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Evolución conjunta del hombre y de los genomas de las plantas
| Míriam Peláez | 29/11/00 |
Biomedia
(Barcelona). En el marco de la exposición Gente y genes, organizada por el Instituto
de Cultura de Barcelona con la colaboración de Novartis, el doctor Pere
Puigdomènech, director del Instituto de
Biología Molecular de Barcelona del Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ofreció la conferencia
“Evolución conjunta del hombre y de los genomas de las plantas”. Las
primeras leyes de la genética se descubrieron en plantas; por una parte los
trabajos de Mendel con el guisante y, por otra, investigaciones previas
realizadas con cucurbitáceas revelaron gran parte de estas leyes y actualmente,
es habitual que, al hablar de genes, de genética, se hable de plantas. Se
ha podido observar la gran variabilidad en cuanto al tamaño del genoma
existente en el reino vegetal: 145 millones de pares de bases en Arabidopsis thaliana, la especie modelo
de estudio de las plantas, con el genoma más pequeño entre los vegetales, y
114000 millones de pares de bases en los mayores genomas de plantas. No se ha
sabido explicar hasta ahora esta gran variabilidad, se considera resultado del
azar evolutivo, y uno de sus efectos sería una ralentización de la replicación
celular. Arabidopsis
thaliana
es una pequeña crucífera que vive en las montañas, utilizada como modelo de
estudio de la genética de plantas debido al reducido tamaño de su genoma, a su
rápido ciclo de crecimiento y a la facilidad de realizar cruces y transgénicos.
La secuenciación del genoma de A.
thaliana finalizará en el mes de diciembre del año 2000. Además de
averiguar la secuencia de bases de su DNA, se han identificado muchos de sus
genes y se sabe que están dispuestos de forma muy compacta (un gen cada 4000
pares de bases). Se conoce la función del 60% de los aproximadamente 400 genes de
Arabidopsis: 22% son genes
responsables del metabolismo, 10% del metabolismo secundario (síntesis de
aromas u otras sustancias que aprovechamos a menudo como medicamentos u otros
productos), 15% de la maquinaria reguladora de la expresión genética, 14% de la
defensa y resistencia a virus, insectos o mamíferos. Al analizar el genoma de
esta planta, hallamos dos importantes sorpresas: se trata de un genoma muy
pequeño, pero con un gran número de genes: 25000, frente a los 35000 que se
estiman ahora para la especie humana o los 14000 de Drosophila. Se
sabe actualmente que un 80% del genoma de Arabidopsis
está duplicado, lo que plantea el problema de estimar la información genética
mínima necesaria para formar una planta. La segunda sorpresa se descubrió al comparar
el genoma de Arabidopsis con el de
otras especies entre las que figuran bacterias, levaduras, gusanos o la especie
humana. La colección de genes del metabolismo se parecía en todas las especies
y la colección de genes responsables de regular la expresión genética se
parecía sobre todo, curiosamente, a la del hombre. El
maíz (Zea mays), una de las cinco
especies base de nuestra alimentación, es otra especie muy estudiada en
genética; fue creada por las primeras civilizaciones agrícolas de América Central
durante el neolítico, a partir de otra especie, Teosinthe, el maíz silvestre. Cinco mutaciones separan estas dos
especies que se diferencian en el tamaño del grano, en el número de ramas, etc.
Se ha conseguido seguir el camino evolutivo del maíz y el proceso de creación
mediante mutaciones progresivas y selección por parte del hombre con el fin de
mejorar la productividad y calidad de sus cultivos. Este tipo de evolución
dirigida o domesticación ha ocurrido también con el arroz o el trigo. Ya
en el siglo XX, en los años cincuenta, durante la llamada revolución verde,
Norman E. Borlaug, premio Nobel de la Paz en 1970, consiguió e identificó
variedades enanas de arroz y de trigo que concentraban toda la energía en la
formación del grano y daban una enorme productividad. Se originó así un gran
crecimiento de la producción agrícola y con él, de la población mundial.
Recientemente, se han descubierto los fundamentos moleculares de los hallazgos
de Norman E. Borlaug. Lo
que los agricultores mesoamericanos conseguían mediante cruces y selección de
variedades puede realizarse ahora con los conocimientos de genética. En la
actualidad, se modifica el genoma de las plantas introduciendo genes de otras
especies; un ejemplo es el caso de una variedad de arroz en la que se ha
introducido un gen esencial en la síntesis de vitamina A (ausente en la planta
del arroz), cuya carencia causa un gran déficit para las poblaciones que se
alimentan de este cereal. Se están mejorando del mismo modo otros cultivos
básicos para la alimentación humana, lo que ha extendido de forma considerable
la superficie mundial de cultivos transgénicos. Míriam Peláez
es bióloga Más
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