Paleoxenómica

A **paleoxenómica** é un campo da ciencia dedicado á reconstrución e análises de información xenómica de especies extintas. A mellora nos métodos de extracción de ADN antigo (ADNa ou aDNA) de mostras gardadas en museos, núcleos de xeo, sitios arqueolóxicos e paleontolóxicos, e as tecnoloxías de secuenciación de seguinte xeración aceleraron os avances neste campo. Agora é posible detectar a deriva xenética, a migración de poboacións antigas e as súas interrelacións, a historia evolutiva de plantas, animais e especies de *Homo* extintas e a identificación de características fenotípicas en distintas rexións xeográficas. A paleoxenómica pode utilizarse para comparar os antepasados antigos con humanos actuais. O ADNa é difícil de analizar debido á súa doada degradación por encimas nucleases, pero os ambientes específicos e certas condicións post-mortem melloraron o illamento e a análise. Eran necesarios estritos protocolos de extracción e evitación da contaminación para poder facer análises fiables. Co desenolvemento da reacción en cadea da polimerase (PCR) en 1983, os científicos podían estudar mostras de ADN de ata aproximadamente 100.000 anos de antigüidade, unha limitación debida aos fragmentos relativamente curtos illados. Cos avances en illamento, amplificación, secuenciación e reconstrución de datos, puideron analizarse mostras cada vez máis antigas. Nos últimos 30 anos, a análise do ADN mitocondrial de alto número de copias serviu para responder moitas preguntas; a chegada das técnicas de secuenciación de seguinte xeración permitiu ir máis lonxe. Ademais, esta revolución tecnolóxica permitiu a transición da paleoxenética á paleoxenómica.

### Bibliotecas 
Poden realizarse dous tipos de bibliotecas para a secuenciación de ADNa usando a PCR para a amplificación do xenoma:
* Biblioteca de ADNa bicatenario.
* Biblioteca de ADNa monocatenario.

A primeira créase usando a estratexia de extremos romos. Esta técnica usa diferentes adaptadores: estes adaptadores únense aleatoriamente ao fragmento e este pode despois ampliarse. O fragmento que non contén ambos os adaptadores non pode ser ampliado xerando unha fonte de erros. Para reducir este erro introduciuse a ligazón T/A da empresa Illumina: este método consiste en inserir unha cola A na mostra de ADN para facilitar a ligazón da T da cola dos adaptadores. Nestes métodos optimízase a amplificación do ADNa.

Para obter libraría de ADN bicatenario, primeiro desnaturalízase o ADN con calor. O ADN bicatenario obtido lígase despois a dous adaptadores para xerar a febra complementaria e finalmente aplícase a PCR.
* Enriquecemento de diana libre de extensión en solución: este método está baseado na hibridación diana-sonda. Este método require a desnaturalización do ADN e despois insire  sondas como tellas solapadas ao longo das rexións diana. Despois, úsase unha PCR para a amplificación do ADN e finalmente o ADN lígase a un adaptador biotinilado. É útil para mostras de antepasados homininos arcaicos.
* Enriquecemento de diana de fase sólida: neste método utilízanse os microarrays e o método da PCR en tempo real en paralelo cun cribado de secuenciación de escopeta (*shotgun*).
* Enriquecemento de xenoma completo: usado para a secuenciación de xenomas enteiros de determinados indviduos. Utilízase a captura en solución de xenoma completo (WISC, *Whole-genome In-Solution Capture*). Este método empeza coa preparación dunha biblioteca de sonda de ARN de todo o xenoma dunha especie que está estreitamente relacionada co xenoma diana da mostra de ADN. A análise de mestura xenética demostrou que ocorreron polo menos dous episodios de fluxo xenético independentes entre os devanceiros dos humanos modernos e os humanos arcaicos, como as poboacións neandertais e denisovanas, testemuñando o modelo de "substitución permeable" (*"leaky replacement"*) da historia da poboación humana de Eurasia. Segundo todos estes datos, a diverxencia humana das liñaxes non africanas ocorreu arredor de hai 45.000 – 55.000 anos.

## Variación fenotípica en humanos 
A análise do ADN antigo permite estudar as mutacións de trazos fenotípicos consecuencia dos cambios no ambiente e no comportamento humano. A migración a novos hábitats, novos cambios na dieta (despois da transición á agricultura) e a constución de grandes comunidades levou á exposición dos humanos ás novas condicións que finalmente terían como resultado unha adaptación biolóxica.

### Cor da pel 
A migración dos humanos fóra de África a latitudes máis altas supuxo unha menor exposición á luz solar. Como os raios ultravioleta A e B son esenciais para a síntese de vitamina D, a cal regula a absorción de calcio e é fundamental para a saúde ósea, vivir en latitudes altas significaría unha substancial redución na síntese de vitamina D. Isto puxo unha nova presión selectiva sobre o carácter da cor da pel, favorecendo cores da pel máis claras nas latitudes máis altas.
Os dous xenes máis importantes implicados na pigmentación da pel son SLC24A5 e SLC45A2. Hoxe en día, os alelos de “pel clara” destes xenes están fixados en Europa, pero adquiriron unha frecuencia relativamente maior máis recentemente (hai uns 5.000 anos).

### Adaptación á dieta agrícola 
Un dos maiores exemplos de adaptación despois do cambio á dieta agrícola e gandeira é a persistencia da produción do encima lactase durante a etapa adulta. Este encima é esencial para dixerir a lactosa, azucre presente no leite e produtos lácteos, e a ausencia deste encima pode causar diarrea despois de consumir estes produtos. A persistencia da lactase está determinada predominantemente por unha mutación dunha soa base no xene MCM6 e os datos de ADN antigo mostran que esta mutación fíxose común só nos últimos 5.000 anos, miles de anos despois do comezo das prácticas de obtención de leite dos animais. que a evolución humana recente para resistir á infección de patóxenos tamén incrementou o risco de enfermidade inflamatoria nos europeos do post-Neolítico nos últimos 10.000 anos, estimando a natureza, forza e tempo de comezo das seleccións debidas a patóxenos.

## Plantas e animais 
Moitos vertebrados non homininos, como antigos mamuts, osos polares, cans e cabalos, foron reconstruídos extraendo e analizando ADNa de fósiles e mostras conservadas a baixa temperatura ou alta altitude. Os estudos sobre mamuts fanse frecuentemente grazas á abundante presenza de tecido brando e pelo no permafrost e son utilizados para identificar as relacións e cambios demográficos con elefantes máis recentes. Os estudos sobre osos polares realizáronse para identificar o impacto dos cambios climáticos na evolución e biodiversidade. Os estudos sobre cans e cabalos serviron para comprender mellor a súa domesticación. En plantas illouse ADNa de sementes, pole e cebada antiga e moderna. Outra aplicación foi a detección da domesticación e proceso de adaptación do millo, que inclúe xenes para a tolerancia á seca e contido de azucre. Finalmente, outra área pioneira de interese é o denomindado “proxecto des-extinción”, que pretende a resurrección de especies extintas, como o mamut. Este proxecto, que parece será posible grazas á tecnoloxía CRISPR/Cas9, está, porén, fortemente conectado con moitos aspectos éticos.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Paleoxenética
* Arqueoxenética