8/2/2011

Nota del CSIC

El genoma de arabidopsis tiene 1.500 zonas de inicio de replicación del ADN

La continuidad de la existencia de los organismos vivos depende de que sus células se dividan. Este proceso, básico para el crecimiento y el desarrollo de cualquier especie, depende a su vez de la replicación del material genético que debe transmitirse a cada nueva célula. Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) acaba de descubrir las partes del ADN donde tiene lugar el inicio de la replicación genética en la Arabidopsis thaliana. Según el artículo, publicado ayer en la revista Nature Structural & Molecular Biology, esta especie de planta presenta unos 1.500 orígenes de replicación.

Para realizar este descubrimiento, se han utilizado células en cultivo y se han identificado las regiones del ADN asociadas a las proteínas de iniciación de la replicación. Los análisis también han revelado que estas áreas tienden a ser “más accesibles en el genoma”, explica el responsable de la investigación, el científico del CSIC del Centro de Biología Molecular (centro mixto de la Universidad Autónoma de Madrid), Crisanto Gutiérrez. Según el experto, “también, se ha comprobado que la localización de los orígenes de replicación se asocia al código epigenético, es decir, a determinadas modificaciones químicas del ADN y las histonas” (proteínas asociadas al genoma).

Para que todo el contenido genético de una célula pueda duplicarse mientras tiene lugar el proceso de división celular, es necesario que la replicación se inicie de forma coordinada en diferentes zonas del genoma. Este hallazgo supone el primer mapa completo de un organismo vegetal, puesto que “hasta el momento sólo se conocía el de la mosca Drosophila melanogaster”, aclara Gutiérrez. Ambas especies son modelos experimentales en plantas y animales, respectivamente, debido al reducido tamaño de sus genomas, que es de unas 120 megabases. De igual modo, el ADN de la drosophila también contiene unos 1.500 lugares de inicio de la replicación genética. En el caso de los humanos, cuyo ADN es más de 20 veces más extenso que el de estas dos especies, hasta el momento la localización de estas zonas sólo ha alcanzado el 1% de su genoma.

“Este descubrimiento es sólo el principio”, afirma Gutiérrez, puesto que una vez localizados los orígenes de replicación será necesario averiguar “cuál es la relevancia funcional de sus modificaciones epigenéticas asociadas”. Asimismo, el hallazgo se ha realizado en una célula de cultivo, por lo que el siguiente objetivo es “localizar las zonas de inicio de la replicación genética en células de una planta en desarrollo”, añade Gutiérrez. No obstante, cada tipo de célula de un organismo es diferente, por lo que cada una requerirá un análisis diferente.

“Muchos procesos funcionales como el crecimiento o la reproducción de un organismo dependen de la replicación de su ADN”, asegura el investigador del CSIC. Cuando la replicación del genoma de una célula no concluye de forma correcta se desarrolla un nuevo ADN con alteraciones en el material genético que en el caso de los humanos pueden producir afecciones como el cáncer. “Por ello es tan importante conocer con la máxima precisión cómo funciona este proceso”, concluye Gutiérrez.

La investigación del CSIC se ha llevado a cabo durante unos cinco años y ha contado con la participación de investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y de las universidades de California en Los Ángeles y de Georgia (EEUU).


Celina Costas, María de la Paz Sanchez, Hume Stroud, Yanchun Yu, Juan Carlos Oliveros, Suhua Feng, Alberto Benguria, Irene López-Vidriero, Xiaoyu Zhang, Roberto Solano, Steven E Jacobsen y Crisanto Gutiérrez.Genome-wide mapping of Arabidopsis thaliana origins of DNA replication and their associated epigenetic marks. Nature Structural & Molecular Biology. DOI:10.1038/nsmb.1988

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