Hace aproximadamente 1.500 millones de años, pequeños visitantes llegaron a vivir dentro de las células que luego evolucionaron hacia toda la vida vegetal y animal, incluidos los humanos.
Esos visitantes eran mitocondrias, pequeños orgánulos cuyo papel prominente es producir el 90 por ciento de la energía química que las células necesitan para sobrevivir. Evolutivamente hablando, los humanos, los animales y las plantas son, por lo tanto, una combinación de dos organismos.
Las mitocondrias tienen su propio ADN, pero los 13 genes de las mitocondrias humanas, junto con las secuencias de ADN de los ARNt, los ARNr y algunos péptidos pequeños, quedan enormemente eclipsados por los 20.000 genes del núcleo humano. Sin embargo, estas diminutas mitocondrias pueden teneruna fuerte influencia en el metabolismo celular y la susceptibilidad a enfermedades metabólicas como insuficiencia cardíaca u obesidad, según una investigación preliminar de Scott Ballinger, Ph.D., profesor de patología en la Universidad de Alabama en Birmingham.
"Durante 50 años, los investigadores han intentado encontrar la susceptibilidad a las enfermedades utilizando la genética mendeliana", dijo Ballinger, refiriéndose a los estudios de los genes cromosómicos en el núcleo celular. "Pero esto explica sólo el 10 por ciento de las razones de la susceptibilidad a las enfermedades".
El posible impacto del ADN mitocondrial en la susceptibilidad a las enfermedades depende de dos hechos. Primero, todo el ADN mitocondrial de una persona proviene de la madre, a través de su óvulo. Esto es distinto de los genes cromosómicos en el núcleo, donde, en promedio, la mitadprovienen de la madre y la mitad del padre. En segundo lugar, el ADN mitocondrial humano se ha convertido en haplotipos distintos, y cada uno de estos tipos tiene variaciones de ADN mitocondrial que se heredan juntos. Hay aproximadamente de 25 a 35 haplogrupos básicos de ADN mitocondrial, y uno de ellos- encontrado en poblaciones africanas - tiene muchos subtipos debido a la profunda diversidad genética de ese continente.
Para investigar el impacto del ADN mitocondrial, Ballinger y sus colegas buscaron cambios en el metabolismo y la expresión de genes nucleares cuando intercambiaron antecedentes mitocondriales de cepas de ratones, específicamente aquellos que tienen diferentes secuencias de ADN mitocondrial y que también tienen diferencias notables en la susceptibilidad a enfermedadesasociado con el metabolismo.
Después de cambiar los antecedentes del ADN mitocondrial, Ballinger y sus colegas midieron los cambios en la composición corporal, el metabolismo y la expresión de genes nucleares en el tejido graso cuando los ratones cambiaron de una dieta baja en grasas a una dieta alta en grasas.
En el primer informe de este tipo, encontraron que cambiar el trasfondo genético mitocondrial tenía un impacto significativo en la adiposidad, el metabolismo de todo el cuerpo y la expresión de genes nucleares en ratones.
Por ejemplo, la expresión génica tanto en la grasa visceral como en la subcutánea cambió notablemente entre ratones que comparten el mismo genoma nuclear pero que tienen diferentes antecedentes de ADN mitocondrial, cuando se les alimenta con pienso frente a una dieta alta en grasas. Estos cambios variaron de 10 a 50 vecesLas diferencias en el número de genes afectados y el ADN mitocondrial influyeron en si el número de genes afectados aumentaba o disminuía. Estos estudios también encontraron que la eficiencia metabólica y el porcentaje de grasa corporal en los ratones también se vieron afectados.
"Estos resultados son claramente consistentes con la noción de que las diferentes combinaciones genéticas nuclear-mitocondrial influyen en el metabolismo, la adiposidad y la expresión génica de diferentes maneras", dijo Ballinger. "La implicación general de este trabajo es que puede proporcionar un nuevo marco para la comprensiónsusceptibilidad genética compleja a enfermedades: que tanto el genoma nuclear como el mitocondrial de un individuo, en combinación, pueden afectar el desarrollo de la enfermedad. Ahora estamos tratando de comprender cómo interactúan las diferentes combinaciones de genes codificados por mitocondrias y nucleares para alterar el metabolismo, y cómo esto influye en la enfermedad individualsusceptibilidad."
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Materiales proporcionado por Universidad de Alabama en Birmingham . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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