lunes, 17 de julio de 2017

De tal palo tal astilla…  ¿Lamarck tenía razón? #Tomates con genes #noticias


Post escrito por Sergio Legido Peña, alumno del máster de Biotecnología Molecular y Celular de Plantas que organiza el IBMCP.

Cada uno de nosotros se constituye por los diferentes genes heredados de nuestros padres, que juntos componen nuestro genoma. Si, ese "libro de instrucciones" de la vida que nos da forma. Este genoma, se entremezcla con aquello que nos rodea, nuestro ambiente, para dar lugar a nuestras características (fenotipo).

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Gracias a ello, cada uno de nosotros somos diferentes, con nuestros más y nuestros menos, pero siempre ligados a un origen; nuestros padres. Sin embargo, ¿Es posible que todo esto vaya a más?

Como ya sabemos, nuestra información genética está comprendida por el DNA heredado de nuestros padres. No obstante, sobre esta base, pueden existir modificaciones. Estas modificaciones, realizadas sobre dicho "manual", constituyen la epigenética, que se define como la modulación de la expresión de los genes sin alterar el contenido de nuestro genoma, es decir, sin alterar la secuencia de nuestros genes.

¿Es posible que nuestra vida acabe modificando ese manual, como el alumno que acaba tachando o subrayando párrafos de su temario, alterando no su contenido, sino su lectura?

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Hace aproximadamente 200 años, Lamarck, un naturalista francés, ya pensaba qué nuestros hábitos y el ambiente que nos rodea podrían modificarnos. ¡Incluso llegó a establecer una teoría en base a todo esto! Nacida en 1809 de la mano de Lamarck, la primera teoría de la evolución conocida promulgó que las formas de vida no habían sido creadas ni se mantenían inmutables, sino que habían evolucionado de formas más simples. De esta idea nacería el Lamarckismo, que contempla como mecanismo evolutivo el "mecanismo de caracteres adquiridos". Éste formula que los caracteres adquiridos en vida pasarían a la descendencia. Un ejemplo muy gráfico lo tenemos con las conocidas jirafas

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La verdad es que hoy en día, habiéndose demostrado cómo funciona la herencia genética esta teoría nos parece descabellada para aquellos organismos que se reproducen sexualmente. Esto es debido a que, como se ha demostrado, por mucha influencia ambiental que haya, no existe transferencia genética entre ninguna línea germinal (células que dan lugar a gametos y estos mismos) y la línea somática (células de un individuo que no dan lugar a gametos). Por ello, los individuos descendientes, formados por la fecundación (unión de estos gametos), no heredan ninguna modificación de las células somáticas de nuestro cuerpo.

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Sin embargo, este autor presentó la primera teoría de la evolución, desafiando al creacionismo y adelantándose 50 años a Darwin, cuya teoría de la evolución es la que más evidencias científicas presenta.

El caso es que, equivocado o no, la epigenética, desconocida por Lamarck, pero que podría encajar perfectamente con su pensamiento, está ganando terreno en cuanto a investigación científica se refiere gracias al desarrollo de las técnicas moleculares en el último siglo. Tanto es así, que yo, estudiante del Máster de Biotecnología Molecular de Plantas del IBMCP en la UPV, he acabado metido en todo esto realizando mi trabajo de fin se máster sobre el tema.

¿Qué hago? Bueno, todo empieza con la planta de pepino (Cucumis sativus); si, la que da ese fruto que todos comemos en la ensalada. Esta planta, como otras muchas, es susceptible de ser infectada por diferentes agentes infecciosos. Uno de ellos es el HSvd o "Hop stunt viroid", un viroide que afecta a plantas. ¿Y qué es un viroide? Os preguntareis… Pues bien, no son más que agentes infecciosos diminutos (más pequeños que los virus), desprovistos de cualquier cubierta y constituidos por una cadena de RNA que no codifica proteínas. Vamos, una cadena inherte y desnuda de RNA que solo "cobra vida" al infectar una célula huésped.

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Estos pequeñines utilizan la maquinaria de la célula huésped que infectan para replicarse, es decir, originar copias de sí mismos, e infectar otras células. En cierto modo, estas formas de vida rudimentarias se limitan a infectar y replicarse consecutivamente.

Según estudios previos realizados por el equipo de mi tutor, el HSvd, que afecta al pepino entre otras especies, podría alterar el patrón epigenético de las células vegetales que infecta. ¿Y cómo es esto posible? Bien, se ha descubierto, que este virus interactúa con una enzima propia de la planta que mantiene el patrón de epigenético de los genes.

Dicha enzima es la HDA6 (Histona Deacetilasa 6) , que junto a otra enzima (Metilasa 1) mantiene baja la expresión de algunos genes mediante su metilación. Entre estos genes se encuentran genes codificantes de rRNA o RNA ribosomal. Estos RNA forman parte de los ribosomas, que son elementos que dan lugar a las proteínas (traducción) a partir del RNA. Esta mayor acumulación de rRNA podría tener como consecuencia una mayor actividad de RNA Polimerasa II, que en condiciones naturales tiende a transcribir DNA a RNA, pero que bajo este ambiente transcripcional favorable, podrían replicar el virus, sintetizando RNA a partir de RNA viroidal.

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Esta mayor actividad de la RNA Polimerasa II podría tener un papel imporante para el virus, de modo que este estaria alterando el patron epigenetico para su propio beneficio: crear más copias de si mismo.

¿Y que tiene que ver esto con Lamarck? Lo cierto es que, este viroide se ha encontrado en polen, en el cual se encuentra gametofito masculino, que dará lugar al gameto masculino. Este último fecundará al gameto femenino, dando asi lugar a un nuevo individuo. ¡Esto supone que un posible cambio epigenetico en estas celulas podria ser transferido a la descendencia! Pero en este caso, esto significa malas noticias para los descendientes de estas plantas…. Este patrón epigenético, que ya he comentado y que induce el viroide, facilita la infección, ya que pueden producirse un mayor numero de copias del mismo. Es decir, la descendencia de plantas infectadas podria ser mas susceptible a una infeccion por parte del viroide (pese a no haber estado en contacto con el) porque sus parentales fueron infectados antes….interesante ¿no?

De este modo, mi trabajo consiste en detectar la cantidad minima de HSvd que produce infección en estas plantas (no sabemos que grado de susceptibilidad tienen estas plantas) para detectar diferencias entre descendientes de parentales sanos e infectados. Una vez detectada esta cantidad, he de infectar plantas de pepino provenientes de parentales infectados o sanos para determinar si estas plantas son o no más susceptibles a la infección.

En resumen, la epigenetica comprende la posibilidad de que durante la vida de un organismo existan eventos/hábitos que modifiquen los patrones epigenéticos de la linea germinal. Esto significa que estas modificaciones epigeneticas pueden ser transferidas a la descendencia a través de los gametos. Por ello, ¡Tened cuidado con lo que haceis! ¡Podria afectar a vuestros hijos!

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