El tiempo de replicación del ADN varía entre las personas



Un nuevo estudio de genetistas de la Escuela de Medicina de Harvard (HMS, por sus siglas en inglés) y el Instituto Broad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), todos ellos en Estados Unidos, revela que el plan de replicación del ADN, incluso dónde están los puntos de origen y en qué orden se copian los segmentos de ADN, varía de persona a persona.




El trabajo, publicado en la edición digital de este jueves de 'Cell', también identifica las primeras variantes genéticas que orquestan la sincronización de la replicación. Una célula humana cuando se enfrenta a la tarea de replicar 6.000 millones de letras de ADN cada vez que se divide, en lugar de leer cada cromosoma de forma lenta, la maquinaria de replicación del ADN se adentra en muchos puntos de origen, copiando algunos segmentos antes o después que otros.

"Las células de todos los individuos tienen un plan para copiar el genoma. La idea de que no todos tenemos el mismo plan es sorprendente e interesante", señala Steven McCarroll, profesor asistente de Genética en el HMS, director de Genética en el Centro para la Investigación Psiquiátrica Stanley y autor principal del artículo. "Es una nueva forma de variedad de las personas que nadie esperaba. Es muy emocionante", añade el primer autor Amnon Koren, becario postdoctoral en el HMS y Broad.

La replicación del ADN es uno de los procesos celulares más fundamentales y cualquier variación entre las personas es probable que afecte a la herencia genética, incluyendo el riesgo individual de enfermedad, así como la evolución humana, según los autores. Se ha sabido que el tiempo afecta a la replicación de las tasas de mutación, de forma que segmentos de ADN que se copian demasiado tarde o temprano tienden a tener más errores.

El nuevo estudio indica que las personas con diferentes programas de sincronización, por tanto, poseen distintos patrones de riesgo de mutación a lo largo de sus genomas. Por ejemplo, el equipo de McCarroll encontró que las diferencias en el tiempo de replicación podrían explicar por qué algunos individuos son más propensos que otros a ciertos tipos de cáncer de sangre.

Los científicos sabían previamente que las mutaciones adquiridas en el gen janus quinasa 2 (JAK2) conducen a cánceres de la sangre y que las personas con estas mutaciones en JAK2 tienden a tener un conjunto distintivo de variantes genéticas heredadas, pero no estaban seguros de cómo se conectan las variantes heredadas y las nuevas mutaciones. El equipo dirigido por McCarroll encontró que las variantes hereditarias se asocian con un "inusualmente temprano" punto de origen de replicación y propone que JAK2 tiene más probabilidades de desarrollar mutaciones en las personas con ese punto de origen muy temprano.

"La sincronización de replicación puede ser una manera de heredar la variación que contribuye al riesgo de mutaciones posteriores y enfermedades que generalmente consideramos que surgen por casualidad", apunta McCarroll, quien junto a Koren y sus colegas hizo estos descubrimientos en gran parte al diseñar una nueva forma de obtener datos de tiempo de replicación del ADN.

Hasta ahora, para estudiar el tiempo de replicación, los científicos necesitaban hacer crecer minuciosamente "las células durante un par de semanas y ordenarlas con una máquina especial y diseñar un grande, complicado, caro y largo experimento" para obtener sólo material de una pocas personas a la vez, según Koren.

Sospechaban que podía haber una manera más fácil 


El equipo sospechaba que había una manera más fácil y se centró en el Proyecto 1000 Genomas, que sostiene una base de datos digital con los datos de secuenciación recogidos de cientos de personas en todo el mundo. Como gran parte del ADN en este proyecto había sido extraído a partir de células que se dividen activamente, el equipo tenía la hipótesis de que la información sobre la sincronización de replicación estaba dentro.

Así, estos expertos contaron el número de copias de genes individuales en cada genoma. Debido a que los primeros orígenes de replicación habían creado más copias de segmentos en el momento en que se tomó la muestra que los que tenían orígenes de replicación tardíos, fueron capaces de crear un mapa de tiempo de replicación personalizado para cada individuo.

Luego, los investigadores compararon la información sobre el número de copias de cada persona con sus datos de secuencias genéticas para ver si podían emparejar variantes genéticas específicas con diferencias temporales en la replicación. De 161 muestras, se identificaron 16 variantes, que eran cortas y en su mayoría, comunes.

"Creo que ésta es la primera vez que podemos identificar influencias genéticas en el tiempo de replicación en cualquier organismo", celebra Koren. Las variantes fueron localizadas cerca de los puntos de origen de replicación, llevando al equipo a preguntarse si afectan al tiempo de replicación.
También sospechan que las variantes funcionan mediante la alteración de la estructura de la cromatina, exponiendo las secuencias locales a la maquinaria de replicación. El equipo tiene la intención de averiguarlo y buscar variantes adicionales que controlan el tiempo de replicación. "Estas 16 variantes son casi seguramente sólo la punta del iceberg", resalta Koren


Fuente: InfoSalus
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