Paris Japonica: La planta con el mayor genoma conocido.

Aportación al I carnaval de biología, hospedado en esta edición por microgaia.

Todos los organismos tienen codificadas las instrucciones para su diseño en el ADN. En los organismos con núcleo el ADN se encuentra en el interior de este núcleo, formando los cromosomas. Puede parecer que para organismos más evolucionados hace falta más ADN, pero no siempre es el caso. A grandes rasgos una planta o un animal tienen más ADN que un hongo unicelular, pero si miramos de cerca, no hay una correlación entre la complejidad de un organismo y el ADN que contiene. A esto se llamamos la paradoja del valor C (C es la cantidad de ADN del genoma haploide, antes de la duplicación). El ratón tiene un genoma mayor que el del hombre, y la mayoría de las plantas también. También hay anfibios e insectos con genomas enormes, y otros con genomas muy reducidos. Tampoco hay una relación directa entre el tamaño del genoma y el número de genes que contienen. La mayoría del genoma en un organismos superior esta ocupado por ADN basura o repetitivo, sin una función determinada. En humanos menos del 1,5% del genoma contiene genes, es decir, fragmentos que codifican proteínas. Existen genomas pequeños y compactos donde hay poco ADN basura, y genomas enormes con muy pocos genes.

Protopterus aethiopicus, el animal
con genoma más grande conocido 

Llegados aquí… ¿Cual es el genoma más grande que se conoce? Una de las estrategias evolutivas es duplicar el genoma entero. Normalmente todos los animales tenemos dos copias del genoma en todas las células, menos en las germinales que hay una. Si en vez de dos tienes 4 o 6 (2 o 3 en las germinales) es como tener más copias de seguridad de un archivo importante y además se favorece la adaptación evolutiva. Si tienes una mutación en una célula germinal te quedan otras con la función esencial… y puede ser que esa mutación de lugar a una mejora evolutiva. ¿Todo son ventajas? No, un genoma más grande requiere más tiempo y más energía para su replicación, es decir, hacer células nuevas será mucho más costoso. Por lo tanto existe un compromiso entre las ventajas de tener un genoma grande (favorecer la aparición de caracteres favorables) y las desventajas (el coste energético). En plantas la duplicación del genoma es una estrategia evolutiva clásica, que tiene aplicaciones por ejemplo en agricultura. Las variedades de trigo que utilizamos para fabricar pan son hexaploides (seis copias del genoma), y las de pasta tetraploides (cuatro copias del genoma).

Tabla comparativa de tamaños de genoma

¿Cuál es el extremo? Hasta hace poco era Protopterus aethiopicus, un pez pulmonado que se encuentra en África con un genoma de 133.000.000.000 pares de bases. En plantas y con un tamaño sensiblemente inferior, una planta ornamental, la fritilaria. En octubre del 2010 se publicó el descubrimiento de una planta llamada Paris japonica, nativa de las montañas de alrededor de Nagano, tiene un genoma de 150.000.000.000 pares de bases. Esto es 50 veces el tamaño de un genoma humano, es decir una barbaridad.

Fritilaria, la reina destronada

¿Cuál es la planta con el menor genoma? A medida que avancen los conocimientos, posiblemente se descubra otra, pero de momento este honor le corresponde a Arabidopsis thaliana o berro de oreja de ratón. Esta planta es la más utilizada en los laboratorios de biología molecular de plantas ¿casualidad? no. De hecho se utiliza como organismo modelo para estudiar plantas por que su pequeño genoma facilita su estudio. En biología molecular, como en otros aspectos de la vida, el tamaño importa.

Paris japonica, el organismo conocido con el genoma más grande