7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 1/12

VARIABILIDAD EPIGENÉTICA EN PLANTAS Y EVOLUCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

Un concepto central del neodarwinismo es que sin variabilidad no es posiblela evolución. ara que la selección natural act!e es imprescindible quee"ista variabilidad #en$tica% si la variación #en$tica de determinadapoblación disminu&e & aumenta la 'omoci#osis( $sta se diri#ir)a a un caminoevolutivo sin salida. *in embar#o( las poblaciones tienen en #eneral un alto#rado de 'eteroci#osis. Una de las principales +uentes de variabilidad sonlas mutaciones #en$ticas al a,ar que dan lu#ar a cambios 'eredables en lassecuencias de nucleótidos. -as variantes al$licas que se ori#inan dentro deuna población por mutaciones & que se recombinan en la meiosis dan lu#ara +enotipos que son la base de la microevolución adaptativa. or otro lado(es llamativo como #enomas que comparten ms del /0 de sus secuencias(como el del 'ombre & el c'impanc$( presenten +enotipos tan di+erentes.Recientes avances en el rea de la biolo#)a & #en$tica molecular 'andemostrado que e"iste otra +uente de variación llamada epi#en$tica. -aepi#en$tica es el estudio de cambios 'eredables en la e"presión & +unción#$nica que no pueden ser e"plicados por cambios en la secuencia de 2DN3Ric'ards( 40056. *e encontró que la variación 'eredable no necesariamentese basa en cambios de secuencias( sino que e"isten cambios 'eredables enla e"presión #$nica en total ausencia de variabilidad #en$tica. Unacaracter)stica +undamental del +enómeno epi#en$tico es que estin7uenciado por el ambiente & un mismo #enotipo puede mostrar +enotipos

alternativos. Di+erentes estreses pueden inducir cambios epi#en$ticos en unindividuo( en plantas se mencionan( entre otros( el ataque de pató#enos( elcultivo in-vitro & la 'ibridación interespec)8ca 39cClintoc:( 1/;<6. =l ob>etivode la presente revisión es describir los mecanismos epi#en$ticos & anali,arsu relación con la 'ibridación interespec)8ca as) como su in+uencia en laevolución de las plantas.

4. =I?=N@TIC2A UN NU=BO -=N?U2=( UN NU=BO D=*TINO

-a epi#en$tica 3del #rie#oA epi sobre & #en$tica6 irrumpe en la biolo#)a delsi#lo EEI para contestar pre#untas que durante d$cadas no 'ab)an tenidorespuestaA Fpor qu$ dos c$lulas( o a!n ms impactante( dos individuos( queposeen e"actamente la misma dotación #$nica( el mismo #enoma( tienenapariencias( comportamientos & respuestas di+erentesG( Fde qu$ manerapuede el ambiente in7uir en la +unción #enómicaG 2 trav$s de una nuevaperspectiva( la epi#en$tica reinterpreta conceptos conocidos & desvelanuevos mecanismos por los cuales la in+ormación contenida en el 2DN decada individuo es traducida. Concepto a concepto( se est desci+rando unnuevo len#ua>e del #enoma e introduciendo la noción de que nuestraspropias e"periencias pueden Hmarcar nuestro material #en$tico de una+orma( 'asta a'ora( desconocida & que estas marcas pueden sertransmitidas a #eneraciones +uturas. Jasta 'o&( se 'an podido discernirmecanismos epi#en$ticos en una #ran variedad de procesos 8sioló#icos &

patoló#icos que inclu&en por e>emplo varios tipos de cncer( patolo#)ascardiovasculares( neuroló#icas( reproductivas( inmunes.

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 2/12

K. 9=C2NI*9O* =I?=N@TICO*

*e 'an descripto di+erentes mecanismos relacionados con el +enómenoepi#en$tico( tales comoA metilación de citocinas( modi8cación de 'istonas3acetilación & metilación6 & micro & pequeLos 2RNs de inter+erencia. =lmecanismo mas com!n en plantas es la metilación en la posición M delanillo de citosina 3MmC6( los motivos que predominantemente se encuentranmetilados son dinucleótidos C? & trinucleótido CN? 3siendo N cualquiera delos cuatro nucleótidos6 39artienssen & Colot( 40016. *u distribución en el#enoma no es al a,ar & var)a dependiendo del te>ido & el estado dedesarrollo de la planta. -as en,imas 2DN metiltrans+erasas catali,an la

+ormación de MmC por trans+erencia del #rupo metilo de la *adenosilmetionina a las citosinas del 2DN 3Colot & Rossi#nol( 1///6 3i#ura 126. *e

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 3/12

reconocen dos tipos de 2DN metiltrans+erasasA a6 las de "de novo"( queaLaden #rupos metilo a sitios no metilados de la doble 'ebra de 2DN & b6las de PmantenimientoP( que metilan sitios en base a MmC de una 'ebramolde. =n Arabidopsis thaliana las en,imas cromometilasa K 3C9TK6 &metiltrans+erasa 1 39=T16 son las responsables de metilar los sitios CN? &C?( respectivamente 3Qan:el et al., 400K6. Tanto C9TK como 9=T1 seencar#an de mantener los patrones de metilación lue#o de la replicación del2DN( reconociendo cadenas 'emimetiladas 3MmC?C? ó MmCN?CN?6 eincorporando #rupos metilo en las citosinas no metiladas. De esta maneralos patrones de metilación se 'eredan tanto mitótica como meióticamente.

Figura 1. A. Agregado del grupo metilo al carbono 5´ de la citosina. B. Pasaje del estado de

cromatina condensada y silenciada, por desacetilación de histonas e hipermetilación del ADN, al

estado descondensado y activado en el que la cromatina est desmetilada y acetilada.

-a metilación del 2DN est directamente relacionada con el silenciamiento#$nico( las re#iones del 2DN altamente metiladas en #eneral se encuentran

silenciadas. *e demostró que anulando los #enes CMT3 y MET1 se desmetilael #enoma activndose elementos transponibles & #enes que seencontraban silenciados. =stos estudios mostraron que la p$rdida demetilación produce aberraciones tales como cambios mor+oló#icos en 'o>as& 7ores( as) como en el tiempo de +oración.=n plantas un proceso del desarrollo controlado epi#en$ticamente( es el devernali,aciónA la promoción de la 7oración por e"posición de una plntula aun per)odo de ba>a temperatura. -a e"presión de FLC, el #en clave quemedia esta respuesta( es reprimida por modi8cación de 'istonas en A.thaliana . -a supresión deFLC en plantas vernali,adas est asociada con unadisminución en la acetilación de la 'istona JK & con un incremento en lametilación de las lisinas / & 4S 3astow et al., 400<6. =l proceso de

utili,ación de marcas pree"istentes que #u)an la incorporación de nuevasmarcas( descrito para el mantenimiento de la metilación( tambi$n es

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 4/12

aplicable para la maquinaria de modi8cación de 'istonas. -a iso+orma de la'istona JK que est metilada en la lisina /( una modi8cación distintiva de lacromatina silenciada( recluta lisina / 'istonas metiltrans+erasas a trav$s deprote)nas intermediarias. =ste mecanismo ase#ura que las marcas de'istonas apropiadas sean aLadidas a los nuevos nucleosomas que se vanincorporando a las 'ebras sinteti,adas tras un evento de replicación del2DN.-os cambios en la metilación del 2DN a+ectan la estructura de la cromatina& vice versa( su#iriendo que las dos principales marcas bioqu)micas propiasdel estado silenciado de la cromatina se re+uer,an mutuamente 3i#ura 1 6.-a MmC sirve como una #u)a para el establecimiento & el mantenimiento deotros códi#os epi#en$ticos( como son las modi8caciones postraduccionalesde las prote)nas 'istónicas que empaquetan el 2DN en los nucleosomas. -ametilación del 2DN 'a sido asociada con la desacetilación de la 'istona JK &con la metilación de esta 'istona en la lisina / 3?endrel et al., 40046( & apartir de comple>os proteicos con actividad de 'istonas desacetilasas o'istonas metiltrans+erasas se 'an aislado 2DN metiltrans+erasas 3u:s et 

al., 400K6. inalmente( la cone"ión entre la metilación del 2DN & laestructura de la cromatina se ve re+or,ada por el 'ec'o de que la mutaciónen la prote)na remodeladora de la cromatina DD91 3Decreased DAMethylation 16 provoca una marcada reducción en la metilación del 2DN3r,es:i & er,manows:i( 400K6.=n los !ltimos aLos( pequeLos 2RNs no codi+cantes 'an recibido especialatención por controlar m!ltiples +enómenos epi#en$ticos 3ernstein & 2llis(400M6. -a inter+erencia asociada a 2RN 3i2RN6 es un proceso desilenciamiento postranscripcional de #enes( mu& conservadoevolutivamente( por lo que un 2RN induce la de#radación secuenciaespec)8ca de secuencias de 2RNm 3si2RNs( de doble cadena( e"ó#enos6 o larepresión de la traducción 3mi2RNs( 2RNs cortos( endó#enos( codi8cados en

el #enoma6. =studios recientes demuestran que 2RNs pequeLos( #eneradospor la maquinaria del 2RN de inter+erencia( pueden diri#ir la metilación decitosinas & la modi8cación de 'istonas asociadas con la quiescenciatranscripcional de re#iones #enómicas particulares 3assene##er( 400M6.or otro lado( si bien la actividad de silenciamiento #$nicopostranscripcional mediada por mi2RNs no puede considerarse denaturale,a epi#en$tica( por no e>ercer e+ectos de silenciamiento a lar#opla,o & porque no se 'a podido determinar su 'erencia a trav$s de lasdivisiones celulares( su e"presión di+erencial tiene e+ectos +enot)picos sinalterar la secuencia lineal de nucleótidos.-as interacciones entre las v)as moleculares descriptas( al establecer &o

re+or,ar di+erentes estados epi#en$ticos sobre secuencias id$nticas de 2DN(alteran la a8nidad de unión de prote)nas que median la activacióntranscripcional. De esta +orma( las modi8caciones epi#en$ticas a nivel del2DN & de los nucleosomas a+ectan la e"presión #$nica &( en de8nitiva( el+enotipo.

<. =I2-=-O* V B2RI2CIÓN N2TUR2-

-os estudios sobre epi#en$tica son recientes% en los !ltimos aLos last$cnicas de biolo#)a molecular 'an permitido pro+undi,ar en el conocimientode los mecanismos responsables de los +enómenos epi#en$ticos. Diversosestudios sobre mutantes naturales en plantas como tomate 3!olan#

lycopersic#6( ma), 3 $ea #ays6( A. thaliana 'an demostrado que los+enotipos observados tienen bases epi#en$ticas. 2l comparar secuencias de

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 5/12

alelos salva>es & mutantes se comprobó que eran id$nticas( sin embar#o eln!mero & distribución de los #rupos metilo en dic'as secuencias variaban &e"plicaban los di+erentes +enotipos observados% a estas mutaciones se lasllama PepimutacionesP & a las variantes al$licas PepialelosP. =n plantas( adi+erencia de lo que sucede en los animales en quienes( durante la

#ameto#$nesis( se borran los patrones parentales de metilación & seestablecen nuevos patrones( en #eneral los patrones se transmiten en+orma estable de #eneración en #eneración. -as 2DN metiltrans+erasas demantenimiento se encar#an de incorporar los #rupos metilo durante lareplicación del 2DN & por lo tanto los epialelos son tanto meiótica comomitóticamente estables 3Qa:utani( 40046.=n plantas se 'an encontrado varios epialelos estables de ocurrencianatural. Un e>emplo interesante es el mutante elórica de -inaria vul#aris(descripto por Carl -innaeus en 1S<<( donde la simetr)a bilateral de la 7orcambia a una simetr)a radial en el mutante 3?usta+sson( 1/S/6. Cubas et al.31///6 demostraron que el mutante era un epialelo del #en Lcyc( quecontrola la simetr)a dorsoventral de la 7or( el cual estaba altamente

metilado & silenciado en el mutante. =sta modi8cación era 'eredable & el#rado de metilación del #en Lcyc se correlacionaba con el +enotipo de la 7or(de tal manera que las plantas tipo salva>e estaban parcialmente metiladas(mientras que las pelóricas e intermedias estaban altamente metiladas. =staepimutación no era totalmente estable presentando reversiones & ciertainestabilidad somtica( una misma planta pod)a tener una rama con 7orespelóricas & otra con 7ores intermedias. =sta es una caracter)sticaimportante de las epimutaciones que la di+erencian de las mutaciones#en$ticas que son estables durante el ciclo de vida de un individuo. =lmutante en tomate Cnr %Colorless non-ripenin&' produce +rutos sin color &pericarpio 'arinoso. 9annin# et al.340056 descubrieron que era una

epimutación que apareció en la variedad -iberto de tomate en +ormanatural. =l epialelo Cnr en -iberto estaba 'ipermetilado en la ,onapromotora del #en & se encontraba silenciado. 2l i#ual que en el caso del

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 6/12

epialelo Lcyc( la epimutación Cnr presenta reversiones con cambios de coloren el mismo +ruto. *e 'an descripto otros epialelos naturales en plantas(tales como el alelo (1 que altera la pi#mentación en ma), 3Jollic: et al., 1//M6( el silenciamiento del #en pai) que a+ecta la bios)ntesis detriptó+ano 3ender & in:( 1//M% 9elquist et al.,1///6 & el #en bal queproduce enanismo & aumento de la resistencia a pató#enos en A.thaliana 3*to:eset al., 40046. -os e>emplos citados indican que los epialelostienen caracter)sticas distintivas de las mutaciones #$nicas & queconstitu&en un +enómeno de importancia desde el punto de vista evolutivo.-a metilación #lobal de citosinas puede ser in+erida indirectamente usandoen,imas de restricción sensibles a la metilación. =l tratamiento con losisoesqui,ómeros *paII y MspI( que reconocen sitios MCC?? K( & posteriorli#amiento de adaptadores & ampli8cación por CR 3M!A(- Methylation-!ensitive A#pli+cation (oly#orphis#6 o 'ibridi,ación con sondasespec)8cas 3!othern blots6 se usan normalmente para monitorear el nivelde metilación dentro del #enoma. =studios recientes utili,ando estast$cnicas demostraron que dentro de poblaciones naturales de plantas e"iste

variabilidad en los patrones de metilación 3Cervera et al., 4004% Riddle &Ric'ards( 40046 . 9ar8l et al. 3400/6( estudiando una población naturalde !olan# rilealii, observaron escasa variabilidad #en$tica medida por2- 3 A#plied Fra&#ent Len&ht (oly#orphis#6 & demostraron que plantasque ten)an menos de un < de variabilidad #en$tica presentaban un 4;de variabilidad epi#en$tica. =n al#odón se encontraron altos niveles depolimor8smo de metilación que e"cede el polimor8smo medido por R-3estric-tion Fra&#ent Len&th (oly#or+s#6 3Qe&te et al., 40056. De lamisma manera( 3Riddle & Ric'ards( 40046 determinaron que( mientras lavariación entre l)neas de Arabidopsis era m)nima( la variación natural paralos sitios metilados era si#ni8cativamente superior.

M. JIRID2CIÓN INT=R=*=CWIC2 V *JOCQ ?=NÓ9ICO

=l #enoma est sometido a estreses de di+erentes tipos. 9cClintoc: 31/;<6propuso el t$rmino estr$s #enómico para re+erirse a todas aquellasrespuestas no pro#ramadas a un cambio inusual que conduce a unareestructuración e"tensiva del #enoma. 9cClintoc: se re+ere bsicamente acuatro causas de estr$sA 16 cultivo de te>idos( 46 ataque de pató#enos( K6contaminantes de varios tipos & <6 cru,amientos interespec)8cos.-a 'ibridación interespec)8ca tanto a nivel diploide 3'omoploide6 comopoliploide 3alopoliploide6 es un mecanismo importante en la evolución &especiación de las an#iospermas 3Je#art& & Jiscoc:( 400M6.

-a unión en un n!cleo ')brido de dos #enomas di+erentes promueve unaserie de remodelaciones del #enoma( tanto #en$ticas como epi#en$ticas.Una +orma de determinar el ori#en ')brido es utili,ar marcadoresmoleculares( donde marcadores espec)8cos de las especies parentalespueden ser identi+cados en el ')brido. *in embar#o( estudios recientesdemuestran que tanto los ')bridos diploides como poliploides e"perimentanremodelaciones #en$ticas & epi#en$ticas que pueden llevar a la apariciónde nuevos +ra#mentos o la desaparición de marcadores parentales en el')brido. =n ')bridos poliploides entre A. thaliana y A. arenosa se observóinestabilidad +enot)pica( cambios en la e"presión #$nica & en los patrones demetilación 3Comai( 4000% 9adlun# et al., 40046. =n autopoliploides sint$ticosde (aspal# y Era&rostis se detectaron remodelaciones #en$ticas &alteraciones en la e"presión de #enes 39artelotto et al.( 400M% 9ecc'ia et al., 40056. =n ')bridos sint$ticos entre !olan# /rtian# y !.

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 7/12

tberos# se encontraron reestructuraciones #en$ticas detectadas por2- & cambios epi#en$ticos( espec)8camente en los patrones demetilación( en ')bridos 1 & retrocru,as 39ar8l et al., 40056.Una de las consecuencias ms interesantes de la 'ibridación( comodisparador del Ps'oc: #enómicoP( es la activación & movili,ación deelementos transponibles 3=T6( tales como transposones & retrotransposones.*e observó una activación masiva de =T en ')bridos entre especiesde *elianths3Un#erer et al., 40056. Traba>ando con cru,amientosinter#en$ricos en arro,( se 'a descripto una amplia activación de =TacompaLada de inestabilidades epi#en$ticas 3an# et al., 400/% -iu et al.(1///6. No se conocen los mecanismos que podr)an activar a los =T( sinembar#o es posible que por e+ecto de la 'ibridación se remuevan oremodelen marcas epi#en$ticas en re#iones promotoras & comoconsecuencia se produ,ca una movili,ación masiva de estos. 9ic'ala:3400/6 a8rma que la activación de =T se encuentra )ntimamente li#ada a lare#ulación epi#en$tica & de pequeLos 2RNs. -a ma&or)a de los elementosrepetitivos en el 2DN eucariota moderadamente repetitivo est compuesto

por =Ts. =n #eneral la actividad de transposones es des+avorable &posiblemente tanto la metilación del 2DN como los pequeLos 2RNssur#ieron como mecanismos de control & represión de estos elementos.

5. =I?=N@TIC2 V =BO-UCIÓN

=n ')bridos sint$ticos & naturales de !olan# se encontró queA a6 plantasque presentaban 7ores anormales compart)an un patrón de metilaciónsimilar( el cual a su ve, era di+erente al de las plantas con 7ores normales(b6 la desmetilación qu)mica de plantas con 7ores normales daba lu#ar a7ores anormales( c6 ciertas secuencias eran particularmente sensibles a

remodelar su metilación 39ar8let al,

4005% 9ar8let al,

400/6. =stosresultados muestran que en poblaciones naturales de papa se pueden estar#enerando variaciones epi#en$ticas por e+ecto de la 'ibridación. -a i#ura4 ilustra como a trav$s de un s'oc: #enómico por 'ibridación se producenalteraciones epi#en$ticas que dan lu#ar a variaciones +enot)picas que( en elcaso de las especies de papa( pueden estar su>etas a la acción de laselección natural al tener la posibilidad de mantenerse por reproducciónclonal 3tub$rculos6 por varias #eneraciones. =ste proceso podr)a dar lu#ar ala #eneración de nuevas +ormas( ecotipos o especies.

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 8/12

Figura 2. 9odelo 'ipot$tico de evolución epi#en$tica en el que pore+ecto de la 'ibridación interespec)8ca en *olanum se induce uns'oc: #enómico que produce cambios epi#en$ticos. =stos cambiosdan lu#ar a +enotipos nuevos sobre los que puede actuar la

selección natural( ori#inando nuevas especies.

-a 'ibridación induce una serie de cambios tanto #en$ticos comoepi#en$ticos en el #enoma( estando al#unos de estos mediados porelementos transponibles 3C'ase et al, 40106. =stos cambios resultan en la#eneración de epialelos que son metaestables 3eventualmente reversibles6& potencialmente in+uenciados por el ambiente% es inne#able que este tipode variación epi#en$tica 'eredable tiene implicancias relevantes en laevolución de las poblaciones naturales. -as novedades +enot)picas#eneradas comoA a6 cambios en el tiempo de +oración( b6 alteraciones en lasestructuras +orales 3simetr)a de la 7or( color de la 7or( aberraciones +orales(etc6( c6 disminución en la +ertilidad de polen( conducir)an a un aislamientoreproductivo de los ')bridos en relación a las especies pro#enitoras% si laplanta ')brida pose&era cierta +ertilidad podr)an establecerse como unanueva especie. *in embar#o( no se cuenta con su8ciente in+ormación paraevaluar como la selección natural act!a sobre este tipo de epialelos( quepueden potencialmente responder a cambios ambientales & revertir su+enotipo.

S. =E=RI=NCI2* V D=*CURI9I=NTO =N =- C29O D= -2 =I?=N=TIC2

a6 =pi#enetica del Cncer

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 9/12

2ctualmente se estn desarrollando investi#aciones en la metilación del2DN 'umano para & modi8caciones postranslacionales de 'istonas 3a nivelde locusespeci8co o en el #enoma completo6 que puedan acontecerdurante la di+erenciación celular & las posibles alteraciones de los mismosen el desarrollo de neoplasias & los procesos de enve>ecimiento. =stando

especialmente interesados en el papel que la demetilación del 2DN Plocusespeci8caP e>erce en los procesos de desarrollo normal o patoló#ico &(adems( llevamos a cabo pro&ectos de investi#ación que implican lautili,ación de t$cnicas de secuenciación de nueva #eneración para lacaracteri,ación de marcas epi#en$ticas especi8cas asociadas al cncer en'umanos.

2dems de las t$cnicas estndar de iolo#)a 9olecular & Cultivo celular( enla Unidad de =pi#enetica del Cncer se utili,an de manera rutinaria t$cnicasespec)8cas para el estudio de las marcas epi#en$ticas entre las quedestacanA irosecuenciación de isul8to( *ecuenciación de isul8to de

9!ltiples Clones( Inmunoprecipitacion de Cromatina 3C'i6( C'ionqCR(C'ionC'i( C'ionseq( J-C( JC= & =spectrometr)a de masas% anlisis#lobal de la metilación del 2DN & de las modi8caciones postranslacionalesde las 'istonas.

b6 Control epi#enetico del desarrollo de las plantas

=n comparación con los animales( las plantas muestran un e"traordinario#rado de plasticidad que les permite sobrevivir ba>o distintas condicionesambientales( compensado as) su +alta de movilidad. ara ello( necesitan sercapaces de modi8car el estado de di+erenciación de sus c$lulas. Tanto enanimales como en plantas( la di+erenciación celular est controlada pormecanismos epi#en$ticos que determinan la or#ani,ación de la cromatina.=ntre estos mecanismos( las prote)nas del #rupo ol&comb 3c?6 mantienenla represión estable de los #enes que no se necesitan en un determinado

estado de di+erenciación celular( siendo cruciales para el establecimiento deuna memoria de di+erenciación. *in embar#o( debido al alto #rado deplasticidad celular de las plantas( se intu&e una re#ulación c? ms 7e"ible.Desa+ortunadamente( se sabe poco del +uncionamiento de esta maquinariare#uladora en plantas & a!n es menos conocido cómo se induce( modula oreprime de acuerdo con las necesidades de la planta.

-as prote)nas c? +orman comple>os multiprot$icos con distintas actividadesdiri#idas a la modi8cación de 'istonas. =n animales( los comple>os c?me>or caracteri,ados son el RC4 3c? repressive comple" 46 & el RC1 que(respectivamente( tienen actividad trimetiltrans+erasa +rente a la lisina 4S de

la 'istona JK 3JKQ4S6 & =K monoubiquitin li#asa +rente a la lisina 11/ de la'istona J42 3J42Q11/6. ="isten claras evidencias de que la trimetilación de

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 10/12

JKQ4S 3JKQ4SmeK6 es indispensable para la represión #$nica en plantas(sin embar#o( se sabe poco del papel de RC1 o de la monoubiquitinación deJ42 3J42ub6( &a que la e"istencia de este comple>o 'a sido descubiertarecientemente en nuestro laboratorio. Curiosamente( varios datos su#ierenque la represión de #enes implicados en distintos pro#ramas de desarrollo

tiene di+erentes requisitos en cuanto a la composición de las subunidad delRC1 & a la monoubiquitinación de J42. Una posibilidad interesante ser)aque la composición del comple>o determine la especi8cidad & la 7e"ibilidadde la represión( lo cual podr)a e"plicar por qu$ las c$lulas ve#etales soncapaces de mantener una memoria de di+erenciación a la ve, que un alto#rado de plasticidad. Nuestra meta es conocer los di+erentes mecanismosre#uladores c? & sus +unciones bioló#icas.

c6 9ecanismos epi#eneticos que +acilitan la 7oración

Un estudio publicado en XNatureY( cu&o autor principal es el investi#ador delC? edro Crevill$n( descubre los mecanismos #en$ticos que +acilitan la7oración en el momento adecuado.

-as plantas deciden cundo 7orecer en respuesta a las condicionesambientales mediante una comple>a red de seLali,ación #$nica. =n diversasespecies ve#etales( la 7oración requiere que la planta 'a&a estado e"puestaa per)odos prolon#ados de +r)o. =ste proceso se conoce como vernali,ación &es crucial para muc'as especies de inter$s a#r)cola como el tri#o( la cebada& toda la +amilia de la brasicceas 3mosta,a( coles( brócoli6.

-as plantas vernali,adas son capaces de recordar el invierno & mantenersilenciado un represor 7oral durante el posterior crecimiento a temperaturasms altas en la primavera. =sta Zmemoria epi#en$tica[ es borrada & elrepresor 7oral se reactiva durante la +ormación de la semilla. =l proceso#aranti,a que la si#uiente #eneración de plantas requiera de un proceso devernali,ación para 7orecer. *in embar#o( los mecanismos #en$ticos quecontrolan este proceso de borrado permanec)an desconocidos. 2'ora( unestudio publicado en Nature 'a revelado cómo consi#uen 'acerlo. *u autorprincipal es edro Crevill$n( investi#ador del C?.

-a epi#en$tica se re8ere a marcas qu)micas 'eredables que modi8can la

actividad del #enoma sin alterar la secuencia del 2DN. or e>emplo( los#emelos comparten la misma secuencia de 2DN( pero un anlisis 8no de su#enoma revela que est marcado de +orma di+erente por marcasepi#en$ticas que se acumulan a lo lar#o de nuestra vida. =sto e"plica enparte las di+erencias que observamos entre ellos.

=n la planta modelo Arabidopsis thaliana se sabe que durante el invierno seproduce el silenciamiento de un #en llamado -C que act!a como represorde la 7oración. Tras la vernali,ación( este represor permanece silenciado pormecanismos epi#en$ticos en ausencia del +rio permitiendo que las plantas7ore,can en primavera. -ue#o( el #en se reactiva en las semillas & las

nuevas plantas vuelven a requerir pasar el invierno 3vernali,ar6 para7orecer.

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 11/12

 

-a

vernali,ación es un proceso de una #ran importancia a nivel a#ronómicopara numerosos cultivos. =n el caso del tri#o( e"isten variedades que sesiembran en distintas $pocas del aLo se#!n su requerimiento devernali,ación. 2ctualmente( debido a los e+ectos del cambio climtico( 'a&inviernos que son menos +r)os que antaLo &( por tanto( al no 7orecer loscultivos en el momento correcto disminu&en la producción. ara Crevill$n(los resultados de su estudio( diri#ido por Caroline Dean( del o'n InnesCentre 3Reino Unido6( permitirn obtener variedades de plantas msproductivas en las condiciones ambientales actuales.

=l traba>o( publicado en Nature con el t)tulo Z=pi#enetic repro#rammin# t'at

prevents trans#enerational in'eritance o+ t'e vernali,ed state[( caracteri,a a nivel molecular el proceso de borrado de la memoria epi#en$tica de lavernali,ación. =n el mismo se demuestra que el #en =-5 es necesario parael borrado de esta memoria epi#en$tica del represor 7oral.

d6 =pi#enetica en procariotas

;. CONC-U*ION=*

-a epi#enetica termina siendo un recurso mu& utili,ado por todos losor#anismos & que sin el( la supervivencia de muc'as especies nuncase 'ubiese dado.

2simismo( cabe mencionar que no todas las modi8cacionesadquiridas por +actores ambientales terminan siendo provec'osaspara los or#anismos( como e>emplo tenemos al cncer( asi mismo enel reino plantae.

-os s)ntomas por de8ciencias minerales en plantas no son e>emplosde epi#enetica( pues no a+ectan a nivel del #enoma.

7/25/2019 Variabilidad epigenética

http://slidepdf.com/reader/full/variabilidad-epigenetica 12/12

=s posible modi8car arti8cialmente una mutación epi#enetica( perono siempre es recomendable( pues podr)amos estar malo#rando porcompleto un material #en$tico importante.

-os mecanismos de mutacion epi#enetica no se encuentranrestrin#idos solo para eucariotas( sino tambi$n para procariotas.

-a aplicación de la epi#enetica en la a#ronom)a es inmensa( une>emplo ser)an las de8ciencias en absorción de minerales en el suelode las ra)ces de al#una planta.

/. I-IO?R2W2

1. astow( R.( 9&lne( . *.( -ister( C.( -ippman( \.( 9artienssen( R. 2. andDean( C. 3400<6. Bernali,ation requires epi#enetic silencin# o+ -C b&'istone met'&lation. Nature <4SA 15<15S.

4. Instituto de iolo#)a 2#r)cola 9endo,a 3I296( acultad de Ciencias 2#rarias(Universidad Nacional de Cu&o. 2. rown M00 39MM4;2J6 C'acras de Coria(9endo,a e Instituto Nacional de Tecnolo#)a 2#ropecuaria( =. =. 2. -a Consulta(2r#entina.rmasuelli]8ca. uncu. edu. ar 

K. Centro nacional de biotecnolo#)a ( =pi#enetica del Cancer. ra#a 9ario .9adrid( =spaLa ^'ttpAwww.cnb.csic.esinde".p'pesinvesti#acionK;Kepi#eneticacancer+ra#a.'tml_

<. Instituto de bioqu)mica ve#etal & +otos)ntesis( Control epi#enetico deldesarrollo de las plantas. Calon>e 9&riam. =spaLa^'ttpAwww.ibv+.csic.escontrolepi#eneticodeldesarrolloelplantas_

M. Centro de iotecnolo#ia & #enómica de plantas. Cómo borran las plantasla memoria del invierno.^'ttpAwww.cb#p.upm.esnoticiasCrevillen`Nature.'tml_