Según el investigador del CSIC José Luis Gómez-Skarmeta, del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, “todos los animales se construyen, en gran medida, con el mismo conjunto de genes”.

"Lo que hace a unos animales diferentes de otros es cuándo, con qué intensidad y dónde se encienden esos genes, y ello depende de las regiones reguladoras que actúan como interruptores que encienden y apagan los genes”, explicó.

El genoma es una cadena muy larga de ADN que se pliega en el espacio tridimensional de una forma muy precisa para poder ajustarse al tamaño del núcleo de las células. Sin embargo, la cantidad de ADN que contiene genes supone sólo entre el 2 y el 5% de todo el genoma, pues el resto alberga una gran cantidad de interruptores.

De acuerdo con Gómez-Skarmeta, “para solucionar el problema de que un interruptor apague o encienda al gen vecino equivocado, con las graves patologías que eso puede ocasionar, la evolución generó compartimentos separados para cada gen y el conjunto de sus regiones reguladoras.

En el caso de los genes Hox en vertebrados, la región genómica que contiene los elementos reguladores se encuentra dividida en dos compartimentos diferentes, uno para los genes de cada lado del genoma y sus respectivos reguladores.

Publicado en la revista 'Nature Genetics', el estudio propone que el uso de estos dos compartimentos de interruptores diferentes resultó crucial durante el desarrollo embrionario de ciertas novedades evolutivas de los vertebrados, como son las extremidades.

En la realización del estudio se han analizado los restos de un cefalocordado marino conocido como amphioxus. Este animal, parecido a un gusano pero con la médula espinal y los músculos segmentados (como los de los peces y los de los humanos) es el invertebrado vivo más parecido al ancestro de todos los vertebrados que se conoce.

Gómez-Skarmeta apuntó que “el complejo Hox del amphioxus carece de esa división tridimensional en dos compartimentos. En lugar de eso, se organiza en un único sector que contiene todos los genes, así como una extensa región situada en un lateral del genoma, rica en elementos reguladores”.

“Esto nos ha permitido postular la hipótesis de que tanto la compartimentación como la distribución a ambos lados del genoma se originaron en la transición evolutiva de invertebrados a vertebrados para evitar que los reguladores afectaran a los genes situados en el lado opuesto del complejo”, concluyó.

Los resultados de este trabajo, en el que también han participado investigadores de la Universidad Pablo de Olavide y de la Estación Marina de Banyuls (Francia), ayudarán a comprender mejor cuál es el papel que desempeña la estructura tridimensional del ADN en el correcto funcionamiento de las células y de los organismos.