SECRETOS DE LAS PLANTAS. El genoma más grande jamás encontrado pertenece a esta pequeña y extraña planta

El genoma más grande jamás encontrado pertenece a esta pequeña y extraña planta

 

La especie Tmesipteris oblanceolata, que bate récords, es fácil de pasar desapercibida en el suelo del bosque. Fuente: Pol Fernández

El gigantesco genoma de una especie de helecho horquilla supera al humano en términos de tamaño

01 junio 2024.- Una planta pequeña y sencilla parecida a un helecho esconde algo enorme en su interior: el genoma más grande jamás descubierto, que supera al genoma humano en más de 50 veces 1 .

La planta ( Tmesipteris oblanceolata ) contiene la friolera de 160 mil millones de pares de bases, las unidades que forman una cadena de ADN. Esto es 11 mil millones más que el poseedor del récord anterior, la planta con flores Paris japonica , y 30 mil millones más que el pez pulmonado jaspeado ( Protopterus aethiopicus ), que tiene el genoma animal más grande. Los hallazgos fueron publicados en iScience .

El coautor del estudio, Jaume Pellicer, biólogo evolutivo del Instituto Botánico de Barcelona en España, que también co-descubrió el gigantesco genoma de P. japonica 2 , había pensado que el descubrimiento anterior estaba cerca del límite de tamaño del genoma. "Pero la evidencia ha superado una vez más nuestras expectativas", afirma.

Gigantes genómicos

El campeón genómico del mundo, originario de Nueva Caledonia y los archipiélagos vecinos del Pacífico Sur, es una especie de planta llamada helecho tenedor. Su colosal número de pares de bases plantea dudas sobre cómo la planta gestiona su material genético. 

Sólo una pequeña proporción del ADN está formada por genes que codifican proteínas , lo que llevó a la coautora del estudio, Ilia Leitch, bióloga evolutiva del Royal Botanic Gardens de Londres, Kew, a preguntarse cómo la maquinaria celular de la planta accede a esos fragmentos del genoma "entre este enorme marasmo de ADN. Es como tratar de encontrar algunos libros con instrucciones sobre cómo sobrevivir en una biblioteca de millones de libros: es simplemente ridículo”.

También está la cuestión de cómo y por qué un organismo evolucionó hasta tener tantos pares de bases. Generalmente, tener más pares de bases conduce a una mayor demanda de los minerales que componen el ADN y de energía para duplicar el genoma con cada división celular. Pero si el organismo vive en un entorno relativamente estable con poca competencia, un genoma gigantesco podría no tener un coste elevado.

Un único helecho Tmesipteris oblanceolata que crece entre hojas muertas.

La rara especie  Tmesipteris oblanceolata es un tipo de helecho tenedor, plantas que carecen de raíces y hojas verdaderas. Fuente: Pol Fernández

Esto podría ayudar a proporcionar una explicación, aunque bastante aburrida, para el gran genoma del helecho tenedor: podría no ser ni perjudicial ni particularmente útil para la capacidad de la planta para sobrevivir y reproducirse, por lo que el helecho tenedor ha ido acumulando pares de bases con el tiempo. 

Por ahora, los investigadores sólo pueden especular sobre las respuestas a estas preguntas. El genoma más grande aún por secuenciar y ensamblar pertenece al muérdago europeo ( Viscum album ), con alrededor de 90 mil millones de pares de bases. Las técnicas modernas podrían no ser suficientes para hacer lo mismo con el genoma del helecho horquilla: incluso si se secuencia, todavía existe el desafío computacional de tomar los datos y "unirlos de una manera que refleje biológicamente lo que está sucediendo".

Encontrar formas de analizar genomas enormes podría arrojar información crucial sobre cómo el tamaño del genoma influye en dónde pueden crecer los organismos, cómo pueden prosperar en sus entornos y su resiliencia al cambio climático, independientemente de su secuencia específica de ADN.  A los científicos les sorprende que una planta diminuta, sin flores, que la mayoría de la gente “no se molestaría en detenerse a mirar” pueda ofrecer lecciones tan importantes. "La belleza de la planta está en el interior".

Referencias

  1. 1. Fernández, P. et al. iScience https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109889 (2024). Artículo 

  2. 2. Pellicer, J., Fay, M. F. & Leitch, I. J. Bot. J. Linnean Soc. 164, 10–15 (2010). Artículo

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