El genoma fosc: la importància dels ARN que es creia que no tenien cap funció

Molts miARN es conserven evolutivament, és a dir, es troben en diferents espècies, cosa que implica que tenen missions biològiques importants

Cadena d'ADN

Cadena d’ADN | Pixabay

L’ADN és la molècula que conté el material genètic dels éssers vius i que és essencial per a totes les formes de vida del planeta. Com és possible, doncs, que si totes les cèl·lules del nostre cos contenen la mateixa informació, unes esdevinguin teixit muscular i altres es converteixin en cèl·lules del fetge? Aquestes diferències són possibles gràcies a l’accés selectiu de la informació genètica: hi ha una sèrie de gens específics per a cada teixit del nostre cos.

Per accedir a la informació dels nostres genomes l’ADN és transcrit a ARN i, després, part de l’ARN és traduït a proteïnes que duen a terme diverses funcions cel·lulars. És important remarcar que només una petita part de l’ARN dels organismes eucariotes esdevé proteïnes. Una part de la resta, classificat fa anys dins el “genoma fosc” –les parts del genoma que es creien mancades de funció però que en realitat sí que en tenen– dóna lloc a un grup d’ARNs coneguts amb el nom d’ARNs no codificants. Hi ha molts tipus d’ARNs no codificants, i tenen una gran importància en determinar quins gens es fan servir en cada cèl·lula.

L'ADN és transcrit a l'ARN, però no sempre es converteix en proteïnes sinó que l'ARN no codificant, la majoria, és un element essencial per al funcionament del nostre cos

L’ADN és transcrit a l’ARN, però no sempre es converteix en proteïnes sinó que l’ARN no codificant, la majoria, és un element essencial per al funcionament del nostre cos | Wikimedia Commons

Un exemple important és el XIST (de l’anglès, X-inactive specific transcript), un ARN-no codificant que es troba als mamífers placentaris i que s’encarrega de desactivar els gens d’uns dels cromosomes X en les femelles, de manera que tant mascles (XY) com femelles (XX) acabin tenint la mateixa quantitat de gens expressats a partir de només un cromosoma X i no dos. Un mal funcionament del XIST durant el desenvolupament embrionari pot ser letal.

Un tipus d’ARN no codificant és el dels microARN (miARN), que es troben en plantes, animals i alguns virus. Tenen una longitud d’uns 22 nucleòtids i modulen l’expressió d’altres gens. Per entendre millor el funcionament d’aquests microARN, és útil pensar en una diferència important entre ADN i ARN. L’ADN està format per dues cadenes complementàries que s’uneixen entre elles En canvi, l’ARN és una molècula de cadena simple però flexible i que es pot doblegar fent que dos trossos d’un mateix ARN s’uneixin entre ells com ho fan dues cadenes d’ADN. Aquest fenomen també pot ocórrer entre dues molècules d’ARN diferents que comparteixen seqüències complementàries.

L'ARN es pot unir a ell mateix o amb altres ARNs

L’ARN es pot unir a ell mateix o amb altres ARNs | Wikimedia Commons

Els miARN són abundants en molts tipus de cèl·lules mamíferes i semblen que modulen al voltant del 60% dels gens dels humans i d’altres mamífers. Molts miARN es conserven evolutivament, és a dir, es troben en diferents espècies, cosa que implica que tenen funcions biològiques importants. Per exemple, s’han conservat 90 famílies de miARNs, cosa que permet remuntar-se fins a l’avantpassat comú dels mamífers i els peixos.

Per la funció de regulació de l’expressió de gens que tenen els miARN, tan important, el seu funcionament defectuós ha estat relacionat amb moltes malalties. Per exemple, una mutació del miR-96 causa pèrdua progressiva d’audició; els nivells alts de miR-205 són indicadors d’arterioesclerosi; en les cèl·lules del sistema nerviós, diversos miARNs han estat relacionats amb la formació de les dendrites i la maduració de les sinapsis i estudis complementaris indiquen que uns nivells alterats de miARN a les neurones podrien estar relacionat amb l’esquizofrènia, el trastorn bipolar i la depressió. Altres miARNs han estat relacionats amb les malalties de Crohn, de Parkinson i d’Alzheimer, fet que demostra la gran importància d’aquest tipus d’ARN per al bon funcionament del nostre cos i la nostra salut.

Pacient a l'hospital

Pacient a l’hospital | kc9th (Flickr)

També s’ha fet molta recerca sobre el paper dels miARNs en el desenvolupament del càncer, i alguns miARN han estat anomenats “oncomirs” (onco-microARN). Tant uns nivells alts de l’oncomir miR-185 com uns nivells baixos de miR-133b estan associats al desenvolupament de la metàstasi en càncer colorectal. La proliferació de les cèl·lules de carcinoma hepatocel·lular es creu que es deuen a la interacció del miR-21 amb la proteïna MAP2K3, encarregada de la supressió de tumors. Detectar aquests miARNs relacionats amb el càncer o altres malalties obre les portes a nous tractaments. Per exemple, en diversos estudis s’ha vist que subministrar miR-506 podria ajudar a que el cos pugui eliminar els tumors de càncer cervical.

Tot i que encara queden aspectes a descobrir sobre els mecanismes de com actuen aquests minúsculs reguladors dels nostres gens, ja hi comença a haver llum sobre les parts fosces del nostre genoma. Estem doncs a les portes d’uns avanços biomèdics molt importants que de ben segur contribuiran a millorar la nostra salut en el futur.

Toni Escales Bordoy (Santanyí, 1991) és llicenciat en Enginyeria Química per la Universitat de Barcelona i màster i doctor en Enginyeria Química i Biològica per la Universitat de Colorado-Boulder (Estats Units), especialitzat en salut, microbiologia i dispositius genètics sofisticats.

Nou comentari