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La organización del ADN influye en la evolución de las especies

El Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG, centro mixto del CSIC y la Universidad de Salamanca) ha inauguradolos seminarios de investigación del curso 2013-2014 con la intervención de Paco Antequera, científico de la unidad de Dinámica del Genoma y Epigenética de este centro, especialista en la organización del genoma en el núcleo de las células eucariotas. El científico ha explicado que el empaquetamiento del ADN produce pequeñas variaciones en la información genética que se acumula con el paso de las generaciones.

“En cada célula humana hay dos metros de ADN aproximadamente que están confinados en una esfera de unas 20 micras de diámetro, que es el tamaño del núcleo”, afirma Paco Antequera en declaraciones a DiCYT. Por eso, la molécula de ADN está “empaquetada” en varios niveles de organización.

En primer lugar, se enrolla en unos complejos de proteínas llamados nucleosomas, que a su vez forman otras estructuras superiores. Ese primer nivel de organización es tan estable que se ha conservado así durante millones de años. Sin embargo, los nucleosomas dejan una huella en forma de variaciones en la secuencia del ADN. Al igual que cuando se empaqueta un objeto puede quedar un doblez, esta forma de compactar la información genética también deja señal.

La información genética del ADN se copia al ARN mensajero y se utiliza para sintetizar proteínas, de manera que se transmite el sesgo. Esa pequeña divergencia, que sólo se crea a lo largo de millones de años, se va convirtiendo en específica de cada especie, de manera que especies distintas introducen sesgos diferentes.

“El empaquetamiento de los nucleosomas, al generar esas diferencias, contribuye a que los que los genomas diverjan”, indica Paco Antequera, de manera que “los nucleosomas son un agente muy importante en la variación de los genomas, que es la base de la evolución”.

De hecho, según los experimentos del IBFG y de otros grupos, esto puede tener consecuencias en la investigación genética, ya que al introducir ADN de un organismo en el genoma de otro (por ejemplo, de levadura a ratón), es posible que no se empaquete bien debido al sesgo de la especie en la que siempre ha evolucionado.

Estos pequeños cambios provocados por los nucleosomas, serían aleatorios y se irían acumulando a lo largo del tiempo, como ocurre con todas las variaciones del genoma. “La idea de Charles Darwin es que se genera variabilidad sin ningún tipo de predicción sobre cuál puede ser su utilidad y después el mecanismo de selección natural elige entre esas variaciones”, comenta el científico, conectando su trabajo con la evolución de las especies.

Estudio en levaduras

El laboratorio de Paco Antequera en el IBFG estudia estas cuestiones utilizando levaduras como modelo. El motivo es que realizar este tipo de investigación requiere “saber dónde está cada nucleosoma del núcleo y realizar mapas”, algo que sólo se puede hacer con técnicas de secuenciación masiva y en genomas pequeños. “El genoma humano es 200 veces mayor que el de una levadura y tiene una enorme cantidad de secuencias repetidas. Además, no es manipulable genéticamente, lo cual impide la realización de experimentos que son fácilmente ejecutables en genomas de organismos como las levaduras ”, comenta, así que hoy por hoy sería técnicamente muy difícil realizar esta investigación con células humanas o animales.

En cualquier caso, las características generales de la organización del genoma en las levaduras se conserva en todas las células eucariotas por lo que son un modelo excelente para el estudio de los principios básicos de la estructura y la función del genoma en otros organismos más complejos.

Información de la agencia de noticias DiCYT

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