Organización espacial y funcional del genoma en células aneuploides

Abstract

El genoma se encuentra altamente organizado en el espacio nuclear de las células eucariotas. Los cromosomas y los genes ocupan una posición preferente respecto del centro o de la periferia del núcleo, y respecto de otros elementos genéticos. En la actualidad se cuenta con un volumen importante de evidencias que apoyan la noción que la organización espacial del genoma tiene influencia sobre la función del mismo y viceversa. Variaciones en el número y estructura de los cromosomas ocurren en la naturaleza y en el caso de los animales tienen consecuencias deletéreas e inclusive pueden llegar a ser incompatibles con la vida. Las aneuploidías, variaciones en el número de cromosomas, cuando ocurren en células germinales son una causa común de enfermedades congénitas en humano, mientras que su ocurrencia en células somáticas durante la vida adulta está íntimamente relacionada con el desarrollo neoplásico. La trisomía 21 es la causa de Síndrome de Down (DS), que ocurre en 1 de cada 600 nacidos vivos, y el desbalance en la dosis de genes en DS es considerado el factor responsable de los signos y síntomas de esta patología. Los conocimientos sobre la organización espacial del genoma en células aneuploides y cómo influye el aumento de la ploidía en la función del genoma en relación con la arquitectura nuclear son aún escasos. En particular se desconoce cómo se distribuyen los cromosomas del par 21 humano y los genes de la región crítica del Síndrome de Down, en el núcleo interfásico de células trisómicas y la relación que ésta guarda con la expresión génica. En este trabajo se postula que la organización espacial del genoma de células aneuploides tiene características particulares que pueden influir en la variabilidad de la expresión génica. Para ello, se analizaron el patrón de distribución radial y distribución relativa de los cromosomas 21 y los genes SOD1 y DYRK1A en el núcleo interfásico de células de ratón con diferente nivel de ploidía y en células de humano con trisomía 21, junto con el perfil de expresión de ARN y proteína. Los datos obtenidos sugieren que la distribución espacial de los genes del cromosoma 21 humano, SOD1 y DYRK1A, determina en parte la expresión de estos genes en las células con trisomía 21.