10.11 Naturaleza dinámica del genoma: “genes saltarines”
Las secuencias repetidas a veces están presentes en matrices en tándem y algunas veces están
dispersas por todo el genoma. Si se supone que todos los miembros de una familia de secuencias
repetidas surgieron de una sola copia, entonces ¿cómo pueden los miembros individuales dispersarse
entre diferentes cromosomas?
Barbara McClintock (genetista que trabaja con el maíz en los Laboratorios Cold Spring Harbor, en
Nueva York: La primera persona en sugerir que los elementos genéticos eran capaces de moverse
alrededor del genoma.
En 1940 descubrió que ciertas mutaciones eran muy inestables, apareciendo y desapareciendo de
una generación a la siguiente, o incluso durante la vida de una planta individual.
Ella concluyó que ciertos elementos genéticos se movían de un lugar en un cromosoma a un sitio
completamente diferente. A este reordenamiento genético le llamó transposición, y elementos
transponibles a los elementos genéticos móviles.
Los hallazgos de McClintock fueron ampliamente ignorados.
Transposones
En1960: varios laboratorios descubrieron que ciertas secuencias de DNA en bacterias se movían en
raras ocasiones desde un lugar en el genoma a otro. Estos elementos transponibles bacterianos
fueron denominados transposones.
La mayoría de los transposones codifican una proteína o transposasa, que por sí sola cataliza la
escisión de un transposón desde un sitio del DNA donante y su posterior inserción en un sitio del DNA
blanco.
Proceso: Este mecanismo está mediado por dos subunidades de transposasa que se unen a
secuencias repetidas e invertidas en los dos extremos del transposón. Luego, las dos subunidades se
unen para formar un dímero activo que cataliza una serie de reacciones que conducen a la escisión
del transposón. El complejo transposasa-transposón posteriormente se une a un DNA blanco, donde
la transposasa cataliza las reacciones requeridas para integrar el transposón en su nueva residencia.
La integración del elemento crea una pequeña duplicación en el DNA blanco que flanquea el elemento
transponible en el sitio de inserción. Las duplicaciones de sitio blanco sirven como “huellas” para
identificar los sitios en el genoma que están ocupados por elementos transponibles.
McClintock demostró que los genomas eucariotas contienen una gran cantidad de elementos
transponibles. De hecho, dos tercios del genoma humano han derivado de elementos transponibles.
La gran mayoría (>99%) de elementos transponibles son incapaces de moverse de un lugar a otro;
ellos han sido mutilados por la mutación o su movimiento es suprimido por la célula. Sin embargo,
cuando los elementos transponibles cambian de posición, se insertan ampliamente en todo el DNA
blanco. De hecho, muchos elementos transponibles pueden insertarse dentro del centro de un gen
codificador de proteínas. Ejemplo: casos de hemofilia causada por un elemento genético móvil que
había “saltado” al centro de uno de los genes clave de la coagulación sanguínea.
Se estima que aproximadamente 1 de cada 500 enfermedades que causan mutaciones en los seres
humanos es el resultado de la inserción de un elemento transponible. Además, la reactivación de
elementos transponibles puede contribuir al desarrollo de ciertos cánceres.
