Lo que Mendel no se imaginó o las sorpresas de la Genética - UAM-I

Lo que M endel no se imagin¶o o las sorpresas de
la G en¶etica M olecular
H ¶ e c t o r S e r r a n o y Ma . D o lo r e s Ga r c ¶ ³a S u a¶ r e z
D e p t o . d e Cie n c ia s d e la S a lu d y B io lo g ¶ ³a D iv. Cie n c ia s B io l¶o g ic a s y d e la S a lu d , U A M-I
Introducci¶
on
Mendel y la Gen¶
etica Cl¶
asica.
¶
Casi siempre asociamos la palabra GENETICA
con
un nombre: Gregor Mendel. Tambi¶en hacemos esa
asociaci¶
on con la herencia, la transmisi¶on de las caracter¶³sticas gen¶eticas de una generaci¶on a la otra.
Esencialmente, esa transmisi¶on se hace de acuerdo a
los principios b¶asicos encontrados por este monje polaco y que se han de¯nido como las \Leyes de Mendel". Los meticulosos estudios de Mendel se enfocaron a analizar caracter¶³sticas de la semilla y de
la planta de ch¶³charo. Dentro de las varias caracter¶³sticas que analiz¶o se encuentran el color y textura de la semilla, color de la °or y su posici¶on en el tallo y la propia longitud del tallo. Todas estas caracter¶³sticas se rigen por una relaci¶on simple de dominancia y recesividad (Salamanca, 1988). A partir del n¶
umero de plantas que ten¶³a con alguna caracter¶³stica particular, o la combinaci¶on de ellas, despu¶es de haber utilizado padres que la(s) hab¶³an mostrado por varias generaciones, pudo obtener proporciones casi perfectas.
Las primeras sorpresas. Enfermedades ligadas al cromosoma sexual.
Uno de los avances fundamentales en este sentido,
fue el establecimiento de la Teor¶³a Cromos¶
omica de
la Herencia. Bajo esta teor¶³a, los genes ahora ocupaban un lugar f¶³sico, y que se podr¶³an asociar a cromosomas autos¶
omicos, o bien a aquellos que se presentan exclusivamente en uno u otro sexo: los cromosomas sexuales. La asociaci¶
on de caracter¶³sticas
gen¶eticas con los cromosomas, parec¶³a ampliar y modi¯car el campo iniciado por Mendel ( Dobzhanski et al., 1977).
La asociaci¶
on de caracter¶³sticas fenot¶³picas con los
cromosomas sexuales tambi¶en se aplica a los genes
cuya falta de expresi¶
on se asocia a desarrollos patol¶
ogicos. En humanos, es muy com¶
un o¶³r los comentarios referentes al Daltonismo, tambi¶en conocido como \ceguera al color", padecimiento asociado a una regi¶
on del cromosoma X y que determina la muy poca honrosa exclusividad de padecer esta enfermedad a los hombres. Quiz¶
a el caso m¶as conocido de una enfermedad asociada a los cromosomas sexuales es la Hemo¯lia o \enfermedad de la
realeza".
Cuando utilizaba ch¶³charos con una caracter¶³stica o
alelo dominante y los fertilizaba con el polen de otra
planta con el alelo recesivo, los efectos en las plantas \nietas" eran muy claros. Una de cada cuatro plantas ten¶³an la caracter¶³stica recesiva mientras
que las dem¶
as mostraban el alelo dominante. Ahora bien, al utilizar una cepa de ch¶³charos con dos
caracter¶³sticas dominantes y las cruz¶o con otra cepa con los alelos recesivos, la descendencia era diferente. Al igual que en el caso anterior, s¶
olo una
de cada diecis¶eis plantas nietas era recesiva, nueve de ellas mostraban las caracter¶³sticas dominantes y los seis restantes ten¶³an las caracter¶³sticas mezcladas, sin embargo, siempre se mostraba una de
las caracter¶³sticas dominantes. Si bien esto es cierto, con el transcurso de los a~
nos se ha demostrado que la interacci¶on entre gene dominante y recesivo no es la u
¶nica.
Cuando se conocen los ¶
arboles geneal¶
ogicos, como en
la familia real europea, es f¶
acil detectar este tipo de
herencia. Sabemos que la Reina Victoria tuvo en su
hijo Leopoldo de Albania la expresi¶
on an¶
omala del
gene de una prote¶³na que interviene en la coagulaci¶on
de la sangre. A su vez, una de sus hijas, la madre
de Federico de Hesse, hered¶
o a ¶este el cromosoma
defectuoso, lo que le hizo padecer la enfermedad.
Una de las hermanas de Federico de Hesse, la Zarina Alexandra, hered¶
o a su hijo, el Zarevitch Alexis, el cromosoma defectuoso. Es un hecho altamente conocido, incluso en el ¶
ambito de gui¶on cinematogr¶
a¯co o de tema literario, la susceptibilidad del Zarevitch a desangrarse con el menor rasgu~
no. En este caso, es evidente la asociaci¶on con
el cromosoma X dado que s¶
olo los hijos varones son
los que sufren la enfermedad, pero que es a trav¶es
de las hijas que el gene se mantiene en la poblaci¶on
(Srb et al., 1971).
61
62
Otra sorpresa: Alelos m¶
ultiples y herencia
polig¶
enica.
No todas las caracter¶³sticas se mantienen en una relaci¶
on de dominancia-recesividad, pues en algunos
casos las dos versiones coexisten. A este tipo de relaci¶
on se le denomina de co-dominancia, en donde
ambas caracter¶³sticas se expresan, como sucede en
los humanos con los grupos sangu¶³neos. En el caso del sistema de grupos sangu¶³neos ABO, los alelos A y B son dominantes sobre el O (representado por el alelo i). Una persona que sea del grupo sangu¶³neo A tendr¶
a entonces dos posibles genotipos con
el mismo resultado: IA IA o IA i,. Lo mismo ocurre para una persona con tipo sangu¶³neo B. Cuando est¶
an presentes los alelos IA e IB , ambos se expresan, lo que da por resultado el fenotipo AB.
A¶
un m¶
as, no siempre podemos explicar el efecto de
los genes a trav¶es de los modelos de¯nidos en estos sistemas. Algunas caracter¶³sticas est¶an dictadas
por m¶
as de un gene. En estos casos, todos ellos pueden expresarse y la diferencia es en el n¶
umero que lo
hagan. As¶³, en el caso de la longitud de los huesos,
asociado con la estatura, o del color del pelo y la piel,
si se expresan dos genes, los huesos tendr¶an el doble de extensi¶
on, o el pelo y la piel el doble de la pigmentaci¶
on que cuando se expresa s¶olo uno. Conforme se expresen mayor n¶
umero de genes que determinen esa caracter¶³stica, mayor ser¶a la \dosis" con
que cuente el organismo (Dobzhansky et al., 1977),
a este tipo de herencia se le denomina herencia
polig¶enica.
Todos estos hechos no contemplados en la \Gen¶etica
Mendeliana" han sido explicados por los modelos
de la \herencia ligada al sexo", la \herencia polig¶enica" o los \alelos m¶
ultiples". Sin embargo, recientemente y gracias a la aplicaci¶on de las metodolog¶³as del ADN recombinante, se han detectado algunas de las aparentes \violaciones" a las Leyes de
Mendel.
>Y esto? <<genes saltarines!!
En el inicio de la d¶ecada de los a~
nos 40, B¶arbara
Macklintock inici¶o una serie de estudios que la llevar¶³an a ganar el Premio Nobel y al cual dedic¶
o el
resto de su vida: los transposones. En la actualidad, los cient¶³¯cos dedicados a este tipo de entidades han determinado que se trata de segmentos de
¶acido desoxirribonucleico (ADN) que presentan varios aspectos interesantes, entre los cuales sobresale
su capacidad de \brincar" o \transponerse" de un sitio a otro dentro del genoma de un organismo; tambi¶en poseen la particularidad de tener las mismas letras (que en este caso se denominan nucle¶otidos), al
inicio y al ¯nal, lo que le permite \reconocerse" en el
proceso. Algunos de estos elementos contienen la informaci¶
on de un par de enzimas que les permiten in-
ContactoS 39, 61{68 (2001)
tegrarse en diferentes regiones de los cromosomas,
debido a su funci¶
on, estas enzimas se han denominado integrasa y resolvasa. En la ¯gura 1 mostramos esquem¶
aticamente las diferentes etapas del proceso de transposici¶
on.
La integrasa le permite al transpos¶
on reconocer y
romper la doble cadena de ADN que constituye al
cromosoma, lo que permite que el transpos¶
on pueda tener un sitio al cual \brincar". Cuando el proceso de inserci¶
on se ha iniciado, el sitio a donde se integrar¶
a el transpos¶
on presenta una alteraci¶
on de la
estructura normal y estable: en lugar de tener solo dos cadenas, en esa zona est¶
an coexistiendo cuatro. Este \nudo" es desatado gracias a la segunda enzima, la resolvasa (Schmitt, 1986).
Durante el proceso, los transposones inducen cambios en la expresi¶
on de los genes vecinos. Si por ejemplo tuvi¶esemos un gene dominante en el m¶
as puro sentido de la gen¶etica Mendeliana, que se encuentre localizado en la misma direcci¶
on a la que se integr¶
o el transpos¶
on, dicho gene no se expresar¶³a, con
lo que ese organismo ser¶³a detectado como \recesivo"; el efecto es similar al que ocasionan los cambios en la informaci¶
on gen¶etica conocidos como mutaciones puntuales, de las cuales se pueden mencionar las referentes a la ganancia o a la p¶erdida de un
nucle¶
otido (tambi¶en conocida como adiciones y deleciones, respectivamente) y el que, en lugar de empezar a leer el mensaje en el primer nucle¶
otido lo haga en la segunda (es decir, se tenga diferente pauta de lectura). La diferencia entre los efectos de los
transposones y las mutaciones puntuales es que la
re-expresi¶
on del gene afectado es m¶
as probable para
el primer caso, dado que la expresi¶
on del gene se restablece cuando el transpos¶
on \brinca" a otro lugar
y no deja \huella" de su presencia (Schmitt, 1986).
El Dogma Central y la Biolog¶³a Molecular.
>Una explicaci¶
on?
Ahora bien, parecer¶³a que ¶este es el u
¶nico caso en
el cual se violan las Leyes de Mendel. El principio
b¶
asico de la Biolog¶³a Molecular como teor¶³a informativa, tambi¶en denominado como \El Dogma Central", postulado y defendido por Francis H. Crick, indica que la informaci¶
on esencial para la construcci¶
on de una prote¶³na se encuentra en el ADN. La
informaci¶
on contenida en esta mol¶ecula no es vertida directamente en prote¶³na, sino que se requiere de una mol¶ecula que tenga el mismo tipo de alfabeto: el ARN.
Al igual que el ADN, el ARN est¶
a formado de nucle¶
otidos, la diferencia es que en el az¶
ucar, uno de los
componentes del ARN, se presenta un grupo hidroxilo, ausente en el az¶
ucar correspondiente al ADN,
Lo que Mendel no se imagin¶o. . . H¶ector Serrano y Ma. Dolores Garc¶³a
adem¶
as de presentar una base nitrogenada diferente: el Uracilo. Ahora bien, del ARN tenemos tres diferentes versiones: una en la que se \copia" el mensaje (mARN), una segunda que forma parte de los ribosomas (rARN) y una m¶as, que hace las veces de \traductor" (tARN). El destino ¯nal de esta teor¶³a informativa es la s¶³ntesis de prote¶³nas. Cuando el °ujo de informaci¶on va de ADN a ARN se le denomina TRANSCRIPCION, cuando es de ARN a prote¶³nas, el proceso se denomina TRADUCCION.
La conjunci¶
on entre las leyes de Mendel y el Dogma
Central es m¶as o menos clara. Una regi¶on de ADN
que es transcrita en mARN ¯nalmente es traducida
a una prote¶³na que puede determinar la forma en
la cual se lleva a cabo una funci¶on espec¶³¯ca. Si la
prote¶³na promueve la s¶³ntesis de melanina, entonces
esa c¶elula tendr¶a la expresi¶on de una dosis.
Y >Qu¶
e pasa con los virus tumorales y otros
virus?
El Dogma Central tambi¶en ha sido modi¯cado. En
la actualidad se sabe que el °ujo de informaci¶
on puede tener algunos puntos en los cuales se puede echar
marcha atr¶
as; en ocasiones, se utiliza como molde
una cadena de ARN a partir de la cual se sintetiza ADN, este es el proceso de transcripci¶
on reversa, el ejemplo m¶as conocido es el del virus causante del SIDA (Serrano, 1992), sin embargo, no es el
u
¶nico, ni tampoco el m¶as simple. La hip¶otesis de la
transcripci¶
on reversa fue propuesta por H. Temin como conclusi¶
on de sus trabajos acerca del origen del
c¶
ancer. Temin y sus colaboradores encontraron una
correlaci¶
on entre el c¶ancer y la infecci¶on con ciertos tipos de virus a los que llamaron \provirus oncog¶enicos", trabajo con el que Temin obtuvo el Premio Nobel en Fisiolog¶³a o Medicina en 1972. Con el
avance de los estudios, se encontr¶o que estos provirus en lugar de ADN, como material gen¶etico presentan ARN, y el modo en que se mantienen en la
c¶elula es sintetizando cadenas de ADN mediante el
uso de una enzima a la que se le denomina \transcriptasa reversa", por su actividad de ADN polimerasa dependiente de ARN.
Parecer¶³a que s¶olo los virus de ARN son los u
¶nicos
que llevan a cabo el proceso de transcripci¶
on reversa, sin embargo esto es parcialmente cierto. Se ha demostrado que el virus de la Hepatitis B (HBV), cuyo material gen¶etico es ADN, para poder formar una
part¶³cula viral infectiva, presenta un paso intermedio que implica la actividad de la transcriptasa reversa y que a diferencia de lo que sucede con el virus del SIDA, el proceso est¶a asociado a la presencia de una prote¶³na que act¶
ua en conjunto con el
ARN que se va a retrotranscribir. En el virus del SIDA, el proceso de retrotranscripci¶on se inicia con la
63
presencia de un ARN de transferencia, tARN (Mesnard y Lebeurier, 1991).
M¶
as problemas: Intrones y exones que tienen empalme alternativo.
En el caso de las bacterias, los procesos de transcripci¶
on (s¶³ntesis de ARN) y de traducci¶
on (s¶³ntesis
de prote¶³nas), est¶
an muy asociados. En estos organismos, la expresi¶
on del gene es de todo o nada: o se expresa o no lo hace. Cuando se expresa, el mensaje es le¶³do de inmediato, casi literalmente. Pero no todo es color de rosa, pues la mayor¶³a de las c¶elulas de nuestro cuerpo no son tan simples como las bacterias. En ellas, las llamadas eucariontes por tener un n¶
ucleo, el sitio de transcripci¶
on y de traducci¶
on est¶
an separados: mientras que
en el interior del n¶
ucleo se sintetiza el ARN, la traducci¶
on se lleva a cabo espec¶³¯camente en los ribosomas que est¶
an en el citoplasma el cual ocupa el
espacio entre el n¶
ucleo y la membrana que delimita a la c¶elula.
Si comparamos la longitud del ARN mensajero presente en el n¶
ucleo con el que est¶
a en el citoplasma, ver¶³amos que el segundo es m¶
as corto: se le
han \quitado" porciones durante su traves¶³a del sitio donde fue sintetizado hasta donde va a ser le¶³do.
Las porciones que se pierden se denominan \intrones" y las que salen al citoplasma se llaman \exones" (Ruby y Abelson, 1991). Si pensamos que en
el ADN de los cromosomas de una rosa se encuentra el mensaje para que se ensamble una prote¶³na
que regula el proceso de °oraci¶
on, podemos imaginar que el ARN del n¶
ucleo es una cinta en la cual
se encuentra el mensaje separado por casillas de color, como se muestra en la ¯gura 2.
Para poder pasar al citoplasma, s¶
olo las cintas de
color blanco lo pueden hacer. En condiciones ideales, deber¶³amos esperar una cinta formada por la siguiente secuencia mostrada en el inciso i. En algunos casos este comportamiento ideal dista de ser el
comportamiento real. Algunas veces, la cinta cumple con la caracter¶³stica b¶
asica: es completamente blanca. Si en un grupo de c¶elulas se est¶
a llevando a cabo el proceso de escici¶
on de exones y empalme de exones que se ejempli¯can en el inciso i, es claro que algunos de los mensajes tendr¶
an una estructura l¶
ogica, mientras que otros no pueden ser entendidos. Es necesario aclarar que este re-arreglo presenta un orden, siempre progresivo (1,2,3,4,5; 1,3,4,5;
1,2,3,5 en nuestro ejemplo).
Al proceso en s¶³ se le denomina \splicing" y algunos autores lo han traducido como \edici¶
on". Como veremos posteriormente, este t¶ermino se aplica actualmente a otro proceso completamente diferente, por lo que preferimos utilizar el t¶ermino
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\empalme" como traducci¶on libre del t¶ermino saj¶
on
\splicing".
La maquinaria que lleva a cabo el empalme est¶
a
constituida por complejos de ARN y prote¶³nas. El
proceso no est¶
a totalmente dilucidado, pero las evidencias experimentales indican que la porci¶
on de
ARN juega un papel primordial en la etapa de ruptura, realinamiento y reasociaci¶on del mARN.
Como producto del empalme, una sola regi¶
on del
ADN que haya sido transcrita a mARN, puede ser
procesada y traducida en varias prote¶³nas, dependiendo de los exones que sean empalmados y puedan ser transportados posteriormente al citoplasma
para ser traducidos. Este tipo de expresi¶on parecer¶³a poco e¯ciente debido a que las diversas prote¶³nas no podr¶³an llevar a cabo una funci¶on e¯ciente.
Sin embargo, esto es falso; si tomamos como ejemplo lo que sucede con una de las prote¶³nas de la super¯cie de Plasmodium falciparum, el causante de
la malaria, ver¶³amos que en realidad es un mecanismo muy e¯ciente. Con una sola regi¶on del ADN, algunas de las prote¶³nas colocadas en la super¯cie de
este protozoario son diferentes y esto le permite escapar de los mecanismos de defensa inmune del organismo, pues al variar la estructura tridimensional de dicha prote¶³na debido al empalme diferencial, la capacidad de que el organismo tenga una respuesta inmune adecuada es muy baja ya que parecer¶³a que el organismo se enfrenta por primera vez
con ella.
Un ejemplo adicional del empalme diferencial ocurre tambi¶en en la determinaci¶on del sexo de la mosca de la fruta, la muy conocida Drosophila melanogaster. En este caso, lo importante es la regi¶on que
codi¯ca para una prote¶³na citoplasm¶atica del huevo fecundado denominada Tra. Si el empalme se
hace con exones 1, 2,4,5, el resultado es una prote¶³na que no permite el desarrollo de una cierta poblaci¶
on de c¶elulas a partir de las cuales se desarrollar¶
an los ovarios, dando por resultado un macho. Por otro lado, si en el empalme se incluye al
exon 3, el resultado es la estimulaci¶on de la poblaci¶
on celular que originar¶a los ovarios. De hecho,
este empalme es el inicio de una serie en cascada de empalmes diferenciales, pues la prote¶³na Tra
en realidad es capaz de unirse al ADN para encender otros genes, tambi¶en de prote¶³nas que regulan la
transcripci¶
on.
Y ahora, el \Imprinting"
Bastar¶³an estos dos ejemplos para hacer complejo el
fen¶
omeno de la herencia. Sin embargo, la Naturaleza
nos tiene reservadas sorpresas adicionales que est¶
an
esperando ser reconocidas. De hecho, es muy com¶
un
que al ver a un beb¶e digamos que \es impresionante,
ContactoS 39, 61{68 (2001)
sac¶
o tal o cual caracter¶³stica del pap¶
a o de la mam¶a",
podr¶³amos decir que el beb¶e lleva el \sello de la casa". En t¶erminos moleculares, dir¶³amos que el beb¶e
est¶
a expresando los mismo genes que cualquiera de
sus progenitores. A este fen¶
omeno se le ha denominado \imprinting" en ingl¶es y, aunque con muy poca suerte en la traducci¶
on del t¶ermino algunos autores la traducen como \impronta", nosotros preferimos no traducir el t¶ermino a ¯n de no causar confusiones con otros t¶erminos utilizados en las Ciencias Agropecuarias (Babinet, 1992).
Lo que implica el imprinting es la expresi¶
on de un
gene estrictamente de la misma manera que lo hizo
el antecesor. Si por ejemplo, mi padre expresaba el
gene A de la hexocinasa en vez del gene B o C, yo
lo har¶³a de la misma manera, a pesar de que ambos
tuvi¶esemos la triple opci¶
on. Esto no implicar¶³a que
mi abuelo o mi hijo debieran expresar el mismo gene.
Cuando se producen espermatozoides, se \borra" la
se~
nal que indica cual es el gene que se expresa y
se pone una se~
nal que indica cual es el gene que
deber¶
a expresarse poniendo una se~
nal donde no la
hab¶³a. En nuestro ejemplo, a¶
un y cuando mi padre
me \forz¶
o" a expresar el gene A, mi abuelo lo forz¶o a
expresar el gen B, sobre todo en las etapas iniciales
de su infancia. De la misma manera, yo forzar¶e a
mis hijos a expresar el gene C hasta que \borren" la
se~
nal que les imprim¶³.
En sus trabajos acerca del imprinting, el grupo de
W. Reik, utilizando el gene del factor del crecimiento parecido a insulina 2 (Igf2) del rat¶
on, ha demostrado que si se colocan ambos genes provenientes de la hembra, el producto muestra alteraciones en su desarrollo. Cuando se compar¶
o la expresi¶
on de este gene en condiciones normales, se observ¶o
que en realidad el gene materno es silenciado permitiendo la expresi¶
on del gene heredado del macho
(Reik et al., 1993).
Si bien el mecanismo por el cual se lleva a cabo el imprinting no est¶
a dilucidado, se ha asociado con un
mecanismo m¶
as o menos conocido: la metilaci¶
on del
ADN. Por otro lado, el imprinting puede ser interpretado como una manera de transmisi¶
on de los caracteres adquiridos, es decir, una de las conclusiones de una teor¶³a evolutiva que se considera err¶
onea
pero que es de las formas m¶
as comunes de expresi¶
on a¶
un por los mismos estudiosos de la Evoluci¶on:
la visi¶
on que el naturalista franc¶es Lamarck plasm¶o
en su c¶elebre Phylosophie Zoologique (Schussheim y
Salas, 1989).
Lo que Mendel no se imagin¶o. . . H¶ector Serrano y Ma. Dolores Garc¶³a
Lo que nos faltaba: <la edici¶
on!
Finalmente, uno de los mecanismos por los cuales
se puede alterar el mensaje grabado en el ADN es
el de \editing", t¶ermino que a¶
un los cient¶³¯cos espa~
noles evitan traducir y cuya de¯nici¶on es incluso m¶
as larga: alteraci¶on del texto a ¯n de mejorar el mensaje. Aqu¶³ tambi¶en los par¶asitos han jugado un papel importante pues el editing fue descubierto en el Trypanosoma brucei, pariente del causante de la enfermedad del sue~
no o la enfermedad de
Chagas. Al hacer una serie de estudios sobre la actividad de una de las prote¶³nas de las mitocondrias
de estos protozoarios, conocida como citocromo oxidasa, se encontr¶o que no hab¶³a correspondencia entre la prote¶³na que se obten¶³a del organismo y aquella que se trataba de expresar por medio de los genes clonados.
Una explicaci¶on inmediata era que la metodolog¶³a
de clonaci¶
on se hab¶³a realizado con muchos errores y por lo tanto lo que se estaban observando no
era otra cosa m¶as que el resultado de todos los errores cometidos. Una explicaci¶on alternativa, y como resultado de la evaluaci¶on de todas las etapas experimentales, era que el protozoario produc¶³a dos tipos de prote¶³nas: una funcionalmente adecuada y
otra que no es funcional. Esto tra¶³a como consecuencia l¶
ogica la pregunta de >c¶omo deciden las mitocondrias del protozoario cual de las dos prote¶³nas producir? El an¶alisis y la secuenciaci¶on del mARN revelaron que ambas explicaciones estaban erradas. Fue
gracias a la extra~
neza que caus¶o, el que Rob Benne y sus asociados en 1986 encontraran 520 veces repetido el nucle¶otido Uridina (U) en el mARN de las
mitocondrias de T. brucei que el fen¶omeno se empez¶
o a comprender (Cattaneo, 1991). En este punto, la integridad del \Dogma Central" se tambaleaba fuertemente: la proclamada colinearidad del
mensaje en la teor¶³a informacional parec¶³a entrar
en un juego similar al \tel¶efono descompuesto" pero en este caso, el mensaje en lugar de deformarse era corregido y en lugar de ser un mensaje sin explicaci¶
on funcional, la introducci¶on de esa gran cantidad de U brindaba una prote¶³na completamente
funcional.
Esto parec¶³a una excepci¶on y que indicaba algo de
adaptaci¶
on de los par¶asitos. Sin embargo, las excepciones se han acumulado desde que se descubri¶
o este proceso. En la actualidad, no solo las prote¶³nas
de las mitocondrias de los protozoarios se ha encontrado que llevan a cabo el \editing", en el caso de las propias neuronas del hombre se lleva a cabo un proceso similar: el receptor al glutamato. A
diferencia de lo que sucede con la citocromo oxidasa de las mitocondrias de T. brucei, en el receptor
del glutamato se hace la conversi¶on de una Adeni-
65
na (A) por una Guanina (G). A¶
un m¶
as, en el caso de la apolipoprote¶³na B humana las versiones que
se tienen (Apo B100 y Apo B48) se deben a la conversi¶
on en Apo B48 de una Citosina (C) en Uracilo (U). Este cambio introduce una se~
nal de t¶ermino
en el mARN que le indica al ribosoma que debe parar en la fabricaci¶
on de la prote¶³na. En este caso, ambas prote¶³nas son funcionales.
En otros organismos se ha encontrado el \editing"
del mensaje, desde hongos como el Physarum polycephalum (la subunidad alfa de la ATPasa), el trigo (tambi¶en la citocromo oxidasa ox3), hasta paramixovirus, similares a los causantes del sarampi¶on
(la prote¶³na P/V de su super¯cie).
Si bien el mecanismo del \editing"no es u
¶nico, las
evidencias experimentales han permitido agrupar las
reacciones fundamentales (Cataneo, 1991). El editing que introduce los residuos de U, se ha asociado
la presencia de un ARN denominado \gu¶³a" que presenta cierta complementaridad con el ARN que sufrir¶
a el editing. Una vez asociados el ARN gu¶³a con
el ARN substrato, la misma estructura del ARN
gu¶³a permite hacer una reacci¶
on qu¶³mica denominada de trans-esteri¯caci¶
on, que permite incorporar
una parte del ARN gu¶³a mientras se mantiene asociado el ARN substrato. Posteriormente, una segunda reacci¶
on de trans-esteri¯caci¶
on permite unir el extremo rico de U del ARN gu¶³a con la secuencia original del ARN substrato. La incorporaci¶
on de residuos de Adenina o Guanina en realidad son el resultado de reacciones de adici¶
on y supresi¶
on de grupos funcionales.
Comentario ¯nal
Cada vez que pensamos en el modelo de Mendel, tendemos a imaginarnos la suerte que tuvo al escoger caracter¶³sticas colocadas en cromosomas independientes y con una relaci¶
on de todo o nada. Quiz¶a el estudio iniciado en un huerto de una abad¶³a en Europa no se hubiese realizado de haber Mendel imaginado toda la gran diversidad de mecanismos que intervienen en esa palabra m¶
agica que llamamos herencia. . . o >acaso Mendel se lo habr¶
a imaginado?
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Lo que Mendel no se imagin¶o. . . H¶ector Serrano y Ma. Dolores Garc¶³a
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F ig ura 1 . M o de lo pa ra e x plic a r la inte g ra c i¶o n a l c ro mo so ma de e le me nto s tra nspo nible s (T RA N SPOSON ES). Ba sa do
e n Sc hmitt (1 9 8 6 ). El tra nspo s¶o n inte g ra do e n un c ro mo so ma e s c a pa z de inv a dir o tro e n un e v e nto puro de c o rte
y pe g a do . Esto e s po sible g ra c ia s a do s e nz ima s c o di¯c a da s po r e l e le me nto . La tra nspo sa sa le pe rmite se le c c io na r
e l sitio de l c ro mo so ma a inv a dir. D e bido a la s se c ue nc ia s te rmina le s, e l tra nspo s¶o n no re q uie re q ue lo s c ro mo so ma s
te ng a n a lg una se c ue nc ia pa rtic ula r. El sitio de te nsi¶o n g e ne ra do po r la inv a si¶o n de l nue v o A D N e s re la ja do po r la
a c tiv ida d e ndo nuc le o l¶ ³tic a y de lig a sa de la re so lv a sa .
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F ig ura 2 .
(c ua dro s c
pro te ¶ ³na , e
da r una re
ContactoS 39, 61{68 (2001)
Efe c to de l pro c e sa mie nto dife re nc ia l po r la re mo c i¶o n de intro ne s (c ua dro s o bsc uro s) y e mpa lme de e x o ne s
la ro s). Si se to ma e n c o nside ra c i¶o n la c o line a rida d e ntre lo s e x o ne s y lo s do minio s func io na le s de una
l e fe c to de la e x c lusi¶o n de un e x o n implic a la p¶e rdida de e sa func i¶o n. El pro c e sa mie nto a lte rna tiv o pe rmite
spue sta de a de c ua c i¶o n r¶a pida pe ro po c o e ¯c ie nte a la s c o ndic io ne s de l me dio e n e l c ua l e st¶a la c ¶e lula .