Las bacterias cambian de forma barajando una fila de 15 genes

Cada tipo de bacteria tiene una forma típica. Las hay cilíndricas como los bacilos, esféricas como los cocos, levemente onduladas, descaradamente sinuosas. Un equipo de Madrid ha demostrado ahora que la forma cilíndrica de los bacilos requiere que una fila de 15 genes relacionados con la división celular esté ordenada de una forma precisa en el cromosoma. En las bacterias con otras formas, los 15 genes son más o menos los mismos, pero aparecen barajados.

Hay pocas indicaciones de que el orden de los genes en el ADN sea crucial. Cada gen es una entidad bastante autónoma, que contiene elementos capaces de activarlo o reprimirlo en respuesta a las variaciones del entorno. Lo que la célula espera de un gen es que fabrique una proteína cuando sea necesario. Que el gen haga esto desde una posición u otra en el genoma es irrelevante. Para el caso, como si quiere hacerlo desde un trozo suelto de ADN que ande flotando por la célula, como ocurre muy a menudo con los genes que confieren resistencia a los antibióticos.

Sin embargo, los equipos de Miguel Vicente y Alfonso Valencia, del Centro Nacional de Biotecnología, en Madrid, han demostrado de un modo bastante ingenioso que una fila de 15 genes, llamada grupo dcw, debe estar en un orden concreto para que la bacteria tenga una forma determinada. El trabajo, cuyo principal autor es Javier Tamames, del Centro de Astrobiología (Madrid), aparece en el número de marzo de la revista Trends in genetics.

El trabajo es un buen ejemplo de lo mucho que pueden ayudar las comparaciones genómicas -entre bacterias con distintas formas, en este caso- al esclarecimiento de los procesos biológicos y de su evolución, sobre todo en casos como éste, en que ni el mecanismo de la división celular, ni la función de cada uno de los genes del grupo dcw, ni su relación con la forma bacteriana, se conocen en detalle.

La original estrategia de los científicos ha consistido en ordenar un par de docenas de bacterias muy distintas en una especie de falso árbol genealógico, basado exclusivamente en el orden relativo de los genes en el grupo dcw. Es decir, que no han ordenado las bacterias como es habitual, de acuerdo con sus relaciones de parentesco reales, sino que han clasificado como parientes más cercanas a las bacterias que, aunque no tengan mucho que ver en todo lo demás, tienen el grupo dcw en un orden muy similar.

Símil humano

¿Para qué vale esto? Imaginemos un símil humano. Supongamos que tenemos indicios de que el orden de cierta fila de genes provoca que su portador tenga un oído musical superdotado. Y para probarlo hacemos lo siguiente: tomamos muestras genéticas de personas de 20 o 30 regiones del mundo y los colocamos en una falso árbol genealógico, basándonos sólo en el orden de los genes en la fila. En ese árbol, las personas que aparezcan en la misma rama no tienen por qué ser parientes cercanos. Pero si nuestra teoría es cierta, sí que deben tener aptitudes musicales similares. Arnold Schönberg y Duke Ellington deben compartir rama como si fueran primos.

Bien, pues la teoría de los científicos del CSIC ha resultado ser cierta: en el falso árbol genealógico basado en el orden del grupo dcw, las bacterias con formas similares tienden a aparecer en ramas próximas (véase gráfico), aun cuando los criterios habituales de clasificación las suelan situar en grupos muy alejados.

¿Cómo puede el orden de los genes alterar la forma de una bacteria? Lo más probable, apunta Miguel Vicente, es que tener la forma alargada típica de un bacilo requiera una activación temporal muy ordenada de los genes responsables de ejecutar la división celular y de fabricar los componentes de la pared que envuelve a la bacteria, muchos de los cuales están en el grupo dcw.

Las bacterias utilizan a menudo la contigüidad entre dos o tres genes para activarlos al mismo tiempo. El truco es, simplemente, empezar a leer por un extremo del grupo y no parar hasta dos o tres genes más allá. Si los genes que deben activarse al mismo tiempo no están físicamente juntos, el truco no funciona.