Científicos de Australia y los Estados Unidos han logrado nuevos avances en la comprensión de la estructura tridimensional del genoma, uno de los mayores desafíos que enfrenta actualmente el campo de la genómica y la genética. Sus conclusiones publicadas en la revista Nature Genetics, nos ofrecen nuevas directrices en el estudio de la expresión génica.
Alrededor de 3 metros de ADN se encuentra completamente plegado en el núcleo de cada célula de nuestro cuerpo. Este plegado permite que algunos genes sean “expresados” o activados, excluyendo o inactivando a los demás. El Dr Tim Mercer y el profesor John Mattick del Instituto Sydney’s Garvan de Investigación Médica y el Profesor John Stamatoyannopoulos de la Universidad de Washington analizaron la estructura 3D del genoma en alta resolución para comprender mejor la expresión génica.
Los genes de los organismos eucariotas superiores están compuestos de “exones” y de “intrones” (siendo los primeros las secuencias que codifican para proteínas y se expresan, y los últimos son secciones de ADN no codificante para proteínas). En el proceso de transcripción un gen, el ADN se transcribe en ARN, posteriormente las secuencias de intrones son eliminadas y los exones son empalmados de forma que se consigue una secuencia única que codifica una proteína. Dependiendo de los exones que se unen, el mismo gen puede generar diferentes proteínas.
Gracias a las grandes cantidades de datos proporcionadaos por el proyecto ENCODE, el Dr. Tim Mercer y sus colegas han obtenido interesantes observaciones junto con sus estudios del plegado del genoma encontrando que, incluso dentro de un gen, ciertos exones son fácilmente expuestos para interaccionar con la maquinaria biológica.
“Imagine un largo e inmensamente complicado vid, sus ramas retorcidas que presentan algunas uvas para ser arrancados con facilidad, al tiempo que ocultan otras más allá de su alcance,” explica el Dr. Mercer. “Al mismo tiempo, imagine un recolector de frutas perezoso sólo recogiendo la uva a su alcance. El mismo principio se aplica en el genoma. Genes específicos e incluso los exones específicos, se sitúan en una posición que permitan ser alcanzados más fácilmente por la maquinaria biológica.”
En los últimos años, se ha podido observar cómo el plegamiento del genoma ayuda a determinar su expresión y regulación y este estudio proporciona la primera indicación de que la estructura tridimensional del genoma puede influir en el corte y empalme de los genes.
Los investigadores han llegado a la conclusión de que el genoma se pliega de tal manera que expone a la maquinaria de transcripción la zona promotora situada previa a los exones. Como si facilitara el trabajo a dicha maquinaria. Todo esto genera un punto de vista distinto al deducir que el genoma se dobla alrededor de la maquinaria de transcripción, en lugar de al revés. Los genes que entran en contacto con la maquinaria de transcripción consiguen formar sus tránscritos mientras que los que se encuentran lejos del acceso de esta maquinaria se ignorarían.
De nuevo, por el cruce de investigaciones distintas como el proyecto ENCODE y el estudio en 3D de la estructura de los genomas, se va conociendo mejor el apasionante mundo de la expresión de los genes. Incluso cambiando un poco el punto de vista que se tenía anteriormente. Interesante, ¿verdad?.
Referencias: DNase I-hypersensitive exons colocalize with promoters and distal regulatory elements, DOI: 10.1038/ng.2677
