MADRID, 19 Sep. (EUROPA PRESS) -
Científicos de la Universidad de Pensilvania (Penn State), en Filadelfia, Estados Unidos, ha alcanzado un hito importante en la comprensión de cómo se origina la "materia oscura " genómica. Llamada ARN no codificador, esta materia oscura no contiene un modelo para la producción de proteínas y, sin embargo, cuenta con más del 95 por ciento del genoma humano.
Los investigadores han descubierto que la codificación y no codificación de ARN se origina en los mismos lugares a lo largo del genoma humano, un hallazgo que, con el tiempo, puede ayudar a determinar exactamente dónde residen los complejos rasgos de las enfermedades, como los orígenes genéticos de muchas enfermedades que residen fuera de la región codificante del genoma.
La investigación, publicada como un avance en la edición digital de este miércoles de la revista 'Nature', se llevó a cabo por B. Franklin Pugh, titular de la cátedra Willaman en Biología Molecular en en la Universidad Penn State, y el estudiante postdoctoral Bryan Venters, ahora profesor en la Universidad de Vanderbilt, en Nashville, Estados Unidos.
En su estudio, Pugh y Venters identificaron la ubicación precisa de los inicios de transcripción, el primer paso en la expresión de genes en proteínas. "Durante la transcripción, se copia el ADN en el ARN, el material genético de cadena sencilla que se cree que ha precedido a la aparición de ADN en la Tierra, por una enzima llamada ARN polimerasa y, después de varios pasos más, los genes están codificados y las proteínas eventualmente se producen", explica Pugh.
Este experto añadió que, en su afán por aprender justo dónde comienza la transcripción, otros científicos habían buscado directamente en el ARN, pero que este equipo ha detectado el lugar concreto a lo largo de los cromosomas humanos donde se encuentran las proteínas que inician la transcripción del ARN no codificante.
"En lugar de buscar el producto de transcripción de ARN, buscamos la máquina de iniciación que produce ARN. Esta máquina reúne ARN polimerasa, que produce el ARN que genera una proteína", explicó Pugh, quien añadió que el equipo se sorprendió al encontrar 160.000 de estas "máquinas de iniciación", ya que los seres humanos sólo tienen alrededor de 30.000 genes.
"Este descubrimiento es aún más notable al ver que menos de 10.000 de estas máquinas estaban en realidad en el sitio correcto de los genes. Dado que la mayoría de los genes se desactivan en las células, es comprensible que estén típicamente desprovistos de la maquinaria de iniciación", señaló.
Las restantes 150.000 máquinas de iniciación, que Pugh y Venters no vieron en los genes, fueron algo misteriosas. "Estas máquinas de iniciación que no estaban asociadas con los genes estaban claramente activas, ya que estaban haciendo RNA y alineadas con fragmentos de ARN descubiertos por otros científicos", dijo Pugh .
"Durante los primeros días, estos fragmentos de ARN fueron generalmente descartados por irrelevantes, ya que no codifican proteínas", sentenció Pugh, quien matizó que era fácil descartar estos fragmentos porque carecían de una característica llamada poliadenilación, una larga cadena de material genético, las bases de adenosina, que protegen el ARN de la destrucción.
Pugh y Venters validaron sus sorprendentes hallazgos mediante la determinación de que estas máquinas de iniciación no codificantes reconocen las mismas secuencias de ADN que las que están en los genes que codifican, lo que indica que tienen un origen específico y que su producción está regulada, al igual que en los genes de codificación.
"Estos ARN no codificantes se han llamado "materia oscura" del genoma, ya que, al igual que la materia oscura del universo, son enormes en términos de cobertura, al constituir más del 95 por ciento del genoma humano. Sin embargo, son difíciles de detectar y no se sabe exactamente lo que hacen todos o por qué están allí", destacó Pugh.
"Ahora por lo menos sabemos que son reales y no sólo ruido o basura. Por supuesto, el siguiente paso es responder a la pregunta sobre qué es lo que hacen exactamente", reconoció este investigador, que apuntó que las implicaciones de esta investigación podrían representar un paso hacia la solución del problema de la " falta de heredabilidad", un concepto que describe cómo la mayoría de los rasgos y muchas enfermedades no pueden explicarse por los genes individuales y parecen tener su origen en las regiones del genoma que no codifican proteínas.