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EL ADN y el ARN no son tan idénticos en los humanos como creíamos: nueva fuente de variabilidad

Según el dogma, una simple comparación detallada entre el ADN y el ARN en las células humanas debiera secuencias casi idénticas. Si embargo un nuevo estudio ha descubierto un sorprendente número de casos en que las secuencias de ambos polímeros no coinciden, como se ha asumido desde hace tiempo. Estas diferencias entre el ADN y el ARN generan proteínas que no coincidan exactamente con los genes que las codifican. Darwin, quien no conocía de mutaciones ni de constitución genética de las especies, hablaba de cambios y alteraciones.

El hallazgo, publicado el 19 de mayo 2011, en ??la revista Science, indica que desconoce los procesos celulares están actuando en el ARN para generar una secuencia que no es una réplica exacta del ADN de la que se copia. Los autores que dirigieron el estudio, dicen que el ADN-ARN tienen diferencias, y que se encontraron en los 27 individuos que se le analizaron las secuencias genéticas en este estudio. Esto constituye una fuente previamente desconocida de diversidad genética que se deben tener en cuenta en futuros estudios.

Según el dogma de la biología los genes han sido considerados los mapas genéticos de todas las proteínas en una célula. Para producir una proteína, la secuencia de un gen de ADN se copia o transcribe en el ARN. Esa copia de ARN especifica que los aminoácidos se encadenan juntos para construir la proteína correspondiente. La idea de que el ARN y las secuencias de proteínas son casi idénticas a las secuencias de ADN correspondientes, eso casi nunca ha sido cuestionado en el pasado.

Con los avances recientes en las tecnología de secuenciación, sin embargo, se ha hecho posible llevar a cabo este tipo de análisis necesarios para poner a prueba esta suposición. En este estudio los autores compararon las secuencias de ADN y ARN en los glóbulos blancos de 27 individuos. A las secuencias del ADN genómico de estos individuos, previamente analizadas, fueron analizadas las secuencias del ARN de las células B de los mismos individuos.

Dentro de los segmentos de las secuencias que codifican para las proteínas, se encuentraron 10.210 sitios en donde las secuencias de ARN no coincidía con la del ADN correspondiente. Ellos llamaron a estos lugares DDR (diferencias de ARN-ADN). Encontraron al menos un sitio RDD en un 40 por ciento de los genes, y muchas de estas DDR causan que la célula produzca diferentes secuencias de proteínas que lo que esperábamos basado en la secuencia de ADN.

Esto apunta a que al menos en humanos, y en los glóbulos, las secuencias de miles de proteínas puede ser diferente de su ADN correspondiente. Será muy importante saber a futuro si estos cambios son propios de estos 27 individuos, o si es un proceso que ocurre en otras células de cualquier individuo o incluso de diferentes especies.

Para probar si el fenómeno era específico a las células B, el equipo también buscó estos DDR en las secuencias de ADN y ARN de la piel humana y las células del cerebro. Encontraron que la mayoría de los sitios RDD se produjo en al menos algunas muestras de los tres tipos de células y estuvieron presentes en las células tanto de niños como de adultos, lo que indica que estas diferencias de ARN-ADN no se deben al envejecimiento o son específicas a determinados estadios del desarrollo.

Las discrepancias en particular de ARN-ADN que se encuentran parecen sistemáticas. Hay cuatro bases, o letras, que forman el código del ADN: A, T, G y C y sus equivalentes  en el ARN son A, U, G y C. En los individuos que habían diferencias de ARN-ADN en un lugar específico en el genoma, las bases que no coinciden siempre son las mismas. En otras palabras, si el equipo encontró una C en la secuencia de ARN, donde se espera una A, todas las personas que tenían el cambio en ese punto también tenían la misma letra C en su secuencia de ARN, nunca una G o una U. Esta uniformidad hace pensar que hay un “código” o “guía” que interviene en los DDR y que no son eventos aleatorios.

Aunque todos los individuos analizados en el estudio tenían un gran número de DDR, hubo una gran variabilidad en los DDR específicos que se encuentran en el material genético de cada persona. Esta variabilidad probablemente contribuye a las diferencias en la susceptibilidad a la enfermedades.

Los científicos en general han buscado diferencias en las secuencias de ADN para explicar por qué algunas personas son más propensas a ciertas enfermedades, mientras que los estudios del ARN y las proteínas han considerado los niveles de expresión, pero no las secuencias. Sin embargo, los principales contribuyentes genéticos de muchas enfermedades siguen siendo desconocidas, y según este hallazgo será útil comenzar a incluir las secuencias de ARN como nuevos marcadores moleculares en los estudios de asociación genética de las enfermedades.

Este trabajo apunta a la importancia de poder hacer estos estudios proyectos de genómica a gran escala, que hasta ahora se han centrado en el ADN. Gracias a estas técnicas modernas se secuenciación ahora nos permitirán incluir al ARN como nuevos marcadores moleculares.

Esto quizás nos deja la enseñanza de que no solo miremos el ADN, pues en el ARN y las proteínas también se pueden generar estos cambios y alteraciones a los que se refería Darwin en su teoría de la evolución. Han sido los neo-darwinistas quienes han querido acotar estos cambios y alteraciones solo al DNA genómico y sus mutaciones al azar.

Referencia

Mingyao Li, Isabel X. Wang, Yun Li, Alan Bruzel, Allison L. Richards, Jonathan M. Toung, and Vivian G. Cheung.Widespread RNA and DNA Sequence Differences in the Human TranscriptomeScience, May 19, 2011 DOI:10.1126/science.1207018

Artículo escrito por:

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Francisco P. Chávez Profesor Asistente, Laboratorio de Microbiología Molecular y Biotecnología Departamento de Biología Facultad de Ciencias Universidad de Chile

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2 Comentarios a: “EL ADN y el ARN no son tan idénticos en los humanos como creíamos: nueva fuente de variabilidad”

  1. Juan Esteban says:

    Estimado Francisco,

    lo primero es felicitarlo por esta pagina web, hace un par de días la encontré y realmente buenísima!
    muy buena forma de difundir la ciencia, incluso a personas que tienen poco o nulo conocimiento del tema, los artículos muy auto-explicativos y con un lenguaje bastante sencillo!, simplemente genial!
    lo segundo, muy interesante el articulo, sobretodo lo referente a que estas variaciones pueda que estén explicando enfermedades las cuales no se han encontrado causa hasta la fecha!
    y por ultimo, y espero que no sea tan fuera de lugar, es que trate de ver el articulo original pero como estudiante no tengo acceso a la revista. Seria posible que me lo facilitara para poder leerlo completamente?

    Atte. Juan Esteban
    jeoyarzu@uc.cl

  2. Gracias por los comentarios. Te acabo de enviar el pdf a tu correo, el unico inconveniente es que es el manuscrito enviado y no el publicado el que te envio pues todavía no sale en un numero de Science.
    Lo mejor que puedes hacer es compartir la página y sus contenidos con tus amistades, de esa forma se expande como un virus y todos aprendemos más de ciencia.

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Francisco P. Chávez Ph.D
Departamento de Biología
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