12 de febrero de 2001
El análisis del genoma humano revela nuevas proteínas involucradas en la expresión génica
Una búsqueda inicial en el bosquejo de la secuencia del
genoma humano ha revelado evidencias prometedoras que sugieren que el
genoma completo revelará nuevas proteínas involucradas en
la expresión génica. Los investigadores que realizaron el
análisis descubrieron que genes previamente desconocidos parecen
codificar para proteínas involucradas en la expresión
génica.
Los investigadores también encontraron evidencias de que la
maquinaria humana de expresión génica es más
compleja que la de animales inferiores. Este descubrimiento sugiere que
una maquinaria más sofisticada para traducir la
información genética "puede ser particularmente
importante para el desarrollo y la fisiología humana",
escribieron los investigadores.
“Esta búsqueda ilustra cómo la secuencia del genoma humano proporcionará muchos factores nuevos que pueden estar involucrados en la expresión génica, aunque sus funciones siguen siendo desconocidas”.
Michael R. Green
El investigador del Instituto Médico Howard Hughes, Michael R. Green, que se
encuentra en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts
y los coautores Rossella Tupler de la Universitá degli Studi di
Pavia y Giovanni Perini de la Universidad de Bolonia publicaron su
análisis en el número del 15 de febrero de 2001, de la
revista Nature. El análisis es parte de una
colección de artículos publicados por Nature, que
discuten las implicancias de la labor de secuenciación del
genoma humano.
"La disponibilidad del genoma humano y de las secuencias de otros
genomas revolucionará todos los campos de investigación
biomédica", escribieron los científicos. "Pero, dado que
el genoma mismo es objeto de la expresión génica, el
impacto puede ser particularmente importante para los que estudiamos
este proceso".
En una entrevista en la que discute el artículo de
Nature, Green agrega, "en el estudio de la expresión
génica, el genoma mismo es el que está siendo explorado,
a diferencia de lo que ocurre en la mayoría de los otros
procesos biológicos. El genoma contiene las secuencias de los
jugadores involucrados—las proteínas—y las
secuencias de todas las señales que gobiernan la
expresión génica".
En los análisis, los científicos buscaron los genes
que gobiernan tres pasos de la expresión génica—la
transcripción del gen a ARN mensajero (ARNm); la
maduración por corte y empalme inicial del ARNm, para producir
la molécula final que especificará una proteína; y
la adición de la "cola" de poli(A) en un extremo del ARNm, que
es necesaria para su procesamiento por la maquinaria de
producción de proteínas.
Cuando buscaban en el genoma humano las secuencias génicas
que especifican factores generales de transcripción (GTFs, por
sus siglas en inglés) y activadores transcriptionales, los
investigadores encontraron las secuencias de numerosos genes que eran
similares a los de levadura y de la mosca de la fruta Drosophila. Sin
embargo, también encontraron muchas más secuencias de
genes humanos que en el genoma de Drosophila, que parecían estar
relacionadas con un GTP particular, llamado TFIID, "lo que indica que
la diversidad potencial del TFIID humano es mucho mayor que la
diversidad del de Drosophila".
Al buscar activadores transcripcionales, los investigadores
encontraron más de 2.000 genes que podían codificar para
estas proteínas—muchos más que los encontrados en
las bases de datos del genoma de Drosophila y del gusano redondo C.
elegans. "Esta búsqueda ilustra cómo la secuencia del
genoma humano proporcionará muchos factores nuevos que pueden
estar involucrados en la expresión génica, aunque sus
funciones siguen siendo desconocidas”, escribieron los
científicos.
De la misma forma, en una búsqueda para los genes que
codifican para las proteínas implicadas en ensamblar la
maquinaria de maduración por corte y empalme del ARNm, los
científicos encontraron una "complejidad significativamente
mayor que la que se encuentra en Drosophila". Y al buscar los genes que
codifican para las proteínas implicadas en la adición de
la cola de poli(A) al ARNm, los investigadores encontraron
inesperadamente nuevos genes, lo que nuevamente sugiere que los seres
humanos tienen una maquinaria más compleja de expresión
génica.
Green dice, "en cada caso, las sorpresas son del mismo tipo. Cuando
buscábamos los genes que codificaban para ciertos tipos de
proteínas que eran homólogas a las de Drosophila, no
teníamos motivos para creer que habría más de una
sola proteína. Pero, de hecho, encontramos homólogos para
los que no teníamos motivos para sospechar que estarían
allí".
Los investigadores señalan, sin embargo, que "aunque estas
búsquedas destacan el poder de la nueva información
genómica, también revelan limitaciones importantes. En
particular, la existencia de un gen relacionado no significa que haya
una proteína correspondiente: la secuencia podría
corresponder a un pseudogén que no es expresado".
Green explicó que los pseudogenes son "fósiles" de
genes verdaderos. "Pero el genoma no los ha expresado", dijo. "Los ha
mantenido allí, pero no hacen nada".
"Sospecho que muchos de estos nuevos genes no son pseudogenes. En
algunos casos podemos encontrarlos en las bases de datos de genes
expresados. Y están conservados en un grado mayor del que se
predeciría si fueran pseudogenes. Si simplemente no se
expresaran, no habría presión evolutiva para mantener la
conservación de la secuencia".
Los resultados plantean una variedad preguntas intrigantes que
tomará tiempo responder, dice Green. "Estos resultados son muy
interesantes y emocionantes, pero, por supuesto, ahora tenemos que
empezar a averiguar su significado en el contexto de la
expresión génica. ¿Estas proteínas
adicionales se originan durante ciertas etapas del desarrollo?
¿En ciertas células? ¿Qué hacen?
¿Cuáles son sus genes diana? Pero no estaríamos en
posición de hacernos estas preguntas si no conociéramos
que estos candidatos existen".
Muchos de los genes nuevos parecen expresar subunidades de complejos
proteicos más grandes. Estudios adicionales serán
necesarios para entender cómo están involucrados en esos
complejos. "Tal cual sucede con cualquier descubrimiento, este hallazgo
abre toda una serie de nuevos interrogantes y metodologías que
se pueden explorar", dijo Green.
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