No me toques las narices: la síntesis de los cromosomas de la levadura

Ya es posible sustituir los cromosomas naturales de la levadura por copias sintéticas producidas en un laboratorio, y esas copias pueden ser diferentes a las naturales sin que la levadura resultante se entere. Pero no todas las diferencias son iguales, como diría Orwell, unas son más iguales que otras: cambiar de sitio algunas regiones específicas del cromosoma no da igual. La levadura a la que se le reforma la cocina, los genes que codifican los ARNs ribosomales (los genes rDNA), no recompone de forma correcta la disposición en el espacio de sus cromosomas.

Estructura tridimensional de los cromosomas de la estirpe parental (en el centro) y de dos estirpes de levaduras en las que en su cromosoma III se alteró la posición de los genes rDNA (a ambos lados). Fuente: Referencia

Estos ARNs participan en la construcción de los ribosomas, orgánulos responsables de la síntesis de proteínas. En su configuración natural los genes rDNA de los diferentes cromosomas convergen en una región del núcleo, el nucléolo, y su conjunto se denomina organizador nucleolar. Allí es donde se almacenan los ARNs ribosomales para después integrarse a las proteínas ribosomales para componer los ribosomas. Digamos que los ribosomas son las piezas que componen la batería de cocina celular, con las que siguiendo las diversas recetas dictadas por cada gen se sintetiza cad una de las diferentes proteínas de una célula. Sin duda los ribosomas son tan necesarios para las células como una buena sartén lo es para un cocinero. Podemos pensar que los ARNs ribosomales son tan importantes como el mango de la sartén.

Al construir un cromosoma III sintético se pueden modificar un gran número de sus propiedades sin que a la levadura resultante le afecte, pero cuando los investigadores colocaron los genes rDNA del cromosoma III de la levadura fuera de su sitio se encontraron con que la morfología del cromosoma y del nucléolo quedaba alterada: el brazo largo del cromosoma se coloca ahora separado por el rDNA en dos regiones que no interaccionan una con otra. Incluso la localización del nucléolo se modifica.

No parece que esos cambios produzcan efectos notabless en el crecimiento o en la viabilidad de la levadura resultante, pero los propios investigadores advierten con toda precaución de que no se sabe si a largo plazo pudieran tener algún efecto insospechado. A mí este resultado me parece interesante también como un ejemplo más de la contraposición entre estructura y función en la que aunque la estructura pareciera quedar en segundo plano no sabemos si lo hace tan solo porque no somos capaces todavía de observar con suficiente precisión a la función.

Tampoco parece que le guste mucho a la levadura el que se enrede demasiado con su sexo. Para reparar las cicatrices que se generan en el proceso natural de cambio de sexo, cuando se intercambia el determinante de uno de los tipos sexuales por el otro, las levaduras recurren a una copia de seguridad que es un duplicado inactivo. Si en el cromosoma III se eliminan esas copias de seguridad se alteran los contactos que establece ese cromosoma, una anomalía de la que no se conocen las consecuencias a largo plazo. En resumen, a lo mejor por ahora y hasta que sepamos más, es mejor dejar tranquilos la cocina y el sexo de las levaduras.

REFERENCIA

Mercy et al. Science 10 Mar 2017: Vol. 355, Issue 6329, DOI: 10.1126/science.aaf4597

Blog del día 16 de marzo de 2017 en