Ahora se comprende con una claridad sin precedentes un proceso biológico fundamental que rige el emparejamiento de cromosomas durante el desarrollo de óvulos y espermatozoides. Una nueva investigación de la Universidad de California en Davis, publicada en Nature, revela cómo los errores en este proceso contribuyen directamente a la infertilidad, el aborto espontáneo y afecciones genéticas como el síndrome de Down.
El papel fundamental de los cruces de cromosomas
Los humanos heredan 23 pares de cromosomas, un juego de cada padre. Durante la formación de espermatozoides y óvulos, estos pares deben intercambiar material genético en un proceso llamado crossover. Esto asegura la diversidad genética en la descendencia y al mismo tiempo une físicamente los pares de cromosomas. Sin cruces adecuados, los cromosomas pueden separarse incorrectamente durante la división celular, lo que da lugar a óvulos o espermatozoides con una cantidad incorrecta de cromosomas. Esta es la causa subyacente de muchas fallas reproductivas.
Cómo funciona el proceso: dobles cruces festivos
El proceso de cruce implica una estructura llamada doble unión Holliday donde se entrelazan hebras de ADN de cromosomas emparejados. Luego, las enzimas cortan y vuelven a unir estas hebras, formando una conexión estable. Los investigadores dirigidos por el profesor Neil Hunter utilizaron ingeniería genética en levaduras (un organismo modelo con procesos notablemente similares a los humanos) para observar estos eventos moleculares en tiempo real.
El problema de las conexiones rotas
Si estas uniones no se forman adecuadamente, los cromosomas pueden desconectarse, como las personas que pierden el control entre una multitud. Esto lleva a que los óvulos o los espermatozoides tengan demasiados o muy pocos cromosomas. El síndrome de Down, en el que una persona tiene una copia adicional del cromosoma 21, es el resultado directo de este error. El aborto espontáneo y la infertilidad también son resultados comunes.
Por qué las mujeres son más vulnerables
Los óvulos se enfrentan a un desafío único: forman cruces en las primeras etapas del desarrollo, pero permanecen inactivos durante décadas en los ovarios de una mujer. Mantener estas conexiones durante períodos tan prolongados es fundamental, ya que los cruces dañados pueden provocar errores cuando el óvulo finalmente se activa. Por el contrario, los espermatozoides se dividen y distribuyen los cromosomas mucho más rápido, lo que reduce el riesgo de fallos de conexión a largo plazo.
Proteínas clave identificadas
El equipo de Hunter identificó proteínas como la cohesina que protegen las uniones dobles Holliday de una degradación prematura. Otro complejo, el complejo STR (o complejo Bloom en humanos), se mantiene bajo control mediante estas proteínas protectoras, asegurando que los cruces se formen correctamente. Al desactivar sistemáticamente las proteínas en las células de levadura, los investigadores trazaron la red de proteínas necesarias para una formación cruzada exitosa.
De la levadura a los humanos: conservación evolutiva
La belleza de esta investigación radica en su amplia relevancia. Los mecanismos fundamentales del cruce de cromosomas han cambiado poco a lo largo de la evolución. Las mismas proteínas que funcionan en la levadura también funcionan en los humanos, lo que significa que los conocimientos adquiridos a partir de organismos modelo se aplican directamente a la salud reproductiva humana. Esta comprensión podría conducir a mejores diagnósticos y tratamientos para la infertilidad y los trastornos genéticos.
El estudio subraya cuán frágil es el proceso de reproducción a nivel molecular. Proteger estas conexiones no se trata sólo de prevenir errores: se trata de salvaguardar la viabilidad de las generaciones futuras.
