Un ADN “parásito” un poco egoísta

Estamos en 1950, en Estados Unidos, en un campo de maíz con la bióloga Barbara McClintock. Esta inmensa pionera descubre un ADN que salta de gen en gen en el seno del ADN. En aquella época a sus colegas les cuesta creerla. Y sin embargo, recibirá el premio Nobel de Fisiología y de Medicina en 1983 para sus investigaciones. 

Fotografía de Barbara McClintock (Fuente :https://www.britannica.com/biography/Barbara-McClintock)

Esta parte del ADN que salta se llama un transposón o de manera más común un «gen saltador». Son numerosos en muchos seres vivos, entre ellos nosotros, pero también en las plantas, las bacterias... (eucariotas y procariotas). Para los seres humanos, esto representa alrededor de 45% de nuestros genes contra 90% para el maíz. Suponemos entonces que habrían participado al cambio de tamaño de nuestro ADN a lo largo de nuestra evolución.

Estos transposones, porque existen varios tipos, son ADN parásitos. Aquellos tan solo tienen un objetivo : reproducirse lo más posible, pero sin ofrecer nada a cambio. Sin embargo, recientemente, se ha descubierto que al final no eran tan egoístas como los científicos lo creían.

Estos pequeños transposones se transmiten a cada descendencia. Cuando ya no son activos y ya no saltan por todas partes, se integran completamente a nuestros genes. Hablamos entonces de fósil. Pero el transposón no es tonto. Su objetivo siendo el de propagarse y no el de transformarse en un elemento que va a acabar en un museo bajo el polvo, busca invadir otras especies.

¿Cómo salta un transposón ?

Existen varios tipos de transposón. Hay transposones de ADN y retrotransposones que, ellos, son ARN (el mensajero intermediario del ADN antes de la fabricación de la proteína).

Los transposones de ADN son trozos de ADN de doble cadena (dos cadenas que se completan como un puzzle y se enroscan sobre sí-mismos), que se terminan a ambos lados por un « pedazo » que se repite de manera inversa y que sirve de DNI para aquellos. Cada uno de esos transposones contiene un código que permite fabricar una proteína, la transposasa. Es ella la que va a permitir efectuar saltos.

La transposasa va a detectar el DNI de un transposón y empezar a cortar alrededor con el fin de desprenderlo y transferirlo sobre otro gen. Es un «cortar y pegar». Sin embargo, esta brusca mudanza no es sin consecuencia.

Esquema de un transposón de ADN que salta sobre un gen

El ADN donde se encontraba el transposón está entonces cortado en dos partes. Debe ser reparado y no estamos nunca a salvo, en estos casos, de una mutación. Es lo mismo para el lugar donde se inserta. El vacío a su alrededor cuando llega deberá también ser reparado por unas moléculas llamadas el ADN polimerasa (para completar los agujeros) y ligasa (para unir). Estos viajes, si son demasiado numerosos o mal efectuados, pueden provocar varios tipos de enfermedades como canceres.

Los retrotransposones, en cuanto a ellos, se componen de una sola cadena de ARN en la cual se añade una cola. Este ARN va a ser objeto de un mecanismo inverso que lo vuelve a transformar en ADN.  Sufrirá entonces la misma suerte que su amigo el transposón ADN, a la excepción de un detalle ! Al tener tan solo una cadena y no dos como el ADN « normal », este va a obligar a su anfitrión a fabricarle la mitad que le falta. Es el « copiar y pegar ».

Esquema de un retrotransposón de ADN que salta sobre otro gen

En nuestro cuerpo, poseemos una mayoría de retrotransposones en actividad. Efectivamente tenemos transposones de ADN, pero estos ya parecen no saltar más. Los retrotransposones tiene un parentesco con los retrovirus que utilizan los mismos mecanismos que ellos para integrar nuestras células y nuestro ADN.

¿Por qué poseemos tantos si son tan peligrosos ?

En genética, se supone que son nocivos porque pueden causar importantes problemas en los genes al crear pérdidas de ADN, e incluso supresiones. Si los daños son demasiado graves sobre el ADN, la célula se suicidará. Pero los transposones también son útiles.

En los vegetales, los desplazamientos de genes son muy corrientes. Durante su desarrollo permiten por ejemplo controlar el color de las hojas e incluso de las frutas.

En ellos, como en nosotros, la acción de los transposones depende del lugar donde aterrizan. Pueden permitir a nuestros genes evolucionar. En efecto, el transposón no tiene interés en multiplicarse demasiado y destruir su anfitrión, entonces unos recursos de control fueron establecidos por ellos y nosotros.

Para evitar la muerte de las células que les dan techo, los transposones pueden desplazarse en unas zonas poco sensibles. También son más activos cuando el anfitrión aun es tan solo un embrión. En este punto, los errores graves son más simples a corregir.

Nuestro cuerpo recurre él también a unos sistemas de protección al reducir la actividad del transposón (metilación), al impedir el funcionamiento de la transposición, también al domesticar los transposones. Esta estrategia consiste en usarlos para producir diferentes proteínas. 47 genes humanos conocidos proceden de este proceso.

¿Y la medicina con todo eso ?

Los transposones se utilizan en varias nuevas tecnologías. Tienden específicamente a reemplazar los virus para transportan e introducir moléculas en nuestras células. En efecto, al contrario de los virus, no provocarían reacción del sistema inmunitario (véase el articulo de Anne Clericco « Los soldados de la inmunidad ».)

También están utilizados como etiquetas genéticas y podrán así permitir estudiar diversas enfermedades tales como los canceres. Para terminar, recientemente, unas investigaciones combinando CRISPR-CAS9 (las tijeras de ADN) y los transposones fueron realizadas. Es entonces tan solo el principio de una colaboración con los genes saltadores que al final no son tan egoístas.

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