Los cromosomas están plagados de 'autoestopistas' con función desconocida

En el genoma humano, cuya lista de genes casi completa se acaba de conocer, algunos genes prosperan porque fabrican cuerpos mejor adaptados al mundo exterior, lo que garantiza su supervivencia, pero el ADN que emprende este laborioso y azaroso camino sólo es responsable de un pequeño porcentaje del genoma. Nuestros cromosomas están plagados de autoestopistas, de 'elementos móviles', que van saltando por el genoma e insertando nuevas copias de sí mismos durante el viaje. Estos parásitos, que componen casi la mitad del genoma humano, destruyen pero también crean.

Estos parásitos de ADN provocan enfermedades, incluyendo la hemofilia y la distrofia muscular, alterando importantes genes funcionales. Pero la secuencia del genoma indica que también pueden tener sus ventajas. Buenos, malos e indiferentes, los elementos móviles han tenido una inmensa influencia en la estructura del genoma humano. Norihiro Okada, genetista evolutivo del Instituto de Tecnología de Tokio, describe su actividad como 'el acontecimiento más importante en la construcción de nuestros genomas contemporáneos'.

'Podemos considerar los elementos móviles como organismos de un ecosistema', afirma John McDonald, de la Universidad de Georgia, en Atenas. Hay muchas 'especies' distintas de elementos móviles, y han evolucionado en múltiples formas para multiplicarse y seguir adelante. Y, al igual que ocurre en un ecosistema real, algunos se desarrollaron en el pasado para acabar extinguiéndose, perdiendo la capacidad de replicarse y persistir como fósiles genéticos.

Algunos elementos móviles funcionan como retrovirus, como el VIH. Su secuencia codifica una enzima (la transcriptasa inversa) para convertir el ARN en ADN, y otra (una endonucleasa), para cortar las cadenas de ADN. La maquinaria de la célula convierte estos elementos en ARN, y por consiguiente, en proteínas. Posteriormente, la endonucleasa le hace un hueco en otra parte del genoma, y la transcriptasa inversa encaja el elemento móvil en su nuevo hogar.

Otros parásitos de ADN trabajan aún menos: son parásitos de otros parásitos. En lugar de hacer proteínas propias, sus secuencias atraen las enzimas fabricadas por elementos móviles autosuficientes, que hacen la inserción por ellos.

El borrador de la secuencia ha revelado curiosas diferencias entre los elementos móviles de especies distintas. El grupo de McDonald ha descubierto que los elementos móviles de los pequeños genomas, como el del gusano Caenorhabditis elegans, son mucho más jóvenes que los de los genomas más grandes, como los de las plantas y los humanos. Esto, según él, indica que los elementos móviles se ven activamente purgados de los genomas menores. Con todo, es un misterio cómo se hace.

Por tanto, no es sorprendente que el ADN humano contenga una mayor densidad de elementos móviles que los genomas de otros animales. Y en los genomas del gusano, de la mosca y de la planta Arabidopsis, los distintos tipos de elementos móviles se encuentran representados más o menos igualmente. En el genoma humano, unos pocos dan cuenta de la gran mayoría.

De hecho, la mayor parte de los elementos móviles del genoma humano dejó de ser móvil hace millones de años, antes de que los humanos evolucionaran. En cambio, el genoma del ratón sigue burbujeando con elementos móviles activos.

Sin embargo, McDonald es cauteloso a la hora de sacar conclusiones de las comparaciones hechas hasta ahora, al sospechar que hay muchas más especies de elementos móviles que aún no han sido descubiertas dentro del genoma humano. 'Lo que estamos viendo es la punta del iceberg', afirma McDonald.

Sólo se conocen un elemento móvil del tipo retrovirus y un autoestopista de este autoestopista que aún siguen activos en el genoma humano. Se llaman LINE 1 y Alu, y son con creces los más comunes de su clase. LINE 1, que puede copiarse a sí mismo, es responsable aproximadamente del 17% de nuestro ADN. Y existe la asombrosa cantidad de un millón de copias de la secuencia Alu por nuestros cromosomas. No sorprende que los autores de la secuencia del genoma describan a la pareja como 'unos gorrones con muchísimo éxito'.Los elementos móviles prefieren algunos hábitats a otros; no están dispersos por el genoma de forma uniforme. Por ejemplo, existe una concentración mayor en una parte del cromosoma X en la que los genes saltarines son responsables del 89% del ADN.

En cambio, hay muy pocos elementos móviles en las zonas donde se hallan los genes llamados Hox. Estos genes dirigen el desarrollo del cuerpo. Su escasez de elementos móviles indica que las inserciones en esa zona causan estragos. Algunos investigadores creen que las acciones de los egoístas elementos móviles y las contramedidas de sus anfitriones han sido una fuerza motriz en la evolución de la estructura genómica, de la función celular y de la complejidad biológica. El borrador del genoma humano, y el número en aumento de genomas con los cuales compararlo, puede ayudar a afrontar estas profundas cuestiones. En esto está trabajando McDonald. 'Estamos viendo tendencias que antes no teníamos ni idea de que existieran, y es necesario explicarlas. Antes de tener la secuencia del genoma no habría podido decirlo', comentó.