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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

La rebelión de los pseudogenes

Pseudogenes - Quilo de Ciencia podcast - Cienciaes.com

Hace unas semanas se publicó la noticia de que el proyecto de investigación ENCODE, en el que participan más de 400 científicos, había revelado que, en contra de lo que se creía hasta ahora, la mayoría de nuestro genoma es necesario para su correcta función. Las regiones del genoma humano que no contienen genes –y que a pesar de constituir la mayoría del genoma fueron bautizadas por ello “ADN basura”– son también importantes, puesto que poseen elementos de control fundamentales para el correcto funcionamiento de los genes.

Sin embargo, muchas regiones del genoma tampoco contienen secuencias reguladoras, sino que albergan a los llamado pseudogenes los cuales, como su nombre indica, son “falsos genes”. Los pseudogenes son familiares cercanos de genes concretos, pero están inhabilitados, es decir, no contienen información adecuada para producir proteínas, las piezas funcionales de la maquinaria celular que la mayoría de los genes con “pedigrí” (aunque no todos) sí contienen.

Los pseudogenes no producen proteínas por culpa de algún error en su secuencia que lo impide. Los errores pueden ser de varios tipos, que incluyen los que impiden la producción del llamado ARN mensajero y los que impiden la correcta traducción del ARN mensajero a proteínas. Los pseudogenes, lejos de ser una curiosidad en el genoma son, al contrario, muy abundantes. Se estima que cerca del 20% del genoma del gusano del laboratorio corresponde a pseudogenes. En el genoma humano existen alrededor de 12.000 pseudogenes.

ORIGEN DE LOS PSEUDOGENES

Durante mucho tiempo, la investigación de los pseudogenes ha sido considerada una mera curiosidad científica. No obstante, los pseudogenes son restos “arqueológicos” moleculares que guardan información sobre la evolución del genoma. Y es que los pseudogenes se han producido por tres procesos diferentes, ilustrativos de varios de los mecanismos propios de la evolución molecular del ADN la cual, a la postre, ha sido la que ha dado origen a nuestra especie.

Los pseudogenes se generan, en primer lugar, por la inserción de ARN mensajero en el genoma. Tal vez ayudado por algún retrovirus (grupo de virus al que pertenece el virus del SIDA) algunos ARN mensajeros se convierten de nuevo en ADN y acaban insertados en el genoma. No obstante, esta inserción no resulta en la generación de un gen funcional, ya que carece de los elementos que permiten su correcto funcionamiento.

Un segundo proceso es la duplicación. Un gen acaba siendo duplicado, tal vez por algún tipo de error durante la reproducción celular, y se inserta en otro sitio del genoma. A partir de ese momento una de las copias puede sufrir mutaciones que la inhabilitan sin que el organismo sufra las consecuencias de la mutación, ya que existe otra copia funcional en su genoma.

Por último, el tercer proceso de generación de pseudogenes es la mutación en un gen funcional que lo inhabilita y que, no obstante, no genera demasiados problemas al organismo que sufre su pérdida. El gen inhabilitado continúa en el genoma, como un fósil de lo que una vez fue.

Resulta obvio, por tanto, que la mayoría de los pseudogenes posee un ancestro en común con los genes de los que derivan. Estos ancestros son probablemente los primeros genes funcionales aparecidos en el genoma. Las diferencias que se encuentran entre las secuencias de ADN de los genes y los pseudogenes son una indicación del tiempo transcurrido desde que los dos se separaron, y permite por tanto estimar la antigüedad de muchos de los genes de nuestro genoma.

PSEUDOGENES Y CÁNCER

Un fenómeno curioso que se ha observado con algunos pseudogenes es su resurrección. En ocasiones, nuevas mutaciones en un pseudogén determinado pueden convertirlo de nuevo en funcional y, en ese caso, el gen vuelve a producir proteína. Como durante su periodo como pseudogén pudo acumular mutaciones sin que afectaran a su nula función, la resurrección puede ahora hacer aparecer proteínas mutantes con funciones celulares muy diferentes de las de la proteína ancestral, lo que puede espolear la evolución de una determinada especie.

Recientemente, algunos investigadores han especulado con la idea de que la cantidad de pseudogenes en los genomas de numerosos organismos es demasiado elevada como para que sean solo “ADN basura” y no ejerzan ninguna función importante. En un amplio estudio publicado en la revista Cell, una de las más prestigiosas en el área de la Biología Molecular, investigadores de la Universidad de Michigan, en USA, estudian los pseudogenes que se encuentran activos (a pesar de no producir proteínas) en las células de diversos órganos y tejidos. Lo que encuentran es que lejos de ser silenciosos, sorprendentemente numerosos pseudogenes producen ARN mensajero en una variedad de células, entre las que se encuentran células cancerosas de diversos orígenes.

En sus estudios, los investigadores revelan también que muchos pseudogenes ejercen una función como productores de ARN mensajero, aunque no se produzcan proteínas a partir de los mismos, y esta función es importante para procesos tan fundamentales como la maduración y diferenciación celular y también para la progresión tumoral. Tras años de forzado silencio, los pseudogenes se han rebelado ante la comunidad científica, y se revelan ahora como nuevos e importantes actores en la biología de la célula. Estos últimos hallazgos abren una nueva avenida de investigación en el campo de la oncología molecular que tal vez conduzca al desarrollo de innovadoras terapias antitumorales. Esperemos que así sea.

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