Un mecanismo de control asegura la correcta formación de óvulos y espermatozoides en mamíferos
07/03/2012
Los humanos sufren altas tasas de aneuploidías, que son la presencia de más, o de menos, de 46 cromosomas en las células de un individuo. Un ejemplo es la trisomía 21, que se manifiesta como síndrome de Down. Esto, en parte, es debido a errores producidos durante la formación de los gametos femeninos (los óvulos) cuando tiene lugar un proceso de división celular llamado meiosis y se recombina el material genético (recombinación meiótica).
A lo largo de este proceso de formación de los gametos aparecen múltiples roturas de doble cadena de las moléculas de DNA en todo el genoma. Estas roturas de ADN se reparan mediante un proceso, llamado recombinación homóloga, que origina dos productos: uno mayoritario, las conversiones génicas; y otro minoritario, los entrecruzamientos. Se estima que en mamíferos sólo un 10% de las roturas de ADN producidas son reparadas como entrecruzamientos. Pero a pesar de ser minoritaria, la presencia de entrecruzamientos es crucial para la correcta formación de los espermatozoides y los óvulos. Un número incorrecto de entrecruzamientos puede conducir a la formación de óvulos o espermatozoides con un número erróneo de cromosomas que, si participan en la fecundación, pueden originar individuos aneuploides. Este hecho explica que el proceso de recombinación meiótica esté altamente regulado para asegurar la formación de un determinado número de entrecruzamientos constante, que garantice la correcta formación de los gametos. En levaduras y gusanos se ha visto que existen mecanismos, llamados genéricamente crossover homeostasis, que aseguran un número estable de entrecruzamientos.
En el trabajo publicado en Nature Cell Biology se demuestra que en los mamíferos también existen mecanismos similares a los crossover homeostasis que garantizan la correcta formación de espermatozoides y óvulos. En experimentos con ratones modificados genéticamente, los investigadores han observado que, aunque se modifique el número de roturas de ADN que hace cada célula que entra en meiosis, el número de entrecruzamientos que se genera es muy constante en todas las células de un individuo. Este mecanismo es crucial para asegurar la correcta formación de espermatozoides y óvulos teniendo en cuenta la gran variabilidad existente en cuanto al número de roturas que se producen en cada una de las células que entran en meiosis.
Sin embargo, los investigadores se preguntan si estos mecanismos no surgen efecto en la formación de óvulos humanos. Así, mientras el número de entrecruzamientos presentes en los gametos masculinos es bastante constante, en los femeninos es muy variable. Hay que recordar que gran parte de las aneuploidías en humanos están causadas por errores en el número de entrecruzamientos que se producen en la formación de los óvulos. Así pues, los resultados obtenidos sugieren que posiblemente un mal funcionamiento de los mecanismos de crossover homeostasis podría estar involucrado en la génesis de las aneuploidías en humanos.
Artículo de Referencia:
Homeostatic control of recombination is implemented progressively in mouse meiosis. Francesca Cole, Liisa Kauppi, Julian Lange, Ignacio Rojo, Raymond Wang, et al. Nature Cell Biology doi: 10.1038/ncb2451
Imagen: Espermatocitos de ratón mostrando marcadores de las roturas de doble cadena del DNA (RAD51) y puntos de entrecruzamiento (MLH1). SYCP3 marca el eje proteico sobre el que se organizan los cromosomas durante la meiosis. Modificado de Cole et al, Nature Cell Biology 2012.