LA VIDA INTERIOR DEL GENOMA

BIOLOGÍA

La

vida interior
del
genoma
La forma en que los genes se organizan y desplazan
en el núcleo celular determina en gran medida
el funcionamiento de los mismos, sea este normal o patológico
Tom Misteli

EN SÍNTESIS

Los cromosomas no se distribuyen de forma aleatoria en el núcleo, sino que tienden a ocupar
posiciones concretas.
Esta organización nuclear refleja
el estado funcional de cadacromosoma y de los genes que alberga.
La organización puede variar según la actividad de la célula y durante la enfermedad.
La descripción de la posición de
los genes en el núcleo y la modificación de esta en condiciones diversas está arrojando luz sobre el
funcionamiento de las células
normales y el origen de algunas
enfermedades, como el cáncer.

82 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, abril 2011

ANATOMYBLUE

Los cromosomas de una célula
en división (izquierda) están
duplicados y ofrecen un aspecto
compacto. Sin embargo, durante el
resto del tiempo se hallan separados y más expandidos (abajo).
Hasta la reciente llegada de las
técnicas de «pintado cromosómico» resultaba muy difícil distinguir
un cromosoma expandido de otro.

Abril 2011, InvestigacionyCiencia.es 83

Tom Misteli es investigadordel Instituto Nacional del Cáncer en Bethesda,
Maryland. Mediante técnicas de obtención de imágenes que él mismo ha
desarrollado, su laboratorio pretende revelar los principios fundamentales
de la organización tridimensional del genoma en el núcleo celular y aplicar
este conocimiento al descubrimiento de nuevas estrategias con las
que afrontar el cáncer y el envejecimiento.

H

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o ahumano proporcionó al mundo las bases sobre las que
se construía un ser humano. Pero del mismo modo que
una lista de piezas de automóvil no nos indica el funcionamiento del motor, la secuencia genómica completa (la
lista de «letras» del ADN que forma los cromosomas de las células humanas)
no nos reveló la manera en que el genoma dirige la actividad cotidiana de
nuestras células o controla eldesarrollo de un óvulo fecundado hasta convertirse en un adulto funcional.

Para abordar esa cuestión, junto con investigadores del nuevo campo de la biología celular genómica, estamos estudiando
la disposición de los cromosomas, y los genes que albergan, en
el espacio tridimensional del núcleo, así como el efecto de esa
organización en su funcionamiento.
Mediante nuevas técnicas de obtención deimágenes tridimensionales que nos permiten desentrañar el interior de la célula
viva, hemos descubierto un ecosistema tremendamente dinámico. En el núcleo, los cromosomas interaccionan físicamente con
cromosomas vecinos, los genes de esos cromosomas migran a
distintos lugares nucleares según su cometido y las moléculas
que regulan la actividad génica se congregan en bulliciosas centralitas. Los hallazgosrecientes nos ofrecen conocimientos de
primera mano sobre la función del genoma en el mantenimiento de nuestra salud y el origen de algunas enfermedades, entre
ellas ciertos tipos de cáncer; también pueden dar lugar a nuevos
métodos para el diagnóstico de enfermedades.
CUESTIONES PRELIMINARES

Los recientes progresos son el resultado de descubrimientos llevados a cabo en la década de los ochenta.Por aquel entonces, se
sabía que los cromosomas sufrían una intensa condensación durante la división celular, momento en que adoptaban la forma
característica de reloj de arena. También se había observado en
ellos una estructura más relajada cuando las células realizaban
sus funciones normales y no se estaban dividiendo. Ese aspecto
laxo hacía difícil la distinción entre cromosomas aunque seutilizasen los mejores microscopios. Se aceptaba la idea de que, en
las células que no se estaban dividiendo, los cromosomas se entremezclaban igual que espaguetis amontonados en un bol.
Esa era la opinión prevaleciente a pesar de que existían algunos indicios en contra. A principios del siglo , el citólogo
Theodor Boveri rechazó el «modelo de los espaguetis» para definir la organización de los...