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1 de Abril de 2015
Epigenética

Erradicación de la memoria celular en embriones humanos

Dos estudios revelan que, en sus primeras fases de desarrollo, los embriones han perdido gran parte de las marcas metilo en el ADN, una modificación molecular que afecta a la transcripción de los genes.

Una vez que el óvulo ha sido fecundado por un espermatozoide, los grupos metilo se pierden casi por completo, más en el genoma de origen paterno que en el de origen materno. A medida que el embrión empieza a desarrollarse, y hasta alcanzar la etapa de blastocisto, las marcas siguen desapareciendo del genoma materno. Tras esta fase, el ADN de las células que se están diferenciando se vuelve a metilar, lo que permite a las células especializadas (ilustración) transmitir a sus hijas las instrucciones sobre el control de la transcripción génica [© NATURE].

Las modificaciones epigenéticas son cambios en el genoma que pueden afectar a la expresión de los genes sin alterar la secuencia del ADN. Al igual que el propio ADN, suelen copiarse fielmente durante la división celular, lo que permite a las células hijas conservar la información epigenética heredada de sus progenitoras. Ello garantiza que la expresión génica se mantenga de forma estable en todos los linajes celulares. Una de estas modificaciones es la metilación, un proceso mediante el cual se añaden grupos metilo al ADN. En los embriones humanos, inmediatamente después de la fecundación existe una eliminación masiva de grupos metilo en la mayor parte del genoma. Se produce, por tanto, una pérdida de la memoria de la metilación, un paso de la reprogramación epigenética que parece ser crucial en los mamíferos.

La metilación del ADN reprime la transcripción y tiene lugar, principalmente, en las bases de citosina de los dinucleótidos formados por la secuencia citosina-guanina (CpG, donde la p hace referencia al grupo fosfato del esqueleto azúcar-fosfato del ADN, lo que indica que ambos nucleótidos se hallan en la misma hebra de ADN). Como el emparejamiento de bases de tipo Watson y Crick dictamina que en las hebras complementarias de ADN la C se empareja con la G, las secuencias CpG se hallan alineadas, de manera que las dos hebras están metiladas en el mismo lugar. Por consiguiente, los patrones de metilación se pueden transmitir durante la división celular gracias al «módulo de memoria» CpG. Esta herencia de información epigenética es vital para los linajes de células especializadas, que deben mantener su identidad a medida que se dividen; por ejemplo, las células sanguíneas en proceso de división mantienen su identidad epigenética para dar lugar a células hijas que también son sanguíneas.

Mediante técnicas de secuenciación a gran escala, los equipos de Hongshan Guo, de la Universidad de Pekín, y de Zachary D. Smith, de la Universidad Harvard, analizaron la metilación del ADN en el genoma de embriones humanos durante las etapas iniciales de desarrollo. Examinaron óvulos, espermatozoides, óvulos fecundados (zigotos) y embriones correspondientes a distintas fases, incluida la de blastocisto (justo antes de que el embrión se implante en el útero) y una fase posterior a la implantación. Los dos grupos descubrieron que el ADN de los espermatozoides presentaba una abundante metilación, mientras que, en los óvulos, esta resultaba moderada. Sin embargo, los zigotos y los embriones formados por dos células habían perdido una gran parte de los grupos metilo. En concreto, el equipo de Guo observó una notable desmetilación del genoma paterno, procedente de los espermatozoides, en comparación con la desmetilación observada en el genoma materno, más modesta.

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