Tablero de dibujo en lugar de salero: la inteligente disposición de los genes bacterianos
"Los resultados nos han sorprendido"
Bioinformáticos de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) y de la Universidad de Linköping (Suecia) han descubierto que los genes de los genomas bacterianos están dispuestos en un orden significativo. En la revista científica Science, describen que los genes están ordenados por función: Si adquieren mayor importancia con un crecimiento más rápido, se sitúan cerca del origen de la replicación del ADN. En consecuencia, su posición influye en cómo cambia su actividad con la velocidad de crecimiento.
¿Están los genes distribuidos al azar a lo largo del cromosoma bacteriano, como esparcidos por un salero? Esta opinión, sostenida por la mayoría de los investigadores, ha sido rebatida ahora por un equipo de bioinformáticos dirigido por el profesor Dr. Martin Lercher, jefe del grupo de investigación de Biología Celular Computacional de la HHU.
Cuando las bacterias replican su material genético para prepararse para la división celular, el proceso comienza en un punto específico del cromosoma bacteriano y continúa a lo largo del cromosoma en ambas direcciones.
El Dr. Xiao-Pan Hu, de la HHU, autor principal del estudio que ahora se publica en Science: "Durante un breve periodo de tiempo en este proceso, hay más copias de los genes situados más cerca del origen de replicación que de los situados más lejos. En consecuencia, los genes cercanos al origen pueden leerse más Bioinformática: Publicación en Science con frecuencia".
"Hemos establecido que estos genes son especialmente importantes para el crecimiento celular, por ejemplo, aquellos cuyos productos ensamblan las proteínas de las bacterias", añade el profesor Lercher, autor correspondiente del estudio. Por el contrario, los genes que rara vez se necesitan en las fases de crecimiento suelen encontrarse en el extremo opuesto del cromosoma, donde se duplican tardíamente.
Los investigadores utilizaron métodos bioinformáticos y matemáticos para analizar las posiciones de más de 4.400 familias de genes en más de 900 especies bacterianas diferentes. Descubrieron que la posición de los genes a lo largo del cromosoma debe de haber surgido como consecuencia de la presión evolutiva, ya que aquellas bacterias que pueden crecer con especial rapidez como resultado de genes colocados de forma óptima tienen una ventaja evolutiva.
El Dr. Hu: "Ahora entendemos mejor cómo las bacterias controlan sus genes. Los resultados nos han sorprendido mucho. Proporcionan una explicación excelente de un aspecto importante de la evolución bacteriana: El posicionamiento genómico correcto dio a las bacterias existentes hoy una ventaja sobre sus rivales".
Lercher habla de otras posibles aplicaciones: "Esta comprensión también puede ayudar a diseñar bacterias sintéticas más eficientes, por ejemplo para aplicaciones biotecnológicas o médicas."
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