A pesar de las grandes diferencias anatómicas y funcionales que los humanos tenemos con las plantas, estamos más relacionados de lo que podría pensarse. En este artículo veremos esa similitud desde una visión molecular, es decir, a nivel de los genes como los llamados «ojos ausentes», que han permanecido a lo largo de la evolución en ambos grupos biológicos como constancia de un ancestro común que dio origen a las plantas y a los animales. Estos genes, a pesar de su semejanza, tienen diferentes funciones para cada uno de estos grupos de seres vivos.
Pero, ¿en qué nos parecemos realmente?
Con solo ver la apariencia entre las plantas y nosotros, difícilmente podrías concluir que las plantas y los humanos estamos relacionados. Después de todo, nosotros no somos verdes ni utilizamos la luz para producir azúcares, pero si observas más allá de las hojas e incursionas en la profundidad del genoma de las plantas, podrás encontrar algunas llamativas similitudes.
Aunque no lo creas, las plantas y los animales compartimos muchos genes, pero hacemos uso de ellos de diferente manera. Un ejemplo son los genes denominados «ojos ausentes» (eyes absent, en inglés y abreviado EYA). Estos genes participan durante la formación de los ojos de las moscas, en el desarrollo del ojo humano e intervienen en el proceso embrionario de las plantas.
Descubrimiento de los genes EYA
Como ha sucedido con muchos genes, los EYA fueron hallados y descritos por primera vez en las mosquitas de la fruta (Drosophila melanogaster), durante experimentos de los genetistas cuando desactivaron la expresión de estos genes, dando como resultado que no desarrollaran los ojos, de allí que estos genes fueron denominados EYA. Con el tiempo se han ido descubriendo diferentes versiones de estos genes, por ejemplo, nosotros los humanos contamos con cuatro, en las mosquitas de la fruta solo hay uno y las plantas tienen su versión propia y diferente, pero los tienen.
¿Cuál es la función de los genes EYA en animales?
Aunque el código de ADN de cada versión de este tipo o grupo de genes es diferente, tienen suficiente similitud entre los organismos que los presentan y se han clasificado colectivamente como una familia de genes EYA. Las secuencias de estos genes son muy similares y con análisis moleculares se ha trazado la pista que los relacionan con un antiguo gen, razón por la cual —y debido a que cada uno de ellos deriva de un ancestro común—, son considerados genes de una misma familia.
Como lo han acordado los biólogos, las proteínas producidas por los genes EYA reciben el mismo nombre. Típicamente, cuando pensamos en las proteínas, las entendemos como sustancias que cumplen una función específica, así como la tiene un martillo. ¿Para qué sirve un martillo? Para clavar clavos, no para apretar tornillos. Las proteínas EYA son más bien como una navaja multiusos, pues son capaces de participar en diferentes procesos importantes dentro de la célula, principalmente en la regulación de la expresión de genes.
Una de sus actividades mejor conocida es la de regular la expresión de genes durante el desarrollo de los organismos que los tienen. De hecho, las proteínas EYA contribuyen directamente a la formación de los ojos de las mosquitas por medio de la regulación de los principales genes que participan en ese proceso. Por ello, alteraciones en la secuencia del ADN de los genes EYA, evitan la constitución correcta de las proteínas EYA y, por tanto, impiden la generación de los ojos de las mosquitas.
Debido a su habilidad para regular la expresión de genes, las proteínas EYA son consideradas cofactores transcripcionales, esto quiere decir, que tales proteínas participan en el correcto ensamblaje del complejo de transcripción de los genes involucrados en la formación de sus ojos. La función regulatoria de los genes EYA parece ser una característica relativamente nueva en la evolución de los animales.
El origen de los genes EYA
Un ancestro común de plantas y animales fue el primero que desarrolló estos genes. En el caso de las plantas, los genes EYA han perdido la capacidad de codificar una parte significativa de las proteínas EYA, lo cual evita que estas funcionen como un cofactor transcripcional, en su lugar, tienen la función de regular la acción de otras proteínas.
Para entender este concepto, imaginemos a las proteínas como pequeños robots cuya actividad es controlada por un interruptor. Encendiendo y apagando este interruptor, las células manejan la actividad de las proteínas. Las células producen unas proteínas cuyo único propósito es regular la función de otras proteínas. Al parecer, las proteínas EYA tuvieron esta función en el inicio de la evolución de los organismos eucariotas. Comparando los genes EYA de diferentes organismos, los científicos han concluido que en un ancestro común de plantas y animales se desarrollaron los genes EYA capaces de regular otros genes. Con el paso del tiempo, las plantas y los animales evolucionaron en caminos diferentes, y en los animales, las proteínas EYA ganaron la habilidad de regular diferentes genes.
La función de los genes EYA en humanos
Pero ¿Qué se sabe de estos genes y proteínas en los humanos? Las investigaciones han mostrado que nuestras proteínas EYA son capaces de regular tanto genes como otras proteínas. Estudios en ratas sugieren que los genes EYA influyen en el desarrollo de pulmones, riñones, cerebro y que tienen un papel activo en la reparación de daños en el ADN. En personas con variantes en el gen EYA1 —una de las versiones humanas de estos genes—, se han encontrado evidencias de que las proteínas EYA participan en la formación de nuestro oído y del sentido auditivo. Se cree que tales variantes son las responsables del síndrome branquio-oto-renal, una enfermedad que afecta a una de cada cuarenta mil personas. Curiosamente, a pesar de su nombre, se sabe que en los mamíferos los genes EYA no tienen un papel crítico en la constitución de los ojos.
¿Y su función en las plantas?
Aunque pocos son los estudios de estos genes en plantas, un gen EYA fue aislado de una población de genes que se expresan en embriones de arroz, teniendo una función en el proceso embrionario de este grano. También, genes similares se han aislado de plantas como alfalfa y frutos de aguacate. De hecho, el grupo de investigación en el que participo como científico, recientemente encontró una secuencia del gen EYA precisamente en frutos de aguacate de tres meses, lo cual sugiere su papel en el desarrollo de los embriones y frutos de esta planta.
Una reflexión
Las plantas son diferentes de nosotros los humanos de muchas formas, pero como ahora sabes, no tanto como tú crees. Al estudiar la secuencia del ADN, los genes dan pistas acerca de cuánto estamos relacionados los organismos, incluso las plantas, las mosquitas y los humanos. Así que la próxima vez que veas un aguacate o el fruto de otras plantas, recuerda que la distancia entre ellos y nosotros es relativa.
Para Saber más:
Arcas G., Taboada N. y Fernández N. (2005). «Síndrome branquio-oto-renal. A propósito de una familia». Revista Cubana de Pediatría, 77(2).
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-75312005000200009
Dell’Occa N., Pose C., Salmini K., Tapié A. y Raggio. V. (2019). «Síndrome branquio-oto-renal. Presentación de un caso». Archivos de Pediatría del Uruguay, 90(5): 283-288.
http://www.scielo.edu.uy/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1688-12492019000500283
Gómez-Merino F.C., Trejo-Téllez L.I. y Tiessen A. (2009). «Factores de transcripción». En A. Tiessen, F.C. Gómez-Merino, L.I. Trejo-Téllez, A. López-Fabre, D. Padilla, E. Vargas-Ortis y N. Palacios-Rojas (editores). Fundamentos y metodologías innovadoras para el mejoramiento genético del maíz, México, Fundación Ciencia Activa, Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados, Colegio de Postgraduados, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y Wikipedia, pp. 153-188.
Rodolfo López Gómez. Profesor e Investigador del Instituto de Investigaciones Químico Biológicas, Laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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