Los primeros cromosomas descifrados de una planta revelan un enorme dinamismo

Arabidopsis thaliana, una mala hierba de nulo inter¨¦s econ¨®mico, es a los bi¨®logos vegetales lo que la mosca de la fruta es a los genetistas animales: un sistema modelo que permite hacer gen¨¦tica a toda velocidad, gracias al peque?o tama?o de su genoma y a que se reproduce como lo que es, una mala hierba. Un consorcio de 267 cient¨ªficos europeos y estadounidenses ha logrado descifrar por completo dos de sus cinco cromosomas. La primera sorpresa: el genoma de Arabidopsis se parece menos a un reposado banco de datos que a una estaci¨®n del metro en hora punta.

Los genes de Arabidopsis, solos o en compa?¨ªa de otros, se duplican y saltan de un sitio a otro con una soltura extraordinaria, al menos en comparaci¨®n con los parsimoniosos ritmos y prolongadas pausas que se le suponen a la evoluci¨®n biol¨®gica. Por ejemplo, en el cromosoma 2 hay 239 genes o grupos de genes que han sacado una copia de s¨ª mismos y se han insertado al lado de la copia original.Adem¨¢s, un buen trozo de cromosoma 2, que mide 2,5 millones de bases (una base es la letra o unidad b¨¢sica del ADN) se ha duplicado y ha saltado al cromosoma 4, distribuida en varios bloques. Y, para colmo, una fila de 37 genes del cromosoma 4 ha colonizado tambi¨¦n el cromosoma 5. El gr¨¢fico adjunto da una idea m¨¢s completa de este trasiego.

Naturalmente, estos movimientos han ocurrido a lo largo de la historia evolutiva de Arabidopsis, pero muchas de las duplicaciones y saltos detectados son muy recientes. Los cient¨ªficos pueden saber esto porque el original y la copia no han tenido tiempo de acumular cambios cada uno por su cuenta, y por tanto las dos copias son todav¨ªa id¨¦nticas, o casi id¨¦nticas.

La movilidad de esta mala hierba incluye un caso especial. La gran mayor¨ªa de los genes de cualquier planta o animal est¨¢n en los cromosomas del n¨²cleo de sus c¨¦lulas. Pero unos pocos genes se hallan en unos peque?os org¨¢nulos exteriores al n¨²cleo, llamados mitocondrias, que son las factor¨ªas energ¨¦ticas de la c¨¦lula. Pues bien, un fragmento de ADN que contiene el 75% de los genes mitocondriales de Arabidopsis se ha duplicado y ha saltado al cromosoma 2 del n¨²cleo. Este salto ha sido muy reciente en la evoluci¨®n, ya que la copia mitocondrial y la cromos¨®mica son pr¨¢cticamente id¨¦nticas.

Si este tipo de saltos entre la mitocondria y el n¨²cleo resulta ser un fen¨®meno generalizado en los seres vivos, puede ser necesario revisar la utilidad de una t¨¦cnica muy usada por los bi¨®logos evolutivos, e incluso por las brigadas policiales: la construcci¨®n de ¨¢rboles geneal¨®gicos basados en el ADN mitocondrial.

L¨ªnea femenina

Esa t¨¦cnica se basa en lo siguiente: en la fecundaci¨®n, s¨®lo el ¨®vulo aporta mitocondrias. Por tanto, analizar el ADN mitocondrial es una forma de reconstruir la historia de una especie (o de una familia) s¨®lo a trav¨¦s de su l¨ªnea femenina. Es obvio, sin embargo, que si el ADN mitocondrial se mueve a menudo entre la mitocondria y el n¨²cleo, toda la teor¨ªa anterior se ir¨ªa al traste.

Las sorpresas no acaban ah¨ª. Arabidopsis -ahora se puede estimar con precisi¨®n- tiene 25.000 genes, lo que no est¨¢ nada mal para una mala hierba: son m¨¢s o menos una cuarta parte de los que tiene un ser humano. Y, curiosamente, son unos 10.000 genes m¨¢s que los que tiene la mosca de la fruta, pese a que la mosca tiene que desarrollar un cerebro y un complejo sistema nervioso, entre otras muchas cosas que ninguna planta necesita.

El trabajo, que se presenta hoy en dos comunicaciones de la revista t¨¦cnica Nature, ha sido dirigido por Michael Bevan, del centro John Innes de Norwich (Reino Unido), uno de los mayores institutos de biolog¨ªa vegetal del mundo, y por Craig Venter, del Instituto para la Investigaci¨®n Gen¨®mica de Rockville (EE UU). La contribuci¨®n europea ha sido muy importante, y ha implicado a 40 laboratorios de 10 pa¨ªses, incluidos dos equipos espa?oles: el de Manuel P¨¦rez Alonso, del departamento de Gen¨¦tica de la Universidad de Valencia, y el de P¨¨re Puigdomenech, del Instituto de Biolog¨ªa Molecular del CSIC en Barcelona.

P¨¦rez Alonso explicaba ayer que el 60% de los genes de Arabidopsis son parecidos a genes de otras especies (plantas, animales o bacterias) y cabe esperar, por tanto, que cumplan funciones conocidas. Algunos de estos genes de la planta existen en humanos. Un popular ejemplo es el gen BRCA-2, uno de los principales causantes del c¨¢ncer de mama. "Pero quiz¨¢ los genes m¨¢s interesantes son el otro 40% que no se parecen a ning¨²n otro gen conocido", se?ala P¨¦rez Alonso. "Muchos de ellos pueden representar funciones espec¨ªficas de las plantas, y ser¨¢n de un gran inter¨¦s".

Este cient¨ªfico afirma que el ¨¦xito europeo en este proyecto se debe en parte a que la UE ha definido con precisi¨®n las especies cuyos proyectos genoma est¨¢ dispuesta a financiar. En Espa?a, el ¨²ltimo plan de I+D ha reservado unos 1.000 millones de pesetas para la gen¨®mica, pero el Gobierno ha evitado enumerar las especies prioritarias, lo que, seg¨²n P¨¦rez Alonso, supone una verdadera traba para que los laboratorios puedan planificar sus proyectos racionalmente.