?En qu¨¦ se diferencian el genoma mitocondrial y el genoma nuclear?

El genoma es el conjunto de genes que tiene un organismo. Y como dices en tu pregunta, en un organismo hay dos tipos de genoma, el nuclear y el mitocondrial. El nombre ya hace referencia al lugar en el que se encuentra y esa es la primera diferencia, pero no la ¨²nica. El ADN nuclear lo encontramos dentro del n¨²cleo de las c¨¦lulas eucariotas, que son las que nos conforman a los animales, las plantas o los hongos, entre otros. Nuestros organismos est¨¢n constituidos por c¨¦lulas que son la unidad estructural m¨¢s b¨¢sica. Y dentro de estas c¨¦lulas hay un n¨²cleo que es d¨®nde est¨¢ el ADN nuclear. Fuera del n¨²cleo est¨¢ lo que llamamos citoplasma y en ¨¦l hay unos elementos a los que llamamos org¨¢nulos. Las mitocondrias, que se encargan de las funciones de respiraci¨®n de las c¨¦lulas, son uno de esos org¨¢nulos y dentro de ellas est¨¢ el genoma mitocondrial.

El genoma mitocondrial es una mol¨¦cula de peque?o tama?o que tiene solo entre 16.000 y 17.000 nucle¨®tidos de media en animales vertebrados, aunque hay diferencias importantes de tama?o entre distintos organismos, especialmente en plantas y hongos. Los nucle¨®tidos son las bases que componen el ADN, podr¨ªamos decir que son los ladrillos que lo forman. Estas bases son adenina (A), citosina (C), timina (T) y guanina (G). Y la combinaci¨®n de estas cuatro bases es lo que nos da la secuencia del ADN. En el caso del genoma nuclear es una mol¨¦cula mucho mayor que, por ejemplo, en el ser humano tiene m¨¢s de 3.000 millones de nucle¨®tidos o pares de bases. Como ves, es mucho mayor y su tama?o tambi¨¦n var¨ªa significativamente de unos organismos a otros, desde unos pocos millones de nucle¨®tidos en algunos hongos hasta m¨¢s de cien mil millones en algunas salamandras, por poner solo un par de ejemplos. La variabilidad de tama?o es enorme y no hay relaci¨®n directa entre el tama?o del genoma nuclear y la complejidad del organismo.

Tambi¨¦n hay mucha diferencia en el n¨²mero de genes que forma cada uno de los genomas. Por ejemplo, en animales, todo el ADN mitocondrial generalmente acaba dando lugar a 37 genes diferentes, muchos de los cuales est¨¢n implicados en el proceso de respiraci¨®n celular. Por el contrario, en el ADN nuclear podemos encontrar miles de genes diferentes que se encargan de todas las funciones del organismo, en esencia, de que haya un ser vivo. En el ser humano son entre 20.000 y 25.000 genes. Adem¨¢s, en el genoma nuclear hay muchas regiones que no dan lugar a genes. Son regiones reguladoras y otras de las que todav¨ªa desconocemos su funci¨®n

En cuanto a la estructura, el genoma mitocondrial es una doble cadena de ADN, dos hilos enrollados sobre s¨ª mismos, que hacen una mol¨¦cula circular, es decir, los extremos est¨¢n cerrados. En el caso del nuclear, tambi¨¦n es una doble cadena, pero lineal, con los extremos abiertos. Cuando la c¨¦lula no se divide, el ADN nuclear forma la cromatina que es como una mara?a de hebras de ADN en el n¨²cleo. En el momento de dividirse la c¨¦lula es cuando se forman los cromosomas. Los cromosomas son las estructuras organizadas que forma el ADN nuclear de un organismo.

Dentro de cada mitocondria puede haber entre 100 y 1000 copias de ADN que, generalmente, solo se heredan de la madre, aunque existen excepciones

Tambi¨¦n hay diferencia en el n¨²mero de copias de ADN nuclear y mitocondrial que encontramos en las c¨¦lulas. En general, los organismos tienen dos copias diferentes de ADN nuclear, una que se hereda de la madre y otra que se hereda del padre. Mientras que dentro de cada mitocondria puede haber entre 100 y 1000 copias de ADN que, generalmente, solo se heredan de la madre, aunque existen excepciones. Y es que en biolog¨ªa a menudo podemos decir que la excepci¨®n es la norma.

Una de las cosas de las que seguro que has o¨ªdo hablar es de las mutaciones, que son los errores que aparecen cuando el ADN se duplica en las nuevas c¨¦lulas. Existe una bater¨ªa de prote¨ªnas que se encargan de arreglar el ADN cuando aparece uno de estos errores. Ese sistema de reparaci¨®n consigue que la tasa de mutaciones en el ADN nuclear sea bastante baja. En el mitocondrial, esa maquinaria de reparaci¨®n de mutaciones es mucho menos eficaz. Eso hace que el ADN mitocondrial tenga una tasa de errores mucho mayor.

Ainhoa Agorreta Calvo es doctora en Biolog¨ªa, investigadora del grupo de Biolog¨ªa Evolutiva y de la Conservaci¨®n de la Universidad Complutense de Madrid

Pregunta enviada v¨ªa email por Diana Rivera

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