ANIMALES EVOLUCIÓN

La organización en 3D de los genes Hox permitió el desarrollo de extremidades

EFEFUTURO.- Los animales vertebrados desarrollaron correctamente sus extremidades gracias a la organización en 3D de los genes Hox, “esenciales para la formación de múltiples estructuras en los animales”, según un estudio elaborado por el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo de Sevilla y publicado por la revista “Nature Genetics”.

<p>Organización tridimensional de los genes hox (amarillos) en pez cebra (izquierda) y 'Amphioxus (derecha).EFE/ CSIC</p>

Organización tridimensional de los genes hox (amarillos) en pez cebra (izquierda) y 'Amphioxus (derecha).EFE/ CSIC

José Luis Gómez-Skarmeta, investigador de este centro, ha explicado en un comunicado del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que “todos los animales se construyen en gran medida con el mismo conjunto de genes” y lo que diferencia a unos de otros es “cuándo, cómo y dónde se encienden esos genes”, lo que a su vez depende de “las regiones reguladoras que actúan como interruptores que encienden y apagan los genes”.

Para evitar posibles problemas por el hecho de que un interruptor despierte o mantenga dormido el gen equivocado, con las graves patologías que eso puede ocasionar para la especie afectada, “la evolución generó comportamientos separados para cada gen y el conjunto de sus regiones reguladoras”.

En lo que respecta a los Hox, “la región genómica que contiene los elementos reguladores se encuentra dividida en dos compartimentos diferentes: uno para los genes de cada lado del genoma y otro para sus respectivos reguladores”.

El uso de estos dos compartimentos resultó “crucial” durante el desarrollo embrionario de algunas novedades evolutivas de los vertebrados, según ha especificado este investigador, quien ha añadido que la región del genoma que contiene los Hox sufrió un “cambio fundamental” en su organización tridimensional que permitió el correcto desarrollo de extremidades en el paso evolutivo de invertebrados a vertebrados.

Los resultados de esta investigación fueron posibles gracias al estudio del complejo Hox de un cefalocordado marino conocido como “amphioxus” o pez lanceta, dado que este animal parecido a un gusano, pero con la médula espinal y los músculos segmentados como los de los peces, es el invertebrado vivo “más parecido al ancestro de todos los vertebrados”, ha apuntado Gómez-Skarmeta.

Este ser “carece de esa división tridimensional en dos compartimentos” y, en su lugar, “se organiza en un único sector que contiene todos los genes, así como una extensa región situada en un lateral del genoma, rica en elementos reguladores”, ha explicado el experto.

Esta organización es la que permitió postular la hipótesis de que “tanto la compartimentación como la distribución a ambos lados del genoma se originaron en la transición evolutiva de invertebrados a vertebrados” para evitar que los reguladores afectaran a los genes situados en el lado opuesto del complejo, ha concluido el especialista.

El papel de la estructura tridimensional del ADN

El estudio, en el que también han participado miembros de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y de la Estación Marina de Banyuls (Francia), “ayudará a comprender mejor cuál es el papel que desempeña la estructura tridimensional del ADN en el correcto funcionamiento de las células y de los organismos”, concluye la nota del CSIC.EFEFUTURO

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Publicado en: Ciencia

José Luis Gómez-Skarmeta, investigador de este centro, ha explicado en un comunicado del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que “todos los animales se construyen en gran medida con el mismo conjunto de genes” y lo que diferencia a unos de otros es “cuándo, cómo y dónde se encienden esos genes”, lo que a su vez depende de “las regiones reguladoras que actúan como interruptores que encienden y apagan los genes”.

Para evitar posibles problemas por el hecho de que un interruptor despierte o mantenga dormido el gen equivocado, con las graves patologías que eso puede ocasionar para la especie afectada, “la evolución generó comportamientos separados para cada gen y el conjunto de sus regiones reguladoras”.

En lo que respecta a los Hox, “la región genómica que contiene los elementos reguladores se encuentra dividida en dos compartimentos diferentes: uno para los genes de cada lado del genoma y otro para sus respectivos reguladores”.

El uso de estos dos compartimentos resultó “crucial” durante el desarrollo embrionario de algunas novedades evolutivas de los vertebrados, según ha especificado este investigador, quien ha añadido que la región del genoma que contiene los Hox sufrió un “cambio fundamental” en su organización tridimensional que permitió el correcto desarrollo de extremidades en el paso evolutivo de invertebrados a vertebrados.

Los resultados de esta investigación fueron posibles gracias al estudio del complejo Hox de un cefalocordado marino conocido como “amphioxus” o pez lanceta, dado que este animal parecido a un gusano, pero con la médula espinal y los músculos segmentados como los de los peces, es el invertebrado vivo “más parecido al ancestro de todos los vertebrados”, ha apuntado Gómez-Skarmeta.

Este ser “carece de esa división tridimensional en dos compartimentos” y, en su lugar, “se organiza en un único sector que contiene todos los genes, así como una extensa región situada en un lateral del genoma, rica en elementos reguladores”, ha explicado el experto.

Esta organización es la que permitió postular la hipótesis de que “tanto la compartimentación como la distribución a ambos lados del genoma se originaron en la transición evolutiva de invertebrados a vertebrados” para evitar que los reguladores afectaran a los genes situados en el lado opuesto del complejo, ha concluido el especialista.

El papel de la estructura tridimensional del ADN

El estudio, en el que también han participado miembros de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y de la Estación Marina de Banyuls (Francia), “ayudará a comprender mejor cuál es el papel que desempeña la estructura tridimensional del ADN en el correcto funcionamiento de las células y de los organismos”, concluye la nota del CSIC.EFEFUTURO

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