cicCartuja Centro de Investigaciones Científicas de la cartuja
Nucleic Acids Research 2012, Vol. 0, DOI: 10.1093/nar/gks730
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El ADN de los organismos superiores se encuentra altamente empaquetado en el interior del núcleo celular gracias a que se asocia con unas proteínas llamadas histonas, dando lugar a la cromatina. Esta cromatina puede sufrir una serie de modificaciones epigenéticas, incluyendo ciertas modificaciones químicas, que no afectan a la secuencia nucleotídica del ADN pero sí a su metabolismo. Según el tipo de modificaciones epigenéticas se diferencian fundamentalmente dos tipos de cromatina: eucromatina y heterocromatina. Mientras que la eucromatina suele estar asociada con regiones del genoma que se expresan o se pueden expresar activamente, la heterocromatina suele estar asociada con regiones repetitivas que no se expresan o se expresan poco. El hecho de que determinadas regiones del genoma se asocien con un tipo u otro de cromatina influye en numerosos procesos cotidianos como pueden ser el desarrollo, la memoria, el aprendizaje, la enfermedad, las adicciones, etc. En mayor o menor medida, el ambiente imprime su impronta en los seres vivos a través de procesos epigenéticos. Actualmente, distintas técnicas, como las de secuenciación masiva del ADN, permiten analizar las características epigenéticas de genomas completos. No obstante, si existen secuencias de ADN repetitivo del mismo tipo en distintos lugares del genoma es difícil distinguir entre las características epigenéticas de estas secuencias dependiendo del lugar en que se encuentren. Este es el caso de las repeticiones teloméricas.
Los telómeros constituyen el final de los cromosomas y están compuestos por repeticiones de secuencias cortas de ADN dispuestas en tándem, como por ejemplo la secuencia TTTAGGG, característica de plantas. Los telómeros desempeñan un papel esencial en bIología, ya que garantizan la replicación completa de los cromosomas y previenen las fusiones y las degradaciones cromosómicas, que, en última instancia, pueden provocar la muerte celular, de tejidos y de organismos. De hecho, los telómeros están implicados en fenómenos de gran relevancia social como el envejecimiento, la enfermedad o el cáncer. Para que las funciones teloméricas se desarrollen correctamente, es necesario que se mantenga la longitud de los telómeros, es decir el número de repeticiones teloméricas, y sus características epigenéticas. No obstante, el estudio de las características epigenéticas de los telómeros se ve dificultado porque también existen repeticiones teloméricas en el interior de los cromosomas en la mayoría de los organismos superiores, incluyendo mamíferos o plantas. A estas repeticiones teloméricas internas se les denomina ITSs (de “Interstitial Telomeric Sequences”). Los estudios de las características epigenéticas de los telómeros se han realizado tradicionalmente sin diferenciar entre telómeros e ITSs. Por tanto, en estos estudios se han analizado simultáneamente las características epigenéticas de los telómeros y de las ITSs. Estos estudios han llevado a un concepto de libro de texto: que los telómeros tienen características epigenéticas típicas de heterocromatina.
El grupo del Dr. Miguel Angel Vega Palas, que forma parte del Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis, se centra en el estudio de la influencia de las características epigenéticas de los telómeros sobre su funcionalidad. La licenciada en Biología María Isabel Vaquero de Sedas, miembro del grupo del Dr. Vega Palas, desarrolló hace varios años un método que le permitió estudiar independientemente las características epigenéticas de los telómeros y de las ITSs en la planta modelo Arabidopsis thaliana. Siguiendo este método, pudo comprobar que los telómeros de Arabidopsis thaliana eran eucromatínicos mientras que las ITSs eran heterocromatínicas. Estos resultados, como era de esperar, generaron bastante controversia. En este contexto, el grupo del Dr. Vega Palas publicó varios artículos proponiendo que los telómeros de otros organismos modelo también podrían ser eucromatínicos.
En este artículo, se describe un segundo método para analizar las características epigenéticas de los telómeros de Arabidopsis thaliana independientemente de las ITSs. Para ello se han usado datos de secuenciación masiva generados tras realizar experimentos de inmunoprecipitación de cromatina (ChIP-seq). Estos datos están disponibles en las bases de datos internacionales. Siguiendo este nuevo método se ha corroborado la naturaleza eucromatínica de los telómeros de Arabidopsis thaliana y se ha profundizado en su estudio. Concretamente, se ha encontrado que los telómeros de Arabidopsis se asocian con un subtipo de eucromatina presente en muchos genes regulados a lo largo del desarrollo y en genes específicos de tejidos. Este descubrimiento abre nuevas vías de estudio para entender la relación estructura/función de los telómeros. Finalmente, se comprueba que el método presentado en este artículo puede aplicarse a plantas de arroz y se propone que podría utilizarse para estudiar la cromatina telomérica de otros organismos de interés, como por ejemplo humanos.
