Esos pequeños círculos de ADN extracromosómico parecen ser bastante abundantes en los mamíferos, y pueden ser subproductos de pequeñas deleciones del ADN nuclear de las células somáticas.
Una nueva forma de identificar el ADN, unos pequeños círculos de secuencias no repetitivas, puede estar muy generalizadas en las células somáticas de ratones y humanos, según un estudio publicado en la edición de esta semana de Science. Estos bits extracromosómicos de ADN, llamado microADN, parecen ser productos derivados de microdeleciones de los cromosomas, lo que significa que todas las células del cuerpo pueden tener su propia constelación de piezas perdidas de ADN.
“Es un hallazgo fascinante”, exclamó James Lupski, genetista de Baylor College of Medicine en Houston, que no participó en la investigación. La mayoría de los estudios de ADN usan células extraídas de la sangre, pero esa instantánea del genoma de una persona no puede darnos una imagen completa, explicaba Lupski, en el caso que las células de otros órganos tengan su propio conjunto de fragmentos perdidos de cromosomas. que faltan.
Pero los hallazgos no sorprenden a Sabine Mai, que estudia la inestabilidad genómica en la Universidad de Manitoba. El ADN extracromosómico es un fenómeno bien estudiado en las células que van desde las plantas a los humanos, señala. Esta investigación sólo cambia el nombre a un viejo fenómeno, ya refierido anteriormente como el pequeño ADN polidispersado. Los pequeños círculos de ADN se habían identificado antes, dice Mai, a pesar de que las nuevas técnicas de secuenciación profunda permitirán una “caracterización más detallada” de estos fragmentos extracromosómicos.
Anindya Dutta, que estudia la replicación del ADN en la Universidad de Virginia, y sus colegas, tenían el objetivo de investigar el arrastre intracromosómico de los genes en el tejido cerebral de los ratones, donde la recombinación de secuencias homólogas podría crear bucles adicionales de ADN, aunque su naturaleza de extensión generalizada, el tamaño y las secuencias que aparecieron del ADN nos sorprendió.
Después de purificar el ADN nuclear de las muestras del tejido cerebral del ratón, se dirigieron a los lineales del ADN, dejando detrás solamente piezas circulares. Después de enriquecer y secuenciar el ADN circular, los científicos comprobaron que los círculos eran más bien pequeños, la mayoría de 200 a 400 pares base de largo, y no repetitivos. Dutta sostiene que esto los distingue de los círculos extracromosómicos previamente caracterizados, como los pequeños polidispersados de ADN, a menudo enriquecidos por las repetidas secuencias. Ellos repitieron el experimento con otros tejidos de ratón y cultivos celulares humanos.
Volviendo a los lineales de ADN que habían descartado en un primer momento, el grupo Dutta consiguió correlacionar los microDNA con sitios específicos donde se habían producido microdeleciones, lo que sugiere que había fragmentos de ADN que estaban siendo extirpados de la genómica y formaban círculos independientes. Si esto es cierto, significaría que los tejidos somáticos están sujetos a un grado mucho más alto de generalización de lo que se pensaba, argumentaba Dutta, y esto significa, a su vez, que el ADN genómico de las células de un tejido determinado no encaje del todo.
Este fenómeno podría explicar algunas dificultades en la identificación de los alelos causantes de enfermedades, señaló. Si la microdeleción en algunas células del cerebro ha alterado un gen, contribuyendo a la disminución cognitiva, por ejemplo, por más cuidadosa que sea la secuenciación de todas las células en la sangre no va a poder identificar al culpable genético.
No está claro qué tipo de procesos subyacen a la formación del microDNA, aunque lo más probable es que se produzcan durante la replicación o reparación del ADN. Aparte de eso, los investigadores determinaron que los microDNAs son ricos en citosinas y guaninas, y tienden a agruparse en las áreas extremas 5’, exones, e islas CpG. Para Dutta, esta información sugiere la posibilidad de que los nucleosomas son importantes para la regulación de los genes que puedan estar implicados. Estos tienden a caer en el extremo 5 ‘ de los genes, y la envoltura del ADN podría explicar el tamaño del microDNA, lo cual corresponde, aproximadamente, a la longitud del ADN entrelazado en un nucleosoma. Y esto significa que los procesos de reparación del ADN que están siendo utilizados para producir microDNA, están maduros para la investigación, dijo Dutta.
A Lupski también le gustaría ver los datos de sondeos sobre cómo los microDNA varían entre la población, eso podría presentar pistas sobre las posibles consecuencias de microdeleciones generalizadas en los tejidos somáticos. Si bien esta tarea será harto difícil en las poblaciones humanas, ya que la aparente ubicuidad de microdeleciones tiene serias implicaciones para la replicación y reparación del ADN, concluye Dutta. “La cuestión no es tan perfecta como tendemos a creer, sino algo descuidada.”
- Referencia: TheScientist.com, 8 marzo 2012 por Sabrina Richards
- Fuente: Y. Shibata et al., “Extrachromosomal MicroDNAs and Chromosomal Microdeletions in Normal Tissues,” Science, doi:1-.1126/science.1213307, 2012.
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