Un estudio descubre cómo las estructuras encargadas del empaquetamiento del ADN en el núcleo tienen también un papel importante en el modo cómo la información lineal del genoma es finalmente interpretada.
El trabajo, que aparece en portada con una ilustración que recuerda al artista catalán Joan Miró, se publica hoy en la revista Nature Structural & Molecular Biology.
Por primera vez se ofrece un nuevo enfoque de la función de la cromatina que ha generado un gran revuelo entre la comunidad científica. Además, la revista Nature Reviews Genetics destacará en el número de octubre un reportaje sobre éste y otros dos trabajos relacionados.
El genoma es el código que determina las características biológicas de los seres vivos. Los científicos asumen generalmente que el código del genoma es lineal, es decir, que su significado está determinado por la secuencia específica de ADN. La secuencia lineal del ADN de nuestros cromosomas, sin embargo, mide más de 2 metros. Para alojar esta información en el espacio diminuto del núcleo celular, es necesario empaquetarla de forma muy eficiente. Una estructura molecular llamada cromatina es la responsable de ese empaquetamiento. La investigación de los científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) sugiere que, en contraste con lo generalmente aceptado, el empaquetamiento del DNA en la cromatina tiene además una función clave para el proceso de regulación génica.
Las instrucciones para hacer funcionar un ser vivo, escritas en el lenguaje del ADN, se traducen en la síntesis de proteínas que llevan a cabo las funciones celulares. El material genético o ADN se encuentra empaquetado en la célula en forma de cromatina. El ADN en cromatina está enrollado alrededor de proteínas en unidades llamadas nucleosomas. Para expresar un gen y conseguir la síntesis de proteínas es necesario transcribir el ADN en ARN. A continuación el ARN se someterá a un proceso llamado splicing o empalme por el cual algunos fragmentos (exones) se empalman de forma que todos juntos servirán para la síntesis de un ARN mensajero y una proteína.
Sobre el estudio
El trabajo descubre que la posición de los nucleosomas en el ADN coincide con la de los exones, facilitando el proceso de splicing o empalme para generar ARN mensajeros traducibles en proteínas. De esta forma, la arquitectura del empaquetamiento del ADN predice la arquitectura de los ARN mensajeros: los fragmentos del genoma que contienen información importante aparecen más cuidadosamente empaquetados que otras regiones cuyo contenido es menos relevante. La sección de embalaje del ADN de nuestras células parece estar muy ocupada distinguiendo entre lo esencial y lo accesorio en los mensajes de nuestro genoma.
La investigación es el resultado de la colaboración interdisciplinar entre grupos de los programas de Bioinformática y Genómica y de Regulación de la Expresión Génica del Centro de Regulación Genómica (CRG) consiguiendo así un trabajo “hecho en casa” al 100%.
Roderic Guigó, que ha participado en numerosos estudios de secuenciación del genoma, afirma “como demuestran las dificultades con las que nos estamos encontrando para descifrar el significado concreto de las secuencias genómicas, conocer el código genético puede no ser suficiente. Otros factores, a los que hasta ahora quizás no se les ha concedido la importancia suficiente como la arquitectura del ADN en cromatina, pueden jugar un papel muy importante para descifrar su auténtico significado biológico”.
Científicos de la Universidad de Tel Aviv han llegado de forma independiente a las mismas conclusiones y los resultados de su investigación se publican en el mismo numero de la revista Nature Structural and Molecular Biology.
Además, la revista Nature Reviews Genetics destacará en el número de ocubre (disponible on-line a partir del 8 de septiembre) un reportaje sobre éste y otros dos trabajos relacionados.
Sobre la portada:
En algunas ocasiones la revista ha publicado portadas relacionadas con el arte para ilustrar los estudios científicos que presenta. En este caso, Luisa Lente, diseñadora portuguesa residiendo en Barcelona, ha creado una ilustración emulando el estilo de Joan Miró, un artista catalán e internacional igual que el trabajo publicado. Entre algunas propuestas de otros científicos, los responsables de Nature Structural and Molecular Biology escogieron y adaptaron nuestra propuesta para la portada de la revista.
La ilustración muestra un fragmento de ADN durante el proceso de transcripción del ADN en ARN mensajero. Así pues, podemos identificar el ADN como el cordón negro que envuelve al nucleosoma (estructura de 8 proteínas de colores). El ADN que corresponde a un exón se puede ver en blanco rodeando el nucleosoma izquierdo. A su vez, la polimerasa (estructura alargada en colores azul, amarillo y rojo) transcribe el ADN en ARN mensajero (cordón negro más fino) y frena al acercarse al nucleosoma. A causa de la velocidad más lenta de la polimerasa la probabilidad de definición del exón es mas alta.
Trabajo de referencia: Hagen Tilgner, Christoforos Nikolaou, Sonja Althammer, Michael Sammeth, Miguel Beato, Juan Valcárcel and Roderic Guigó. "Nucleosome positioning as a determinant of exon recognition”. Publicado en Nature Structural and Molecular Biology, September 3 2009, DOI: 10.1038/nsmb.1658
Solo para medios:
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