Identifican los sitios donde el genoma inicia su duplicación

La existencia de los organismos vivos depende de que sus células se puedan dividir. El proceso de la división celular, básico para el crecimiento y el desarrollo de cualquier especie, requiere que todo su genoma se duplique antes de que pueda transmitir una copia a cada célula hija, algo que es absolutamente necesario para mantener la integridad del DNA de esa especie. Es como si una persona que posee un determinado capital y desea transmitir a sus dos descendientes esa misma cantidad necesita duplicarlo antes de poder repartirlo a partes iguales. 

Replicación del ADN

El genoma de los organismos complejos es enorme; para hacernos una idea, en la planta Arabidopsis o en la mosca Drosophila, modelos experimentales comunes de plantas y animales, respectivamente, el genoma posee unos 120 millones de unidades, las bases del DNA que constituyen el llamado código genético. En el caso de las células humanas el genoma posee unas 3300 millones de unidades. Pero los hay incluso mucho mayores. 

Precisamente debido a su enorme tamaño, el genoma no se duplica empezando en un único lugar y progresa hasta completar la duplicación sino que se inicia en múltiples sitios repartidos a lo largo del genoma que se denominan orígenes de replicación. Identificar su localización y las características que los distinguen de otras regiones próximas que no funcionan como orígenes es un problema de gran dificultad. Sin embargo, su funcionamiento correcto es fundamental para la vida de la célula. 

Una investigación del CBMSO, centro mixto del CSIC y la UAM, ha permitido construir el mapa para localizar los orígenes de replicación del genoma, por primera vez en un organismo vegetal, la planta Arabidopsis thaliana, utilizada en el laboratorio como modelo experimental. En este estudio han participado también investigadores del CNB, y de las Universidades de California y de Georgia, en USA.

El incorrecto funcionamiento de los orígenes de replicación tiene consecuencias catastróficas para la célula ya que ocasiona que ciertas regiones del genoma no se dupliquen o lo hagan más de una vez en cada división celular, produciéndose ganancias o pérdidas de las mismas. Con ello se altera la integridad del genoma que en muchos casos contribuye a la transformación cancerígena de la célula.

Una vez identificados las posibles localizaciones en el genoma que pueden funcionar como orígenes de replicación cierta información de su entorno es la que parece determinar su actividad. En concreto, lo más importante parece ser la asociación de los orígenes de replicación con ciertas marcas epigenéticas -es decir aquellas modificaciones del DNA y de algunas proteínas asociadas que forman la cromatina-, y que no conllevan cambios en la secuencia del DNA (el código genético).

CBMSO (Cultura Científica)