
Williams imaginó el equilibrio entre reproducción y longevidad. Según él, el rápido desarrollo del individuo debería correlacionarse con un rápido envejecimiento. Y aunque no se descubrieron genes pleiotrópicos específicos durante mucho tiempo, esta predicción se confirmó en experimentos con la mosca de la fruta Drosophila melanogaster . Al limitar la reproducción a una edad avanzada, fue posible aumentar la esperanza de vida de las moscas. Por el contrario, se ha observado una fecundidad reducida entre las moscas longevas (se ha proporcionado un aumento de la vida útil de las moscas a través de la cría selectiva y ciertas mutaciones ), lo que respalda la idea de un compromiso entre la reproducción y la supervivencia.
También se ha encontrado un efecto similar entre los gusanos redondos Caenorhabditis elegans . Se han identificado varios mutantes de larga vida. Cuando estos mutantes se cultivaron con gusanos normales ( tipo salvaje ) en el laboratorio, ninguna población tenía una ventaja competitiva; por el contrario, la ventaja del tipo salvaje se hizo evidente de inmediato durante los ciclos de inanición que imitaban las condiciones naturales.
Más recientemente, también se han encontrado varios genes específicos que tienen el efecto previsto de la teoría. Los ejemplos de genes pleiotrópicos incluyen la telomerasa en eucariotas y el factor sigma σ 70 en bacterias ( E. coli ). Los genes que afectan la esperanza de vida se conocen en otros organismos, pero aún no se han encontrado otros ejemplos claros de genes pleiotrópicos [2] .