lunes, 7 de septiembre de 2009

Échale la culpa al cromosoma Y.


El cromosoma Y tiene una forma única de asegurarse su supervivencia, pero ese mecanismo de autopreservación puede causar una variedad de desórdenes sexuales, desde esterilidad masculina al caso de personas cuyo sexo genético es opuesto al de su desarrollo anatómico, según un estudio publicado en Cell por un equipo del Instituto Whitehead de Investigación Biomédica (EE.UU.) encabezado por David Page.

La totalidad del genoma está constantemente sujeto a errores al azar durante la replicación, la inmensa mayoría de los cuales van en contra de la aptitud para sobrevivir del organismo. Estas mutaciones nocivas se purgan del genoma durante la reproducción sexual en un proceso conocido como recombinación, en el que cromosomas homólogos, procedentes del macho y de la hembra, intercambian trozos de material genético. Esencialmente, los cromosomas cambian sus genes malos por buenos. Pero el cromosoma Y no tiene homólogo con el que recombinarse: enfrente tiene a un, fundamentalmente diferente, cromosoma X.

Ante este problema, la hipótesis predominante, aunque nada satisfactoria, era que el cromosoma Y y sus genes se reproducían asexualmente, lo que limitaba su capacidad para purgar sus mutaciones. Esto llevaría a una rápida acumulación de éstas, lo que un día tendría como consecuencia la eliminación completa del cromosoma Y, posiblemente en menos de diez millones de años.

Pero en 2003, cuando se publicó la primera secuencia completa del cromosoma Y, los biólogos identificaron grandes secciones del ADN que eran imágenes especulares una de otra. Estas áreas palindrómicas, es decir, una secuencia de bases es igual a su complementaria leída al revés, proporcionaron una posible respuesta a la antigua pregunta de cómo se libraba el cromosoma Y de las mutaciones nocivas: se recombinaba consigo mismo. Intercambiando un alelo mutado (un alelo es una de las posibles formas de un gen) por otro bueno del otro lado del palíndromo podría, a efectos prácticos, arreglar el problema.

El equipo de Page se dispuso a encontrar pruebas que confirmasen esta hipótesis. Para ello analizó el cromosoma Y de cerca de 2400 pacientes masculinos con anormalidades sexuales diagnosticadas previamente. Identificaron 51 cromosomas Y que mostraban signos característicos de haber sufrido esta autorrecombinación de material genético.

Los investigadores se percataron de estos cromosomas Y en particular por la presencia de dos centrómeros (el punto donde se tocan las dos cromátidas del cromosoma) en vez del único habitual. El centrómero es la región del cromosoma sobre la que se ejerce tracción durante la división celular (mitosis), y tener más de uno puede dar lugar a confusión celular.

Estos llamados Y isodicéntricos son un desafortunado efecto secundario de la recombinación dentro del cromosoma, según el trabajo publicado. Después de la rotura del ADN para intercambiar los genes que necesitan reparación, las piezas podrían recolocarse incorrectamente, con el resultado de un cromosoma que no tiene centrómeros o bien otro que tiene dos.

La inestabilidad mitótica resultante puede desembocar en una pasmosa variedad de consecuencias clínicas. El mismo problema en el cromosoma Y se traduce tanto en un recuento espermático reducido en un individuo por lo demás sano, como en distintas anomalías de desarrollo sexual a un nivel anatómico mucho mayor en otros individuos. Esta variedad de consecuencias es verdaderamente sorprendente.

Una nota final: si bien estos resultados apoyan la teoría de que el cromosoma Y se recombina consigo mismo, el mecanismo de intercambio de genes tiene que ser confirmado todavía, el proceso concreto aún no ha sido explicado.

[En la imagen, de izquierda a derecha, cromosomas X e Y; en el X podemos apreciar cómo las dos cromátidas se tocan en el centrómero]

Referencia:

Lange, J., Skaletsky, H., van Daalen, S., Embry, S., Korver, C., Brown, L., Oates, R., Silber, S., Repping, S., & Page, D. (2009). Isodicentric Y Chromosomes and Sex Disorders as Byproducts of Homologous Recombination that Maintains Palindromes Cell, 138 (5), 855-869 DOI: 10.1016/j.cell.2009.07.042