Metilación del ADN

 

En esta nueva entrada continuaremos descubriendo los secretos que guarda la epigenética. Siguiendo el orden que encontramos en el capítulo 3 del libro La epigenética: de Carlos Romá Mateo, vamos a comentar lo que se define como las “Anotaciones del ADN”. ¹

En la anterior entrada hemos hecho una pequeña introducción a la epigenética y comentamos que existen 3 mecanismos básicos en lo referente a la epigenética. En esta entrada nos centraremos en las metilaciones que tienen lugar en el ADN.

La metilación del ADN se puede considerar como el mecanismo más “puramente” epigenético puesto que tiene la capacidad de influir muy notoriamente en el destino celular. Como el propio nombre dice, se trata nada más ni nada menos de la metilación de ciertas partes del ADN. El proceso de metilación se basa en la adición de un grupo metilo (CH₃), que en el caso de la molécula de ADN va a ser introducido en las bases nitrogenadas. Aunque la metilación se puede dar sobre cualquier base, es cierto que la metilación es mucho más frecuente en bases de citosina.

En un principio se puede pensar que esta adición es algo mínimo y que no debe tener demasiada importancia, pero ese es un pensamiento totalmente erróneo. Hay que tener en cuenta que la estructura del ADN es una estructura muy particular que ha sido capaz de mantenerse en la evolución gracias a sus asombrosas características, por lo que cualquier alteración puede tener mucha repercusión. La metilación del ADN no se trata de un cambio a nivel estructural (ya que sino no formaría parte de la epigenética) sino que se trata más bien de un cambio  en la capacidad que tienen las proteínas de poder leer el ADN. Por ejemplo cuando encontramos metilaciones en las citosinas, la ARN polimerasa ve alterada su capacidad de transcribir esa zona, ya que se encuentra ante un obstáculo que no es capaz de “interpretar”. Pero, la ARN polimerasa no es la única proteína afectada, sino que hay muchas más.

Por tanto la metilación del ADN es un proceso fundamental puesto que es capaz de inducir la inhibición o silenciamiento de genes, lo cual será algo fundamental para el destino celular de cada una de las células que tenemos en el organismo.

Todo esto es corroborado en numerosos estudios y revisiones en los que se deja claro que la metilación del ADN es un proceso fundamental para la vida. Por ello hay multitud de proteínas que tienen un papel regulador a este nivel como pueden ser las ADN metiltransferasas (introducen metilos) o desmetilasas (quitan metilos).¹

Ahora que sabemos qué es la metilación del ADN, nos gustaría hablar de las islas CpG, puesto que se encuentran directamente relacionadas con este mecanismo. Las islas CpG son regiones que pertenecen a los denominados promotores, que son regiones del genoma que indican el comienzo de un gen y que son capaces de regular su expresión gracias a multitud de proteínas que pueden unir. Por tanto, como puede entenderse, las metilaciones en esas regiones son claves para el silenciamiento de genes y dependiendo de su distribución pueden desentrañar diversas consecuencias.

Sin embargo, una alteración de la correcta metilación del ADN puede hacernos pensar que puede estar relacionada con procesos patológicos, y así es, totalmente cierto. Las variaciones en las metilaciones del ADN pueden dar lugar a procesos patológicos, y lo más interesante es que estas alteraciones no tienen por qué estar directamente producidas como consecuencia de fenómenos de nuestro organismo, sino que pueden surgir por el ambiente externo. Esto ha sido demostrado por multitud de estudios de diferentes vías pero nosotros aquí pondremos como ejemplo la implicación en la vía Wnt/B catenina.²

A partir de 1983 se describió que la epigenética podría tener alteraciones en la células tumorales y esto más adelante se comprobó experimentalmente con ratones en los que se observó que hipometilaciones del ADN podrían dar lugar a desarrollo tumoral de colon, hígado e intestino delgado. En 2010 Igarashi y colaboradores demostraron que la metilación del  marcador tumoral LINE-1 estaba inversamente relacionado con el tamaño de los tumores. Esto valida la idea de que la hipometilación da lugar a un menor silenciamiento de ciertos genes que permiten un mayor desarrollo de las células cancerígenas. En lo referente a la vía Wnt/B catenina, es una forma de regulación muy compleja en la que alteraciones en ciertos genes implicados pueden dar lugar a una desregulación de la proliferación celular y por tanto que se produzca un tumor. Los genes que ayudan a mantener una regulación en esta vía son los genes APC y CDH1 (gen que codifica para la E-cadherina) y alteraciones epigenéticas de hipermetilación en estos genes o asociados puede conllevar a la desregulación de la vía  Wnt/B catenina.

A continuación una figura que representa esta vía:

Fernando, U. y. D., & M, C. M. F. (s. f.). Metilación del ADN: implicaciones en carcinogénesis. http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0864-03002014000100009&script=sci_arttext

Esta implicación de la metilación en la vía Wnt/B catenina es mucho más compleja y extensa, pero esta breve introducción nos permite imaginarnos al nivel en el que la metilación del ADN es importante.

Estos cambios en la metilación del ADN no tiene porqué ser significado de patología, sino que pueden significar una adaptación (veremos una entrada en la que relacionaremos la epigenética con la evolución) y, actualmente hay un debate en el que se discute si las metilaciones del ADN son heredables de individuo a individuo y aunque aún falta mucho por investigar, parece ser que algunas de estas alteraciones epigenéticas pueden llegar a ser muy estables y son capaces de resistir a los procesos de meiosis y mitosis, lo cual explicaría la susceptibilidad genética a muchas patologías en las que no hay mutaciones aparentes en el genoma.³

Además muchos científicos discuten que, ya que las alteraciones en la metilación se pueden deber a factores ambientales, si estos factores ambientales cambian o se mantienen a lo largo del tiempo pueden ser claves para las modificaciones epigenéticas de la descendencia.

 

 

BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS

1: Romá Mateo, C. (2016). La epigenética: ( ed.). Madrid, Spain: Editorial CSIC Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Recuperado de https://elibro.net/es/ereader/bibliouah/41850?page=45.

2: Mauricio, R. D., Nelly, T. A., Cerbón, M. A., López, M., & Cervantes, A. (s. f.). Metilación del ADN: un fenómeno epigenético de importancia médica. https://scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0034-83762004000100010&script=sci_arttext

3: Fernando, U. y. D., & M, C. M. F. (s. f.). Metilación del ADN: implicaciones en carcinogénesis. http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S0864-03002014000100009&script=sci_arttext

4: Vista de Epigenética, más allá de la Genética        | Acta Universitaria. (s. f.). https://www.actauniversitaria.ugto.mx/index.php/acta/article/view/157/135