Un interruptor molecular para el cromosoma X
Científicos dilucidaron como se inicia la inactivación de los cromosomas X en organismos femeninos.
9. Abril 2019
Una gran cantidad de genes deben activarse o desactivarse en diferentes momentos durante el desarrollo. Un desafío particular se presenta cuando dos copias del mismo gen deben adquirir estados opuestos de activación dentro de una misma célula como sucede, por ejemplo, con los dos cromosomas X en el organismo femenino.
Los científicos del Instituto Max Planck de Genética Molecular en Berlín han investigado este proceso y han desarrollado un modelo básico para la inactivación de X mediante la molécula de ARN Xist. Descubrieron que Xist debe ser reprimido por un factor que también se encuentra en el cromosoma X y que sólo puede actuar sobre el cromosoma en el que está ubicado. Para una regulación correcta de Xist, se necesita un segundo factor cromosómico que activa todos los genes de Xist, independientemente del cromosoma X en que se encuentre.
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Núcleos de células femeninas. Las moléculas de Xist responsables de inactivar los segundos cromosomas X están marcadas con un tinte rojo.
El modelo proporciona un mecanismo general para iniciar la inactivación de los cromosomas X en varias especies de mamíferos y sienta las bases para identificar los mecanismos moleculares necesarios para este proceso.
La dosis correcta de genes es importante para los genes en el cromosoma X. "Para lun funcionamiento normal, cada organismo, masculino o femenino, solo necesita la dosis de gen proporcionada por un cromosoma X", explica Edda Schulz, directora del Grupo de Investigación Max Planck "Redes Reguladoras de Células Madre" en el Instituto Planck de Genética Molecular de Berlín. "Sin embargo, el organismo femenino suele tener dos cromosomas X. Por lo tanto, debe asegurarse de que los genes de un cromosoma X estén desactivados o inactivados ".
Es precisamente esta inactivación en la que Schulz se interesa. Junto con su equipo, investiga cómo los mamíferos femeninos desactivan uno de los dos cromosomas X en cada una de sus células, mientras que el único cromosoma X permanece activo en las células masculinas. Se sabe desde hace algún tiempo que los genes de un cromosoma X se desactivan utilizando un ARN largo no codificante llamado Xist. Pero Xist está presente en ambos cromosomas X. ¿Por qué solo es efectivo en uno de ellos en las células femeninas? ¿Por qué Xist no funciona en el segundo cromosoma X y por qué no es regulado en el único cromosoma X de las células masculinas?
Schulz y su equipo desarrollaron una serie de modelos matemáticos para investigar las diversas posibilidades de interacción de activadores y represores. Clasificaron a los factores en diferentes categorías, dependiendo de si activan o suprimen a Xist, si ejercen su efecto solo en el cromosoma donde están ubicados o en ambos cromosomas X de la célula y si son desactivados durante la inactivación de X o si mantienen su función.
"Solo uno de los modelos que desarrollamos hizo posible garantizar que Xist solo se active en uno de los dos cromosomas X", explica Verena Mutzel, quien realizó los cálculos. "Para asegurar que un cromosoma X permanezca activo en todas las células, tanto masculinas como femeninas, el represor para Xist debe estar ubicado en el mismo cromosoma”.