comunidades

Información genómica fluye como datos en internet

2016



Gracias a unas etiquetas presentes en los genes, la información que estos contienen fluye en un sentido determinado. Curiosamente, en la comunicación en Internet sucede del mismo modo, reveló un nuevo estudio.

Este hallazgo, realizado por especialistas del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), en España, ayudará a comprender las consecuencias genéticas de nuestras propias actividades, sus posibles repercusiones biomédicas e, incluso, a prever nuestro futuro genético.

Gracias a ello, ahora es posible entender las diferencias entre especies, ya que resulta que esa red de comunicación es una pieza clave en la regulación genética. Esta información epigenética (que es aquella que está por encima del genoma y está compuesta por dichas etiquetas) tiene una enorme importancia, como veremos más adelante.

El equipo español –sabiendo esto– estudió cómo se va moviendo la información epigenética en los organismos. Paradójicamente -han descubierto- lo hace de la misma manera que se mueve la información por Internet. Según explicaron los autores en la revista Cell, para hacer este hallazgo, emplearon los mismos algoritmos que se usan para analizar la influencia y la popularidad de páginas web, tales como Wikipedia o las páginas de redes sociales.

¿Qué es la información epigenética?

El epigenoma ha cobrado gran importancia a nivel científico. El genoma se ha quedado corto para comprender la vida. Por eso ha sido necesario ir más allá. La epigenómica nos diferencia como seres individuales, como grupos e incluso está relacionada con procesos patológicos y enfermedades como el cáncer. Además, nos puede ayudar a comprender cuál será el impacto de nuestras actividades en la salud de generaciones futuras y en la evolución humana.

Aclaremos esto. Muchos de nosotros pensamos, durante años, que el ADN era el único elemento que determinaba las características que tenían todos los seres vivos y que, además, se transmitían de generación en generación. Por ello, llegamos a creer que todo está escrito en nuestros genes y que poco se podía hacer al respecto para cambiarlo.

Sin embargo, hace pocos años se descubrió que la vida no es algo tan sencillo. Que existen modificaciones genéticas o unas etiquetas (o tags) que intervienen en cómo se expresan los genes en los organismos. Esto es lo que ha recibido el llamativo nombre de epigenoma.

¿Por qué somos como somos?

Las células que conforman los organismos vivos se han ido especializando y repartiendo sus actividades funcionales. Es precisamente la coordinación de estas células la que hace posible la supervivencia del organismo. Para lograr este objetivo, las células tienen la capacidad de comunicarse entre ellas y con su entorno. Gracias a esta capacidad, pueden hacer frente a los cambios externos.

¿Pero en qué consiste esta red? ¿Cómo es posible que las células del organismo con el mismo acerbo genético sean capaces de originar formas completamente distintas, como una neurona y una célula de la piel, si todas las células presentan la misma información almacenada en su ADN, es decir, tienen el mismo genoma?

Pues bien, la explicación está en los mecanismos epigenéticos. Es decir, y poniéndonos un poco más técnicos, en cómo se etiquetan los genes para que las células puedan leer la información que contienen, diferenciarse y localizarse en las regiones oportunas. Por tanto, son precisamente estos mecanismos los encargados de activar y reprimir genes.

Una etiqueta clave

Los investigadores del CNIO recopilaron información procedente de las investigaciones realizadas al respecto hasta el momento. Y se encontraron con la existencia de una gran diversidad de modificaciones químicas que afectan al ADN. Mediante la aplicación de algoritmos matemáticos (tal y como dijimos antes, los mismos utilizados para medir la popularidad e influencia de las páginas web) llegaron a la conclusión de que había una marca específica sobre la letra C (citosina) del ADN clave en el proceso.

La etiqueta a la que hacemos referencia es la denominada 5hmC. Es la que más influye en la red de comunicación de las células madre y a través de la que fluye la mayor parte de la comunicación entre los distintos elementos del epigenoma.

Pensemos por un momento en esos mensajes virales que nos encontramos a menudo en Facebook o Twitter. Esos mensajes son reconocidos por los lectores y se transmiten por toda la red. Pues bien, la señal 5hmC actúa como una etiqueta que conecta a otras etiquetas del ADN. Por ello, y en cierto modo, 5hmC es aquello que permite que los mensajes genéticos se puedan convertir en mensajes virales en el genoma.

Esta etiqueta enlaza otras marcas químicas tales como la des-metilación o los complejos moleculares que reconfiguran las histonas del material genético o, también, los factores de transcripción (proteínas que alteran la expresión de los genes). De ahí que parece tener gran importancia en los procesos de regulación epigenética.

Además, gracias a la 5hmC es posible regular cambios en la compactación del material genético, en los procesos de diferenciación celular o en el metabolismo energético de las células embrionarias. Recordemos que el material genético se compacta para poder llevar a cabo la división celular. Entonces la 5hmC parece tener también gran relevancia en este tipo de procesos.

Lo próximo a realizar

El estudio de la 5hmC nos muestra claramente cómo se identifica, se mueve y se reconfigura el ADN. No obstante, todavía queda mucho por investigar. La comprensión de los mecanismos de regulación del material genético será fundamental para poder preveer los cambios en nuestro genoma y cómo afecta el ambiente al mismo. Con ello será mucho más sencillo entender los aspectos ambientales que nos condicionan a nivel interno.

Los retos y las posibilidades futuras a nivel biomédico son enormes. Podremos comprender mejor los mecanismos evolutivos. Sabremos cuáles son los procesos de comunicación celular (con lo que ello implica a nivel sanitario: cáncer, enfermedades degenerativas, etc.). En definitiva, las posibilidades son enormes y el camino por andar también es muy grande.

Referencia bibliográfica:

Juan D, Perner J, Carrillo de Santa Pau E, Marsili S, Ochoa D, Chung HR, Vingron M, Rico D, Valencia A. Epigenomic co-localization and co-evolution reveal a key role for 5hmC as a communication hub in the chromatin network of ESCs. Cell Reports (2016). DOI: 10.1016/j.celrep.2016.01.008.

Fuente: Tendencias 21 / Anabel Paramá

Fuente: este post proviene de Blog de biogea, donde puedes consultar el contenido original.
¿Vulnera este post tus derechos? Pincha aquí.
¿Qué te ha parecido esta idea?

Esta idea proviene de:

Y estas son sus últimas ideas publicadas:

La aniquilación de la naturaleza

2017 La última paloma pasajera (Ectopistes migratorius) murió cautiva en el zoo de Cincinnati (EE UU) en 1914. En la práctica, la que fuera el ave más abundante del planeta llevaba años extinguiéndos ...

Recomendamos

Relacionado

ADN Arte y cultura Biología ...

Inicio El estudio de nuestro genoma no es tan reciente como algunos piensan; muchos investigadores, a lo largo de siglos, han contribuido a construir su conocimiento, en una historia de eventos que permitieron sentar las bases para lo que ahora llamamos el estudio del genoma humano. El estado actual de nuestro conocimiento acerca de la molécula que controla el funcionamiento de nuestras células no ...

ADN Bioingeniería Biología molecular ...

Miguel Ángel Cevallos Nuevas técnicas permiten producir en un tiempo récord y a menor costo todo tipo de mutaciones en las plantas y animales que se usan como modelos en la investigación. ¿Deberíamos aplicarlas también a los seres humanos para prevenir o curar enfermedades genéticas? Una de las características de la ciencia que más me entusiasman es que uno nunca sabe por dónde va a saltar la lieb ...

Ciencia y tecnología Evolución Historia ...

Ilustración: Raziel Méndez Comparando el genoma del neandertal con los genomas completos de cinco seres humanos actuales de distintas regiones, se ha descubierto que los europeos y los asiáticos tienen genes que provienen de esa especie, pero los africanos no. Esto sugiere que los Homo sapiens sí se aparearon con los neandertales en la época en que ambas especies coincidieron en el Medio Oriente. ...

ADN Bioingeniería Biología ...

Una nueva herramienta diseñada para ayudar a los genetistas de diferenciar entre las mutaciones patogénicas e inofensivas, ya está disponible en la Internet. La fracción de los genes que codifican proteínas se llama el exoma, y el análisis de todo el genoma ha revelado que mientras que el ADN de un paciente con una enfermedad monogénica contiene cerca de 20.000 variaciones, sólo una o dos están ca ...

ADN Arte y cultura Biología ...

Diana Buzo Zarsoza, Ricardo Noguera Solano Introducción Hablar de moralidad es hablar de un término con varios sentidos y significados, desde la asignación de un conjunto de códigos de comportamientos atribuidos a diferentes grupos sociales hasta la capacidad de elaborar juicios y actuar en función de ellos. Las explicaciones sobre la moralidad se han modificado dependiendo de si son asuntos rela ...

ADN Bioingeniería Biología ...

2015 Si alguien había encontrado una forma de crear un bebé modificado genéticamente, supuse que George Church lo sabría. En su laberíntico laboratorio del campus de la facultad de medicina de la Universidad de Harvard (EEUU) puedes encontrarte con investigadores dotando a la bacteria E. Coli de un nuevo código genético jamás encontrado en la naturaleza. En otra esquina, otros están planeando usa ...

ADN Biología celular Biología molecular ...

Oct 2015 Incluso en España, el país líder en trasplante de órganos, hay siempre más demanda que oferta de ese material vital, y el problema es aún peor en otros países. El cerdo se considera una de las fuentes más prometedoras de órganos, pero las investigaciones están paradas por un grave problema: su genoma contiene docenas de retrovirus que pueden activarse e infectar al receptor del trasplant ...

ADN Biología celular Biología molecular ...

Una detallada revisión sobre lo que se sabe al día de hoy acerca de las estructuras que protegen los extremos de los cromosomas, publicada por dos investigadoras del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas. El trabajo revela la importancia presente y futura de los telómeros en la medicina, ya que son clave en el envejecimiento y en el cáncer, y mucho más complejos de lo esperado. El estudio ...

ADN Bioingeniería Biología ...

Quienes escriben suelen confesar que pasan casi más tiempo corrigiendo sus obras que escribiéndolas. Que ese es el momento crucial y singular. Los biólogos admiran el ADN, un libro de instrucciones de aparente sencillez e infinita complejidad. No escribieron nada de él, pero sueñan con editarlo. Ellos también querían su momento singular. Y, posiblemente, acaba de llegar. La herramienta que puede c ...

Biología Biología celular Biología molecular ...

Dic 2016 Científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos en California (EU) han conseguido, en ratones con progeria –una enfermedad genética que provoca el envejecimiento prematuro–, aumentar su esperanza de vida desde una media de 18 semanas a 24, lo que supone un 30 por ciento más. El hallazgo, publicado en la revista Cell, muestra cómo los investigadores han revertido los signos del enve ...