05/Ago/05

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Argentinos descubren nuevos mecanismos en el funcionamiento de los genes

(Conicet) - Si bien la estructura del ADN fue descubierta hace más de 50 años y recientemente se ha completado la secuencia del genoma humano, todavía quedan muchos secretos por descifrar sobre las formas en que los genes expresan su información. El "dogma" central de la biología molecular dice que un gen (ADN) fabrica un ARN mensajero que a su vez fabrica una proteína. Las proteínas son las sustancias que llevan a cabo la mayoría de las funciones de la célula y de los organismos. Ahora bien, ¿cómo explicar la complejidad de la biología humana con un número de genes no mucho mayor al de la mosca de la fruta?

La respuesta está en el "splicing alternativo", un mecanismo de modificación del ARN mensajero que genera diversidad proteica a partir de un número limitado de genes.

El ARN mensajero es una molécula producida por la enzima ARN polimerasa II a partir de los genes (ADN), en el proceso llamado transcripción. La larga molécula de ADN de cada gen contiene segmentos que codifican proteína, llamados exones, intercalados por segmentos sin información, llamados intrones.

Para la generación de proteínas, las regiones sin información o intrones son eliminadas del ARN mensajero en un proceso de "corte y unión" o "splicing", que tiene lugar en el núcleo de las células. Muchas veces, también exones enteros son "excluidos" del ARN mensajero. Cuando sucede este fenómeno, llamado "splicing alternativo", la información codificada para la generación de la proteína cambia, dando lugar a una nueva proteína.

Ahora bien, el splicing alternativo puede suceder en varias partes de una molécula de ARN mensajero, multiplicando así el repertorio de proteínas fabricadas por la célula a partir de un único gen.

Investigadores del Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA (Universidad de Buenos Aires), pertenecientes también al Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias —fibyne— Conicet (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de Argentina), descubrieron que cuando hay múltiples eventos de splicing alternativo en un mismo gen, existe una coordinación entre los mismos. El trabajo ha sido publicado en la prestigiosa revista científica Molecular Cell, en su número del 5 de agosto.

"Encontramos que el splicing alternativo de un exón que se encuentra al principio de la molécula de ARN mensajero afecta al de otro exón que se encuentre en las regiones finales" explica el doctor Alberto Kornblihtt, investigador principal del Conicet. "Es como si al armar un rompecabezas, al poner una de las piezas, automáticamente quedara colocada otra pieza en un lugar distante de la primera", continúa. Sin embargo, este mecanismo no se produce en sentido inverso; es decir, lo que sucede en una región posterior de la molécula, no influye en regiones anteriores. Este fenómeno se conoce como polaridad genética.

Estos datos son de gran importancia para empezar a entender la regulación de la diversidad proteica en gran cantidad de genes, pues, del 60% de los genes humanos que sufren splicing alternativo, un 40% (o sea, el 25% de los genes totales) lo hacen en dos o más regiones.

El primer autor del trabajo es Juan Pablo Fededa, becario del Conicet, cuya tesis doctoral está siendo dirigida por Kornblihtt. En el trabajo colaboraron Mikhail Gelfand de la Academia Rusa de Ciencias en Moscú y Francisco Baralle y Andrés Muro, del Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología de Trieste, Italia. Gelfand es especialista en bioinformática, una nueva disciplina que combina biología y computación cuyo desarrollo, afirma Kornblihtt, “debe promoverse en nuestro país". La investigación contó con el apoyo económico de la Fundación Antorchas, del Howard Hughes Medical Institute y de la Agencia Nacional de Promoción de Ciencia y Tecnología.