Una de las grandes preguntas para las cuales todavía no hay una respuesta clara en biología es cómo, en base a las cuatro letras universales que componen el ADN, es posible generar organismos tan diferentes como una mosca o un ser humano, o los diferentes órganosy los tejidos que comprenden. En los últimos años, los investigadores han descubierto que el sistema es mucho más complicado de lo que se pensaba originalmente. Las letras son importantes, pero las modificaciones químicas de las histonas y los nucleótidos pueden formar instrucciones genéticas para reinterpretar la información contenida en el ADN.de instrucciones genéticas puede conducir al desarrollo, por ejemplo, de un ojo o el páncreas en el embrión. Las alteraciones de esta composición del código de ADN también pueden estar relacionadas con procesos patológicos y la aparición de enfermedades, como el cáncer.
El equipo del Grupo de Biología Estructural Computacional del Centro Nacional de Investigación del Cáncer CNIO, encabezado por Alfonso Valencia, el Vice-Director de Investigación Básica del Centro, ha utilizado la teoría de redes para construir y estudiar la primera red de comunicación entre los componentesque constituyen esta composición genómica, conocida como epigenoma. Las conclusiones se publicaron hoy en la revista Informes de celda .
Epigenómica: Activación o desactivación de genesF
Las marcas epigenómicas pueden considerarse como un panel de interruptores que determina qué partes del genoma están activadas y serán visibles para la célula. En consecuencia, la misma información genética contenida en todas las células de un ser vivo puede generar cientos de diferentestipos de células, usando ciertos genes y sin tener en cuenta otros.
Para estudiar este aspecto en mayor profundidad, los investigadores recolectaron datos de la literatura que incluyen 3 modificaciones químicas en la citosina letra "C" del ADN, 13 modificaciones de histonas las proteínas alrededor de las cuales se envuelve el ADN y 61 ADNproteínas asociadas, de células madre embrionarias de ratón.
Los autores aplican algoritmos matemáticos utilizados para medir la popularidad y la influencia de los sitios web como Wikipedia o Facebook en la red de comunicación epigenómica. Llegaron a la conclusión de que la marca 5hmC modificación química de la citosina con un grupo hidroximetilo en posición5 ' es el componente más influyente de esta red en las células madre.
5hmC como epicentro
"Nos hemos acercado a la biología de sistemas mediante el estudio de señales de cromatina [el ADN con modificaciones químicas y proteínas que se unen a él] como un sistema integral y a partir de esto hemos construido la primera red de comunicación entre estas señales", dice Daniel Rico, el CNIOinvestigador que ha dirigido el estudio junto con Valencia. "En este caso estamos hablando de un sistema de comunicación interna dentro de cada célula, más específicamente dentro del núcleo".
Como se describe en el documento, 5hmC actúa como una señal clave que se conecta con complejos que modifican las citosinas e histonas para regular la expresión génica. A través de estas conexiones, 5hmC regula los cambios en la compactación de la cromatina, los procesos de diferenciación celular y el metabolismo energético encélulas madre embrionarias.
Al mismo tiempo, los análisis filogenéticos realizados para las proteínas en la red también apuntan a 5hmC como el centro de la evolución coordinada, o coevolución, de estas proteínas relacionadas con la cromatina.
El siguiente paso es establecer si los resultados también pueden asignarse a otros tipos de células ". Sabíamos que 5hmC era extremadamente abundante en las células madre embrionarias, pero ahora también sabemos que esto es cierto para otros tipos de células, como las neuronaso ciertos tumores ", afirman los autores del artículo.
Y agregan: "Las células cancerosas tienen características de células madre; por lo tanto, parece apropiado investigar si estos resultados también pueden transferirse a los epigenomas del cáncer, lo que proporcionaría nuevas perspectivas sobre cómo se regulan".
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Materiales proporcionados por Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas CNIO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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