Los científicos esperan que su estudio y el de otros genomas gigantes arrojen luz sobre la resiliencia de las especies.
El Helecho horquilla de Nueva Caledonia ( Tmesipteris oblanceolate ) posee el genoma más grande encontrado hasta ahora. ORIANE HIDALGO
El genoma humano está formado por 3 mil millones de pares de
bases de ADN. Pero eso no es nada comparado con el helecho horquilla de Nueva
Caledonia ( Tmesipteris oblanceolate ), una planta frondosa con zarcillos
originaria de varias islas del Pacífico. Su genoma contiene la asombrosa cifra
de 160 mil millones de pares de bases , lo que lo convierte en el genoma más
grande jamás descubierto, informan hoy los investigadores en iScience . El
hallazgo podría ayudar a los científicos a comprender cómo los genomas crecen
tanto y cómo estos conjuntos masivos de genes afectan la adaptabilidad y
supervivencia de las especies.
Es un hallazgo interesante, pero no totalmente inesperado,
señala Kenneth Birnbaum, biólogo del desarrollo del Centro de Genómica y
Biología de Sistemas de la Universidad de Nueva York que no formó parte del
equipo de investigación. “Los helechos son conocidos por esto. … Estos son los
clásicos acumuladores de cromosomas”.
El ADN está formado por pares de bases, dos moléculas
conectadas por enlaces de hidrógeno. El genoma más pequeño descubierto hasta
ahora pertenece al parásito de los mamíferos Encephalitozoon intestinalis , con
unos míseros 2,25 millones de pares de bases.
Los genomas de las plantas tienden a ser más pesados, y los
científicos saben que las plantas con genomas relativamente grandes tienden a
vivir más tiempo, a reproducirse más lentamente y a ser más vulnerables al
estrés ambiental. Pero no existe una relación clara entre el tamaño del genoma
de un organismo y su complejidad física o fisiológica, señala Rose Marks,
investigadora postdoctoral de la Universidad Estatal de Michigan que estudia la
genómica de las plantas y no formó parte del equipo de investigación. "El
tamaño del genoma no se correlaciona estrechamente con la complejidad anatómica
o del organismo", dice. "Es algo que todavía no podemos
controlar".
Entra Jaume Pellicer, autor principal del estudio y botánico
del Instituto Botánico de Barcelona. Él y sus colegas no buscaban entrar en los
libros de récords. Más bien, estaban investigando qué papel desempeñaban las
secuencias repetitivas de ADN en la evolución de plantas con genomas
excepcionalmente grandes.
Sabiendo que los helechos a menudo tienen tramos
notablemente largos de ADN repetitivo, el equipo recurrió al helecho horquilla
para su análisis. La planta no destaca en las selvas tropicales de las pocas
islas del Pacífico, incluidas Nueva Zelanda y Nueva Caledonia, donde se
encuentra, señala Pellicer. “No es una planta con flores, por lo que no recibe
mucha atención. Supongo que la belleza está en el interior”.
Los investigadores utilizaron citometría de flujo, una
técnica basada en láser que analiza las características celulares, para contar
los 160 mil millones de pares de bases del helecho. Eso es 11 mil millones más
que el anterior poseedor del récord del genoma, una planta con flores japonesa
llamada Paris japonica . Pero “la pregunta del millón”, afirma Pellicer, es por
qué el helecho posee un genoma tan enorme.
Hay dos formas principales en que las plantas obtienen
genomas extragrandes . Una es la copia masiva del genoma dentro del núcleo,
conocida como poliploidía. El otro es tener un conjunto de secuencias de ADN no
codificantes repetitivas. "Solíamos llamar [a esas secuencias] ADN
basura", dice Pellicer. Pero ahora los investigadores “saben que tienen la
capacidad de insertarse en genes cercanos y proporcionarles nuevas funciones o
silenciarlos”.
Sin embargo, “es difícil imaginar”, dice Birnbaum, que
producir grandes cantidades de ADN no codificante confiera “algún tipo de
ventaja selectiva [al helecho]. Es una carga increíble producir ADN para cada
célula y luego empaquetarlo y luego protegerlo”.
Sin embargo, incluso mientras los investigadores continúan
reflexionando sobre por qué el helecho horquilla tiene un genoma tan vasto,
dudan de encontrar muchos organismos eucariotas con genomas que sean
sustancialmente más grandes. "Tenemos una buena comprensión de los genomas
de todas las familias [de organismos]", dice Pellicer, y es probable que
el helecho esté cerca del límite superior. "Si no estamos en el extremo
superior de la escala", dice, "estamos cerca de ello".
doi: 10.1126/ciencia.zy16lod
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