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El viaje evolutivo de la fusión genética: ¿Qué significa para la diversidad de la vida?
En el campo de la genética, el concepto de genes de fusión representa un gen híbrido formado a partir de dos genes independientes, que pueden ocurrir mediante translocaciones cromosómicas u otras mutaciones genéticas. Con la profundización de la investigación sobre genes de fusión, nos hemos dado cuenta gradualmente de la importancia de estos genes en la formación y el diagnóstico de tumores, especialmente porque prevalecen en una variedad de enfermedades tumorales humanas.
Los genes de fusión son características distintivas del cáncer y proporcionan una base importante para el diagnóstico y el pronóstico.
La historia de los genes de fusión
Ya en la década de 1980, los científicos describieron por primera vez la presencia de genes de fusión en células cancerosas. Este descubrimiento se originó en 1960, cuando Peter Nowell y David Hungerford descubrieron un pequeño cromosoma anormal en pacientes con leucemia mielógena crónica en Filadelfia. Este descubrimiento se denominó más tarde "cromosoma de Filadelfia". En 1973, Janet Rowley confirmó además que esta anomalía cromosómica es causada por una translocación de los cromosomas 9 y 22.
Hacia 1985, los científicos identificaron el gen de fusión BCR::ABL1 correspondiente al cromosoma Filadelfia, que puede causar leucemia mielógena crónica.
Oncogenes y formación de tumores
Más de 30 años de investigación han confirmado que los genes de fusión desempeñan un papel importante en la formación de tumores. Estos genes a menudo producen proteínas anormales que son más activas que los genes que no son de fusión y promueven la formación de tumores. Dichos oncogenes incluyen BCR-ABL, TEL-AML1, AML1-ETO, etc. TMPRSS2-ERG se encuentra comúnmente en el cáncer de próstata y su producto de fusión regula el desarrollo del cáncer al inhibir la expresión del receptor de andrógenos.
La existencia de genes de fusión puede permitir que los productos genéticos tengan funciones novedosas o desencadenen cambios tumorales a través de promotores potentes.
Aplicaciones de diagnóstico
En el diagnóstico del cáncer, algunas anomalías cromosómicas y los genes de fusión resultantes se utilizan ampliamente. Los métodos comúnmente utilizados incluyen el análisis de bandas cromosómicas, la hibridación in situ (FISH) y la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR). Sin embargo, estos métodos aún se quedan cortos ante la complejidad de los genomas del cáncer. En los últimos años, el desarrollo de secuenciación de alto rendimiento y microarrays de ADN personalizados ha brindado la posibilidad de métodos de detección más eficientes.
El significado evolutivo de la fusión genética
La fusión de genes desempeña un papel clave en la evolución de la estructura genética, especialmente cuando ocurre dentro de secuencias codificantes. La repetición, la diversidad de secuencias y la recombinación son las principales fuerzas impulsoras de la evolución genética. La fusión de genes puede provocar una nueva regulación de la expresión genética en secuencias no codificantes, mientras que se pueden formar nuevos genes funcionales en secuencias codificantes, lo que aumenta la aparición de módulos polipeptídicos en proteínas multidominio.
Los métodos para la detección a gran escala de eventos de fusión genética proporcionan información valiosa sobre la arquitectura multimodular de las proteínas.
Biosíntesis de pulina en el medio ambiente
En los organismos vivos, la adenina y la guanina son uno de los cuatro genes codificadores de información del código genético. Las vías biosintéticas de purinas de diferentes especies son similares pero no idénticas. Las vías biosintéticas de purinas de las bacterias a menudo implican la fusión de genes, de modo que un solo gen codifica múltiples enzimas. Los eucariotas no sólo exhiben fusiones de genes comunes en las bacterias, sino que también pueden mejorar el flujo metabólico a través de nuevas fusiones.
Solicitud de investigación
Los biólogos también crean intencionalmente genes de fusión para facilitar la investigación. La fusión de un gen indicador con los elementos reguladores de un gen de interés se puede utilizar para estudiar la expresión génica, cuantificar el nivel de actividad de un gen regulado, identificar sitios reguladores e incluso controlar la expresión de un gen deseado en una célula específica. Por ejemplo, se puede observar la distribución de una proteína diana en las células creando un gen de fusión con una proteína verde fluorescente.
El descubrimiento de los genes de fusión no es sólo un progreso biológico, pero ¿cómo dan forma a la diversidad y complejidad de la vida sigue siendo una cuestión que vale la pena explorar?
