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Transferencia horizontal de información genética (HGT)

En la dinámica evolutiva del genoma se han considerado importantes tres fuerzas evolutivas: la ganancia y pérdida de información genética, y los cambios que generan variabilidad de dicha información genética. La frecuencia y efectividad en el tiempo de estos eventos genera una dinámica distinta en la evolución del genoma de diferentes organismos; muestra de ello se ha obtenido a través de genómica comparativa y el establecimiento de la definición de pan-genoma (Ver El juego de identidad y variabilidad del genoma).

Uno de los mecanismos más importantes relacionados con la evolución del genoma y la variabilidad genética en microorganismos lo constituye la transferencia horizontal de material genético (HGT, siglas del inglés), conocida también como transferencia lateral de genes (LGT: siglas en inglés). La HGT está referida al mecanismo de adquisición de material genético externo proveniente de organismos relacionados o no, por ej. pertenecientes o no a la misma especie, género, etc. Esta transferencia está mediada por diversos elementos genéticos móviles, como virus y plásmidos, los cuales no está relacionado con la sexualidad de un organismo [1].

La acumulación y posterior comparación de las secuencias completas del genoma de distintos organismos parásitos, tanto procariotes como eucariotes unicelulares, ha llevado a reevaluar conceptos tales como patogenicidad y parasitismo, entre otros, donde al parecer el mecanismo HGT juega un rol importante [1,2]. Es asi como el establecimiento de relaciones filogenéticas a través de genómica comparativa ha llevado al descubrimiento de genes portadores de información genética relevante en el ciclo de vida de algunos de estos parásitos cuyo origen es fundamentalmente bacteriano. En algunos nematodos, por ejemplo, la determinación de un estilo de vida libre o su condición de parásito está mediada por genes que han sido adquiridos mediante HGT [3].

Tomando en cuenta que muchos eucariotas unicelulares son patógenos del hombre, sería de gran valor el establecimiento y comparación de aquellos genes adquiridos a través de HGT, el transferoma. Estos genes podrían tener origen bacteriano o viral y podrían representar potenciales blancos de droga, en particular genes bacterianos relacionados con enzimas metabolicas. Se ha establecido un banco de esta información para algunos eucariotas unicelulares, denominado metaTIGER[3].

El incremento en la minería de datos del genoma de eucariotes unicelulares parásitos tales como Plasmodium spp., Leishmania spp. y Tripanosoma spp., y el establecimiento de sus relaciones filogenéticas a través de genómica comparativa sugieren que la adquisición de material genético mediante HGT tiene implicaciones importante en la variabilidad genética de estos organismos. Las evidencias de HGT en organismos unicelulares sugieren igualmente implicaciones evolutivas importantes [4].

Alexis Mendoza-León, PhD.

Referencias:
1.Pallen MJ and Wren BW. (2007). Nature 449:835-842
2.Keeling PJ. (2009). Curr Opin Genet Dev 19:613-619
3.Dieterich Ch and Sommer RJ. (2009). Trends Genet 25:203-209
4.Anderson JO. (2009). Annu Rev Microbiol 63:177-193

Lectura complementaria:
Functional and ecological impacts of horizontal gene transfer in eukaryotes. Patrick J Keeling

Acerca de Alexis Mendoza-León

Alexis Mendoza-León, PhD. Venezolano, UCVista, Biólogo

2 comentarios

  1. Guillermo Planas Girón

    Sin duda alguna,la ciencia médica,cada día se nos presenta más compleja y para su entera comprensión, los que nos sentimos comprometidos en grado variable con sus interesantes aportes, debemos hacer un esfuerzo supremo, para al menos, no sentirnos relegados ante su avance vertiginoso. Campos tan novedosos como la inmunología moderna, la genética con su máximo descubrimiento y exploración del genoma humano que retiene inmensos secretos aún no clarificados por el hombre, donde probablemente reposa oculta la clave filosofal del origen del ser humano; las relativamente recientes aplicaciones de la terapia molecular con sus beneficios y delicadas complicaciones; y el tema intrigante y a la vez fascinante de las células madres y su aplicación en la mejoría de la salud del individuo, son aspectos de la investigación científica a los cuales no podemos sustraernos, si pretendemos estar medianamente informados sobre sus potenciales beneficios y los retos que plantean a la humanidad.

    Saludo con beneplácito los aportes del Dr. Alexis Mendoza-León con su nueva Sección “Ventana Molecular” a través de la cual vislumbraremos esos secretos un tanto áridos y complejos para nosotros los clínicos, que no estamos familiarizados con la terminología y mecánica de acontecimientos que se suceden a nivel del genoma humano, a tal punto que ya hay un gran capítulo denominado “Enfermedades del Telómero”, extremo de los cromosomas relacionados con secuencias de DNA protectoras de los mismos, de vital importancia para el desencadenamiento de ciertas enfermedades como anemia aplásica, fibrosis pulmonar y hepática, cáncer, afecciones cardiovasculares, disqueratosis congénita, enfermedades degenerativas y envejecimiento, que recientemente permitieron honrar a los investigadores Elizabeth Blackburn, Jack Szostak y Carol Greider con el merecido Premio Nobel en Fisiología o Medicina.

    Un interesante tema, Dr. Mendoza, para futuras entregas en manos de un experto en la materia.

    Voy a permitirme recomendar a los amables lectores, dos publicaciones recientes del NEJM que son de extraordinario interés relacionados con la biología molecular:

    1)Hoeijmakers,JHJ. Molecular Origins of Cancer. DNA Damage, Aginng and Cancer. N Engl J Med 2009;361:1475-85

    2)Calado RT and Young NS. Telomere Diseases. N Engl J Med 2009;361:2353-65

    Un cordial saludo
    Dr. Guillermo Planas Girón
    Caracas-Venezuela

  2. A Mendoza-León

    Estimado Dr. Plana, un saludo. Gracias por sus comentarios, yo espero en futuras entregas tocar temas tan interesantes como el que Ud. ha señalado sobre telómeros, y sus implicaciones en clínica y farmacología; justamente, en algunos parásitos patógenos el movimiento de material genético a través de transferencia horizontal tiene relación con las regiones teloméricas.
    Una vez más gracias por sus estimulantes comentarios y a su orden para cualquier sugerencia de algún tema en particular. Un abrazo
    Alexis Mendoza-León

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