Las secuencias reguladoras del genoma, a mayor detalle

La tercera fase del proyecto ENCODE ha generado el catálogo más exhaustivo conocido hasta ahora de los elementos funcionales que regulan los genes.

En el interior del núcleo, la cromatina (complejo formado por ADN y proteínas) está muy enrollada y presenta numerosos bucles. El proyecto ENCODE ha caracterizado ahora la formación de estos bucles, que acaban acercando entre sí las secuencias encargadas de la regulación de los genes. (Los colores representan distintos cromosomas). [GETTY IMAGES/DESIGN CELLS/ISTOCK]

La proporción del genoma humano que codifica proteínas no llega al 2 por ciento. El restante 98 por ciento corresponde a regiones que establecen la intensidad con la que se expresan los genes, lo que se conoce como elementos funcionales. La cartografía de estos elementos ha supuesto un gran desafío para las ciencias genómicas. El proyecto ENCODE (acrónimo inglés de «Enciclopedia de los Elementos del ADN»), entre otras grandes iniciativas colaborativas,arrancó en 2003 para empezar a catalogarlos y tener una idea general de cómo intervienen en la regulación de la expresión génica. El pasado julio, en nueve artículos publicados en Nature, el consorcio ENCODE nos dio a conocer la tercera fase de su valioso proyecto.

En 2007 concluyó la fase piloto en la que se buscaron los elementos funcionales en el 1 por ciento del genoma de unas pocas líneas celulares y se catalogaron en dos tipos. Para el primero, identificaron las regiones del ADN que se transcriben en algún tipo de ARN (codifique o no una proteína). Para el segundo, establecieron las regiones que regulaban la transcripción génica, los denominados elementos reguladores en cis (CRE, por sus siglas en inglés). Estos se caracterizan por estar accesibles a las enzimas que cortan el ADN, como la ADNasa I; por fijar proteínas, como los factores de transcripción; o por presentar modificaciones moleculares específicas en las histonas (proteínas a las que se fija el ADN en un complejo denominado cromatina).

En 2012, la segunda fase del proyecto ENCODE amplió la búsqueda de estos elementos funcionales a todo el genoma de más líneas celulares humanas, con lo que se sentaron unos cimientos sólidos para la enciclopedia. En 2014 se extendieron los estudios al ratón y así se aportó la perspectiva evolutiva a los elementos funcionales.

En la tercera, y actual, fase del proyecto, se ha pasado de las líneas celulares a las células tomadas directamente de tejidos humanos y murinos, lo que ha dotado a la enciclopedia de mayor relevancia biológica. También comenzaron a investigarse otros aspectos más amplios de los elementos funcionales, como la caracterización de los elementos contenidos en los ARN o la formación de bucles (o lazos) de cromatina que acaban acercando los CRE alejados encargados de la regulación de un gen.

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