EscucharLa Arabidopsis thaliana, una pequeña planta que crece en Europa, es el primer ser vegetal y el último organismo en entrar a la exclusiva lista de seres vivos de los que se conoce su genoma.Hasta el momento se han descifrado los códigos genéticos de la levadura, la mosca del vinagre, un gusano hermafrodita, treinta bacterias y el casi completado genoma humano.
A partir de los genes de esta planta, varios investigadores ya han aprendido cómo proteger al trigo de enfermedades, han comprendido el proceso a través del cual maduran los tomates y han podido duplicar la producción de ciertos aceites.
Con el libro de instrucciones completo para la Arabidopsis , se podrán aplicar estos y muchos otros- conocimientos a diferentes plantas y se lograrán avances en las áreas de la biología celular y evolutiva, la biotecnología y la medicina.
Intenso trabajo
El mapeo del código de la vida de esta pequeña planta es el resultado de un lustro de trabajo de 119 investigadores pertenecientes a distintos laboratorios ubicados en Alemania, Francia, el Reino Unido, España, Estados Unidos y Japón.
El trabajo se dividió por cromosomas en los que cada grupo de investigadores debió ubicar cada uno de los genes que lo componen (labor que aún no ha sido completada en el caso del Proyecto Genoma Humano).
Los resultados de todas las investigaciones se publicaron en sendos reportes el 13 y 14 de diciembre pasado en las dos revistas científicas más prestigiosas: Science y Nature .
Secretos de la consentida
La Arabidopsis es una planta anual de la familia de la mostaza o la coliflor. Durante años ha sido la predilecta de los científicos, en materia de investigación, porque tiene un ciclo vital corto, madura rápidamente, es pequeña y produce una gran cantidad de semillas.
Su genoma -ahora de dominio público- está compuesto por cinco cromosomas que abarcan en total un poco más de 25.500 genes; la cadena completa de ADN contiene 119 millones de pares de bases. En comparación, cada célula del ser humano lleva en su núcleo 300.000 millones de pares de bases.
Las similitudes
Los investigadores han podido establecer que casi la cuarta parte de los 25.500 genes desempeñan funciones vitales de la planta, tales como la conversión de dióxido de carbono -con la ayuda de la luz- en lípidos necesarios para su funcionamiento.
Pero la pequeña planta comparte genes con el mundo animal. Un ocho por ciento del material genético de la Arabidopsis concuerda con genes animales, la mayoría de los cuales están relacionados con el metabolismo primario (síntesis de elementos básicos como azúcares o grasas).
Otro 20 por ciento es similar: genes coincidentes en funciones parecidas. Por ejemplo, los que están vinculados a la formación del esqueleto (una mano en el hombre, una hoja en una planta o un ala en un ave).
Por otro lado, Arabidopsis comparte genes funcionales como los de gemación, floración y formación de semillas con otras plantas más complejas como el arroz, el trigo, el maíz y el algodón.
Sorpresas
Aunque se escogió a la Arabidopsis para este proyecto por su aparente simplicidad, esta pequeña planta ha traído sus sorpresas. La primera de ellas es que un poco más del 70 por ciento de sus genes están duplicados, es decir, se repiten en otras partes del genoma, por lo que se calcula que solo son 15.000 los genes que estructuran la planta.
El otro dato novedoso es que a diferencia del genoma humano donde gran parte del ADN no es funcional; esta planta no desperdicia pues presenta genes en casi todo su ADN.
Lo que esperaban que fuera un genoma sencillo, resultó ser casi igual de complejo que el de la mosca del vinagre.
La secuenciación del genoma de Arabidopsis abre la posibilidad de conseguir plantas genéticamente modificadas con mayor resistencia al frío y a enfermedades; a su vez enriquecidas en sus propiedades nutritivas.
Estas opciones garantizan la obtención de mejores cosechas. En los países industrializados, los científicos van más allá: esperan convertir los maizales en fuentes renovables de aceites industriales y sustancias químicas en reemplazo de los combustibles fósiles.
La producción industrial y la medicina también se beneficiarán porque el conocimiento derivado del metabolismo secundario de las plantas se aplicará en la producción industrial de fármacos, colorantes, fibras para tejidos y perfumes, entre otros.
Pero no hay que olvidar a los detractores de estos avances; los cultivos genéticamente modificados han sido criticados desde su existencia. Los críticos han manifestado su preocupación de que las cosechas modificadas genéticamente potencialmente puedan causar daños al medio ambiente y a los consumidores.
De cualquier forma, la conclusión del mapa de la Arabidopsis es un hito científico. Ahora a los investigadores les queda por delante la segunda fase del proyecto, en la que esperan -para el año 2010- determinar la función biológica controlada por cada uno de los 25.500 genes de la planta.
Curriculumvegetal
Arabidopsis thaliana fue descubierta por Johannes Thal en el siglo XVI. Desde mediados del siglo XX fue utilizada como modelo para el estudio del mundo vegetal. Estas son algunas fechas importantes en el estudio de su genoma.
- 2000: Publicación del genoma de la Arabidopsis .
1999: Secuenciación de los cromosomas II y IV.
1996: Se organiza la Iniciativa del Genoma de Arabidopsis
1990: Se inicia el proyecto del Genoma de Arabidopsis .
1986: Se publica el primer gen secuenciado de la planta.
