Isthmura gigantea (una especie de genoma grande)/Sean Michel Rovito/Cinvestav.
• Las salamandras tienen el genoma más grande de los vertebrados.
• El tamaño de las células está directamente relacionado con el tamaño del genoma y no se sabe muy bien por qué. Quizá las células deben de ser más grandes para que contengan más ADN: Sean Michel Rovito.
Los anfibios son de los grupos de vertebrados más diversos. Se han registrado aproximadamente 8 mil especies, de las cuales 411 habitan en México, este número ubica a nuestro país en el séptimo lugar mundial en riqueza de anfibios.
Este grupo animal está dividido en tres órdenes: Anura (ranas y sapos), Caudata (salamandras y tritones) y Gymnophiona (cecilias). Cada orden tiene una historia evolutiva propia y presenta características únicas que lo distinguen de los otros.
Entre las particularidades de las salamandras destacan su capacidad para regenerar extremidades y órganos, y su enorme genoma (algunas salamandras tienen un material genético 40 veces más grande que el del ser humano). Y es precisamente esta última característica lo que ha llevado al doctor Sean Michel Rovito a dedicarse al estudio de estos anfibios. Uno de los últimos trabajos que han realizado él y su equipo en la Unidad de Genómica Avanzada (UGA-Langebio) del Cinvestav, se centra en el estudio del genoma de 58 especies de salamandras apulmonadas neotropicales que habitan en México.
En el artículo de dicha investigación Miniaturización, tamaño del genoma y tamaño biológico en un clado diverso de salamandras, cuyo autor principal es Louis Paul Decena-Segarra, se plantean algunas ideas para entender por qué algunas salamandras tienen genomas tan grandes y en otras es más reducido, y cómo esto impacta en su morfología, desarrollo y “tamaño biológico” (concepto que derivó de este trabajo y que se define como la cantidad de células que están contenidas en un cuerpo de determinado tamaño).
“Estimamos el tamaño del genoma, el cual es proporcional al área celular, y ésta es proporcional a la raíz cuadrada del diámetro celular. Dividimos el tamaño del cuerpo por la raíz cuadrada del tamaño del genoma para obtener el índice del “tamaño biológico”, que puede interpretarse como la cantidad de células que caben en un cuerpo de dimensiones determinadas. Para estimar el tamaño del genoma, teñimos el ADN y luego calculamos su densidad óptica (proporcional a la cantidad de ADN) por microscopía digital.”
Sean Michel Rovito
Louis Paul Decena-Segarra/Cinvestav.
A lo largo de su evolución estos anfibios se han adaptado a diversos ambientes (habitan desde el nivel del mar hasta las montañas, y desde las zonas semiáridas hasta las selvas). En México se presentan en muchos tamaños, desde 1.9 (salamandras miniatura) hasta 16 centímetros (sin incluir la cola) aproximadamente. Asimismo presentan una extensa variabilidad en el tamaño de su genoma.
El doctor Rovito, líder del proyecto, plantea que para construir de manera “normal” todas las estructuras de su cuerpo, las salamandras miniatura han tenido que cambiar su forma y sus tejidos debido a su “tamaño biológico”. Es decir, el cuerpo de estas salamandras está formado por menos células, pero éstas son muy grandes ya que su núcleo debe contener un genoma muy grande, el cual puede llegar a triplicar el del ser humano. ¿Pero cómo puede una salamandra miniatura tener menos células y ser completamente funcional“.
“Este estudio pretende entender qué relación hay entre el tamaño del genoma y los cambios morfológicos y de desarrollo que presentan las salamandras miniatura, y por qué unas especies de salamandras tienen genomas más grandes que otras”.
Sean Michel Rovito
La investigación, que se ha llevado a cabo por más de cinco años, también ha enfatizado que el ADN de las salamandras contiene mucho material genético “chatarra”, como lo denomina Rovito, que se compone de transposones (secuencias de ADN movibles dentro del genoma) que se replican y adhieren en diferentes segmentos del genoma sin que codifiquen para una función específica. Al respecto, el doctor afirma: “Hay una diferencia entre ADN ‘chatarra’ y ‘basura’. La basura se desecha y ya, pero la chatarra quizá en un futuro tenga función. Podría ser materia prima para cuando se presente una mutación. La mutación podría desencadenar que una secuencia de ADN codifique para un gen específico. Se conocen algunos casos de ADN que no era codificante y que luego se convirtió en una región funcional, por ejemplo en promotor de un gen. Pero existe la posibilidad de que este ADN no codificante nunca cumpla una función”.
En nuestro país habitan 158 especies de salamandras, de las cuales 138 son endémicas, esto posiciona a México en segundo lugar a nivel global, después de Estados Unidos, que alberga 209 especies. Los tres estados con mayor diversidad de caudados son Oaxaca, Veracruz y Chiapas. Por ello nuestro país es un sitio idóneo para el estudio de estos animales.
Thorius macdougalli (una especie con un genoma pequeño)/Louis Paul Decena-Segarra/Cinvestav.
“Este trabajo podría destacar la importancia de las salamandras como un modelo de estudio interesante para entender preguntas como la evolución del genoma, las limitaciones en el desarrollo relacionadas con el tamaño del genoma o el desarrollo de la miniaturización en las especies. De hecho, gracias a este estudio estamos prontos a desarrollar una [investigación] más con la Universidad Rockefeller para estudiar el genoma entero de dos especies de salamandras, lo que va a permitir que se realicen muchos estudios genéticos en torno a estos animales”, declara Rovito. Además este trabajo será de utilidad para investigaciones enfocadas en la salud humana porque generará más información acerca de la facultad de regeneración de las salamandras.
“La regeneración podría ser una propiedad emergente derivada de tener un genoma enorme. Tal vez no exista un gen o genes responsables de la regeneración”.
Sean Michel Rovito
En la actualidad, más de la mitad de los anfibios mexicanos se encuentran en peligro de extinción. Algunas de las causas son el cambio climático, las enfermedades provocadas por hongos, y la contaminación y pérdida de su hábitat. Este grupo animal cumple un relevante papel dentro de los ecosistemas debido a que controlan plagas y a que su presencia o ausencia es fiable indicador del estado de conservación de su entorno.
Leticia Monroy Valentino, DGDC, UNAM.
Fuentes
• Dr. Sean Michel Rovito, Unidad de Genómica Avanzada (UGA-Langebio), Cinvestav.
• https://conexion.cinvestav.mx/Publicaciones/191qu233-tama241o-biol243gico-tienen-las-salamandras
• http://www.ib.unam.mx/m/revista/pdfs/54.-_1183.pdf
• https://www.gob.mx/profepa/articulos/proteccion-de-anfibios-en-mexico
Deja una respuesta