El árbol de la vida es lo que es. Un hombre que puede parecerse a un organismo no complejo, resultante de un ser vivo con el genoma más grande. Viaja a Nueva Caledonia (isla francesa de la Baja Soberanía en Oceanía) y si logra recuperar los 160.750.000.000 de pares de bases de su ADN con otro, se elevará hasta los 100 metros, 50 veces más que el ADN humano. El descubrimiento de nuevas cuestiones sobre el material genético se puede registrar en las células y sobre la cuestión de la correlación entre complejidad y genética.
Sobre los troncos caídos de las selvas de Nueva Caledonia crece el Tmesipteris oblanceolata, individuo que pertenece a un género de plantas vasculares de los que pertenecen a una quincena de especies. Sabemos que los más pequeños de nuestros primeros hermanos tienen genomas gigantes. Pero hasta ahora, el organismo que contiene ADN con un gran número de pares de bases era otra planta, la París Japonica. Hay varios investigadores que caracterizan la longitud genética de la P. japonicaDescubrí que el genoma de T.oblanceolata Es un alcalde del 7%.
En un nuevo estudio publicado en la revista científica. iCiencia, investigadores del Real Jardín Botánico de Kew (Reino Unido) y del Institut Botànic de Barcelona (IBB-CSIC) presentan los resultados de su trabajo con este hombre, demostrando que la mayor cantidad de ADN se registra en el núcleo de sus células de cada organismo vivo eucariota del planeta. Si je fuera un ovillo por desliar, el T.oblanceolata se extiende entre 105 y 106 metros. “No hay ninguna planta icónica, ni flores, ni ningún atractivo. Es un ayer que, si no lo buscas, lo pisotearías sin saberlo”, afirma Jaume Pellicer, investigador del Instituto Botánico. “Tampoco si nos parecemos a un helecho, nos fijamos en la imagen tradicional que los tiene. Pero hay algo que lo hace especial, tiene un genoma gigante”, supimos.
“No hay ninguna planta icónica, ni flores, ni ningún atractivo. De hecho, es un hierbajo que, si no lo estás buscando, les pisotearías sin darte cuenta”
Jaume Pellicer, investigador del Instituto Botánico de Barcelona (IBB-CSIC)
En 2023, Pellicer y su colegiada del IBB Oriane Hidalgo, viajan a Nueva Caledonia para reconocer la música de Tmesipteris, que luego analizará para estimar el tamaño de sus genomas. En su versión, el proceso requiere combinar los núcleos de varios kilómetros de células, teñirlos con un tinte fluorescente y luego cuando el tinte se une con el ADN dentro de cada núcleo: cuanto más teñido, más grande es el genoma. “Para calcular el tamaño utilizamos patrones internos, plantas cultivadas como el guisante, el arroz o el tomate, que son muy conocidas”, afirma Pellicer. En este caso, el estándar de uso de la herramienta, es decir, la planta cultivada con un mayor número de pares de bases, en su caso, 34 gigabases (Gbp, por nuestro símbolo en inglés; para un total de 1.000 millones de pares de bases) . A modo de comparación, el genoma humano contiene aproximadamente 3,2 Gbp distribuidos en 23 cromosomas y, cuando está disponible, la longitud del ADN en cada célula es mayor que ambas metros.
“Tmesipteris Es un pequeño genio único y fascinante del hombre, que ya evolucionó durante 350 millones de años, mucho antes de que los dinosaurios descendieran a la Tierra, y se distingue por su hábito principalmente épico (que se crea principalmente en troncos y ramas de árboles)”, dados Pellicer. En una videoentrevista, descubre que cuando cifraron el genoma del P. japonica En los últimos años nos hemos visto llevados al límite, lo que no nos permite tener otro organismo más grande en términos genéticos. “La hipótesis de que no había mucha diversidad se basó en que no había posibilidad de gestionar biológicamente un genoma mayor a 150 gigabases. Estábamos equivocados”, añade.
Un genoma que tiene una gran importancia en sus costes. Se requieren más recursos energéticos por hora para replicar el ADN y dividir las células. En células más grandes, la integridad de la estructura física requiere un portador de energía más grande. Es más costoso a nivel metabólico. “Por eso pensamos que tenemos menos posibilidades de adaptarnos a los cambios constantes, tanto climáticos como de contaminación”, explica Pellicer. Hay ciclos reproductivos que son mucho más lentos porque el ciclo celular es mucho más largo que en una planta con un genoma pequeño. Y la demanda de nutrientes necesarios para formar ácidos nucleicos es mucho mayor. “Por eso creemos que durante la mayor parte de la evolución los eliminé”, añade Pellicer. De ello se deduce que “los genomas gigantes son la excepción, debido a la extraordinaria diversidad de genomas grandes que son, la gran mayoría de las plantas tienen genomas pequeños o muchos pequeños, por eso nos interesa tanto”.
Los biólogos conocen la paradoja del valor C: el tamaño del genoma no se correlaciona con la complejidad del organismo y por eso han vuelto la cabeza durante décadas. “Si pensabas que cuando el complejo más grande era un organismo, tenía que ser del tamaño de tu genoma. Ahora sabemos que ese no es el caso”, comentó el investigador de la ICM. “Y principalmente, la mayor parte del genoma tiene que estar formado por secuencias de ADN repetitivas, por eso vendió el ADN basura porque creó que no tenía ninguna función”, añade.
Ninguno de sus organismos con el genoma más grande podría ser, visto a ojos humanos, un ser vivo muy complejo. Además de T.oblanceolata Sí P. japonica, en la lista aparece otro vehículo de la generación primera y del mundo europeo, que cierra la lista, con 100,84 Gbp. En este top ten hay cuatro animales, como el pez jaspeado pulmonar (129,90 Gbp) o el perro de agua del río Neuse (117,47 Gbp), junto a las salamandras.
Pol Fernández, coautor del estudio y también del IBB, explica algunas razones en el orden de la lista de genomas principales: “La mayoría de sus plantas y están a un nivel genómico capaz de ser viables gracias a numerosos procesos de hibridación. Cuando estos genomas son gigantes es porque están acostumbrados a hacer muchas duplicaciones de genomas, amplificaciones de elementos repetidos y a estar en plantas conocidas que son especies mucho más frecuentes y viables que en los animales.
Hasta la fecha, científicos de todo el mundo han estimado el tamaño del genoma de más de 20.000 organismos eucariotas, revelando en el proceso una amplia gama de tamaños de genoma en todo el árbol de la vida. Descubrió que esto, en su época, tiene un profundo impacto en su anatomía, porque los genomas más grandes necesitan células más grandes para los adultos y posteriormente en la replicación, pero también en la función, la evolución, la evolución y la vida. .
“¿Quién pensó que esta planta pequeña y seca, aunque la mayoría de la gente probablemente pasaba por allí sin saberlo, podría tener un récord mundial en tamaño de genoma? », concluye Ilia Leitch, del Real Jardín Botánico de Kew, en una nota. Y añade: “En comparación con otros organismos, las plantas son increíblemente diversas con respecto al ADN y deberían permitirnos pensar en su valor intrínseco en el panorama más amplio de la biodiversidad global. También descubre muchas preguntas nuevas y apasionantes sobre los límites superiores de lo que es biológicamente posible, y esperamos resolver estos misterios a lo largo del día”.
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