NeoFronteras

Un nuevo estudio muestra que las variaciones estructurales del ADN son la clave de las diferencias genéticas individuales, indicando que las distintas partes del genoma son propensas a reorganizarse. Esta reorganización incluye a segmentos de ADN que contienen varios genes.

Las variaciones genéticas son el motor de la evolución, y por tanto el origen de nosotros mismos. Es lo que ha permitido que a partir unos organismos surjan otros por selección natural. Además son los responsables de las diferencias en el aspecto de los individuos que van desde el color del cabello a la altura o la armonía de un rostro. También son los responsables del origen de ciertas enfermedades o de la predisposición a otras. Debido a todo esto es muy importante saber qué tipo de variaciones genéticas existen y qué incidencia tienen.
Hasta ahora se creía que las variaciones genéticas se debían a errores en el sistema genético o mutaciones conocidas como polimorfismos de nucleótido simple o SNP en sus siglas en inglés. En este caso se produce la sustitución de sólo una base por otra en la secuencia de ADN.
Un nuevo estudio sostiene que la reorganización del material juega un papel más importante que los SNP. Esta reorganización implica cambios en la construcción del ADN como inserciones, supresiones y barajado de segmentos en el genoma.
Aunque los SNP sean responsables de la mayoría de los fenotipos que dan lugar a enfermedades los autores del estudio sostienen que las variaciones estructurales tienen efectos más dramáticos en general.
El estudio ha sido llevado a término por Michael Snyder y su equipo de Yale University. A pesar de que el genoma humano se ha secuenciado de manera más o menos amplia, muchas de sus regiones han sido pobremente analizadas. Este estudio fue precisamente diseñado para mejorar esto.
En este trabajo han investigado la prevalencia de estas reorganizaciones genéticas en los genomas de dos mujeres cuyos antepasados eran africanos y europeos respectivamente, y los han comparado con los datos procedentes del Proyecto Genoma Humano.
En un principio trocearon cada genoma en fragmentos de unas 3000 bases de longitud y los secuenciaron. Los investigadores usaron el método rápido de secuenciación de la compañía 454 Life Sciences para este fin. Entonces cada secuencia fue comparada junto con las de su compañera en el genoma de referencia.
La mayor parte de las veces las secuencias se correspondían, pero algunas veces esto no sucedía. En estos casos se ponía de manifiesto la existencia de inserciones de material genético, supresión del mismo o una organización distinta.
Encontraron entre 750 y 1000 variaciones estructurales de este tipo entre los dos genomas en relación al de referencia del Proyecto Genoma Humano. Estiman que el 16% de estas variaciones afectan a genes en concreto, mientras que el resto afecta a áreas del genoma donde se desconoce la función del material genético allí presente.
Los investigadores se vieron sorprendidos por la prevalencia de esta reorganización del genoma, que es mucho más frecuente que lo que pensaban con anterioridad. En trabajos previos se estimo que los SNP dan cuenta del 0,1% de diferencias genéticas entre individuos, pero según el nuevo resultado las variaciones genéticas de este nuevo tipo son de dos a cinco veces más importantes.
Una de las variaciones encontradas está relacionada con dos genes que codifican los receptores olfativos, que son proteínas que permiten a la gente percibir los olores. En uno de los casos dos de estos genes estaban fusionados y a su portador le haría percibir los olores de manera distintas a sus semejantes que no posean esta particularidad genética.
Además encontraron que hay ciertas regiones del genoma que son más vulnerables a cambios estructurales. Esas regiones contienen genes implicados en el síndrome de Williams (que provoca retraso mental) o le síndrome velocardiofacial (causante de defectos en el corazón y distorsión en el rostro). Esta investigación tendrá por tanto un impacto importante en los estudios genéticos de ciertas enfermedades.
Según Snyder, y aunque parezca contradictorio, este estudio también apoya los resultados previamente publicados acerca de la regulación de genes como principal causa de variación genética. Los cambios estructurales tienen que alterar necesariamente la regulación de los genes individuales contenidos en las secuencias que sufren estos cambios.
Estos cambios genéticos se creían causados por el barajado habitual de genes durante la división de las células germinales (las que producen esperma u óvulos), pero examinando estas variaciones los investigadores concluyen que las reorganizaciones probablemente se den durante el proceso de reparación del ADN. Es decir, que se dan en el proceso de reconstrucción que el mecanismo de reparación genético efectúa tras un daño sufrido en el ADN debido a las radiaciones ionizantes (rayos X y ultravioletas), a los tóxicos o debido a causas metabólicas. Estos eventos se dan durante la vida normal del individuo, desde el desarrollo embrionario a la vida de adulto.
Según esta hipótesis, el daño en el ADN sería la fuerza que controlaría la evolución estructural del genoma humano.

Fuentes y referencias:
Yale University.
Artículo original (Resumen).