El ADN bacteriano posee la misma estructura que el resto de células vivas

Mycoplasma pneumoniae, una de las bacterias más pequeñas que se conocen y fuente de una enorme cantidad de infecciones en humanos y animales, tiene la misma estructura genética que el resto de células vivas. Este descubrimiento, realizado por investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona financiados por la Unión Europea, muestra que los genes están organizados en grupos que se activan o desactivan en conjunto incluso en los organismos más pequeños.

Mediante el empleo de microscopía de súper-resolución y una técnica denominada Hi-C, el equipo al cargo —apoyado por CELLDOCTOR, 4D-GENOME y MYCOSYNVAC, tres proyectos financiados con fondos europeos— creó un «mapa» en el que se muestra la disposición del ADN de Mycoplasma. Sus resultados, publicados en la revista «Nature Communications», muestran que los genes se agrupan en distintos «dominios» incluso en los organismos más pequeños y que los genes pertenecientes a los mismos dominios suelen actuar al unísono.

«Sospechábamos que el genoma de Mycoplasma podía tener una organización general similar a la de otras bacterias, pero nos sorprendió muchísimo descubrir que también estaba organizado en dominios», declaró Marie Trussart, autora principal del artículo. «Esta investigación muestra que la organización y el control de los genes no se puede desentrañar observando tan solo la secuencia lineal del ADN en el genoma».

«Un gran reto técnico»

Mycoplasma pneumoniae contiene tan solo seiscientos ochenta genes, produce apenas veinte proteínas de unión al ADN y sus cromosomas son cinco veces más pequeños que los de otras bacterias más grandes, como E. coli. Y, a diferencia de la mayoría de bacterias, carece de pared celular, lo que facilita su cultivo y manipulación genética.

No obstante, el tamaño de la célula constituyó «un gran reto técnico», según explicó Trussart, y supuso cinco años de trabajo. Aun así, gracias a la experiencia en Mycoplasma y genómica estructural del CRG, los investigadores dirigidos por el profesor Luis Serrano lograron emplear la técnica Hi-C (la cual muestra las interacciones entre distintas partes del ADN) para estudiar con mayor detalle patrones de organización de esta bacteria diminuta.

Estructura universal

Descubrieron que el cromosoma de Mycoplasma se organiza en cuarenta y cuatro dominios de interacción cromosómica (CID), unas regiones similares a las encontradas en células de mayor complejidad. Los genes en los CID suelen estar corregulados, lo que apunta a que la organización cromosómica influye en la transcripción génica. El equipo descubrió además que el modo en el que las bacterias emplean superenrollamiento para compactar sus cromosomas podría influir en la regulación de los dominios.

Esta información, unida a los resultados de estudios previos en bacterias de mayor tamaño, muestra que la organización de los cromosomas en la célula no es aleatoria y que sigue los mismos patrones en todo tipo de seres vivos. Los cromosomas se organizan de un modo funcional y dinámico; la única diferencia es que se compactan en el núcleo en el caso de las eucariotas y en la célula en las bacterias.

Los sorprendentes resultados indican la necesidad de investigar más allá de las largas cadenas de información genética del ADN. «De hecho, para comprender la regulación génica en su totalidad, es necesario investigar la organización tridimensional de la cromatina, la cual también coordina la actividad génica», indicó Trussart.

La investigación que condujo a estos resultados se financió en parte mediante el Séptimo Programa Marco de la Unión Europea, el Consejo Europeo de Investigación y el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la UE.

Para más información, consulte:
Sitio web de CELLDOCTOR en CORDIS
Sitio web del proyecto 4D-GENOME en CORDIS
Sitio web del proyecto MYCOSYNVAC en CORDIS