Arabidopsis
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Arabidopsis. Es un género de plantas herbáceas de la familia de las brasicáceas, que han sido objeto de intenso estudio en época reciente como modelos para la investigación fitobiológica. Arabidopsis thaliana fue la primera planta cuyo genoma se secuenció por entero, una tarea completada en diciembre del 2000 por el proyecto AGI (Iniciativa para el Genoma de la Arabidopsis).
Sumario
Un organismo modelo
Los científicos trabajan con organismos modelos. Un organismo modelo es aquel que posee características biológicas ideales para realizar experimentos con un objetivo definido y con resultados claros y repetibles. Un organismo modelo debe ser fácil de crecer y cruzar, económico, y debe tener un ciclo de vida corto para que en los estudios se puedan investigar varias generaciones en pocas semanas o meses.
Arabidopsis Thaliana se adapta a estos criterios. En la década del ochenta se convirtió en una planta modelo, ideal para los estudios genéticos. Está relacionada con la familia de la Col y la Mostaza.
Lugar en que puede encontrarse
Se encuentra en muchos países de diferentes climas y hábitats que van desde las zonas árticas hasta el trópico, distribuida hasta en los jardines y patios caseros.
Nivel genético
Además de ser pequeña, tiene un ciclo de vida muy corto y es relativamente simple a nivel genético; pero a la vez es portadora de toda la información biológica y genética vital que requiere una planta para vivir (un organismo vivo).
Genes que contiene
Arabidopsis contiene 25 498 genes y además uno de los genomas más pequeños de todas las plantas conocidas. Este genoma está empaquetado en cinco cromosomas y contiene millones de pares de bases, aproximadamente 1/30 del tamaño del genoma del ser humano. A partir del genoma de Arabidopsis será posible, de forma creciente, predecir, predecir, identificar y aislar genes específicos de cualquier planta.
Muchos genes de Arabidopsis están estrechamente relacionados con genes de otra especie. El conocimiento sobre el genoma de esta planta trasciende con mucho interés de un número limitado de biólogos de plantas, debido a su impacto potencial en otras muchas áreas de la biología. La importancia de disponer de la secuencia del genoma de Arabidopsis se extiende mucho más allá de la ciencia básica.
Genes similares a los animales y su posible ayuda médica
Algunos genes en Arabidopsis son tan parecidos a los genes animales que pueden ayudar a explicar la función de la secuencia correspondiente en el genoma humano. Por ejemplo, una afección hereditaria humana conocida como enfermedad de Wilson está causada por una mutación en un gen cuya función en los humanos no está clara. Las personas que padecen la enfermedad no eliminan el cobre eficientemente. La acumulación de cobre en exceso ataca al hígado y al cerebro, los que resultan en hepatitis, síntomas psiquiátricos o desordenes neurológicos. En Arabidopsis se ha detectado el producto de un gen muy similar al afectado en humanos que causa la enfermedad de Wilson. En la planta está un gen involucrado en la respuesta hormonal. Esto podría ofrecer una nueva ruta para la investigación médica y la compresión de esta enfermedad.
¿Cómo podrá usarse la información de Arabidopsis?
Aunque las plantas cultivadas parecen ser muy diferentes entre sí, están tan estrechamente relacionadas como lo pueden estar diferentes especies de mamíferos. La relatividad alta similitud de secuencia entre genes de plantas es una gran ayuda para identificar genes equivalentes en otras especies. Conocer genes de Arabidopsis puede ser útil para identificar caracteres de interés agronómico. Estos genes podrán ser aislados e introducidos en plantas cultivables utilizando las herramientas de la ingeniería genética; pero las secuencias también podrán usarse para identificar estos genes en plantas de importancia agrícola y seguirlos mediante marcadores moleculares, y permitir su introducción en cultivos mejorados por métodos tradicionales.
Es un verdadero diploide con un ciclo de vida muy corto (6-8 semanas), de fecundación autógama, y produce numerosas semillas que permanecen viables durante muchos años. Su rápido crecimiento permite el análisis de un gran número de individuos en un mínimo espacio y por lo tanto, la consiguiente amplificación rápida de los genotipos útiles para posteriores estudios. En segundo lugar, su compacto genoma con relativamente escasas secuencias repetidas y un bajo contenido en DNA (aproximadamente 70 Mpb por núcleo haploide, unas 25 veces el tamaño del genoma de Escherichia coli), la hacen con diferencia, la planta superior de genoma más pequeño conocido, y por lo tanto, un sistema ideal para estudios genéticos y moleculares. En tercer lugar, puede ser transformada por Agrobacterium tumefaciens y mediante el plásmido Ti es posible introducir genes de interés y mantenerlos de forma estable. Finalmente, varios grupos de investigación están desarrollando mapas físicos de su genoma y correlacionándolos con los mapas genéticos ya disponibles [Davis y Hammerschmidt eds., Arabidopsis thaliana as a model for plant-pathogen interactions (1993).
Implicaciones que tiene el genoma de Arabidopsis.
Conocer el genoma de Arabidopsis va más allá de la agricultura. Se conoce que las plantas y animales evolucionaron de un ancestro en común: un organismo unicelular que vivió hace 1,6 millones de años. Ambos reinos evolucionaron de forma muy diferente y coexisten hoy sobre la tierra. La comparación del genoma de Arabidopsis con el de los animales ayudará a los investigadores a comprender como ocurrieron estos dos grandes saltos.
