Cómo un pequeño helecho tiene un genoma 50 veces mayor que el humano

Una versión impresa de todo el genoma humano llenaría 220 libros grandes. Sin embargo, imprimir el genoma de un pequeño helecho que se encuentra en algunas islas del Pacífico llevaría casi 11.000 libros.

Esta planta, llamada Tmesipteris oblanceolata, tiene el mayor genoma conocido de cualquier organismo, según han descubierto Jaume Pellicer, del Instituto Botánico de Barcelona (España), y su equipo.

Cada célula de este helecho contiene 321.000 millones de letras (pares de bases) de ADN en su núcleo. Si se dispusiera en línea, se extendería unos 105 metros. «Que sepamos, es el más grande», afirma Pellicer.

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En comparación, el núcleo de una célula humana tiene unos 6.000 millones de pares de bases, es decir, unos 2 metros de ADN, unas 50 veces menos que el helecho.

Antes de este descubrimiento, el genoma más grande pertenecía a una planta con flores japonesa llamada Paris japonica, con 298.000 millones de pares de bases en cada núcleo, según informó Pellicer en 2010. El pez pulmonado jaspeado, Protopterus aethiopicus, ostenta el récord del mayor genoma animal conocido, con 260.000 millones de pares de bases por núcleo.

La T. oblanceolata es una planta rara que sólo se encuentra en algunas islas de Nueva Caledonia y Vanuatu, en el suroeste del Pacífico. En 2023, Pellicer y su equipo recogieron muestras en Nueva Caledonia.

Para determinar el tamaño del genoma del helecho, aislaron los núcleos de las células de sus tallos, utilizaron un colorante fluorescente para teñir el ADN del interior de los núcleos y, a continuación, midieron la intensidad de la luz a medida que los núcleos se movían bajo un detector de luz.

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Pellicer explica por qué algunas plantas tienen genomas realmente grandes. En primer lugar, a diferencia de los animales, que suelen tener sólo dos juegos de cromosomas, muchas plantas tienen más juegos. T. oblanceolata, por ejemplo, tiene ocho juegos.

Sin embargo, tener más juegos de cromosomas no siempre significa tener un genoma más grande. Pellicer afirma que la principal razón de un genoma masivo es no controlar el crecimiento de unos parásitos genéticos llamados transposones.

Los transposones son fragmentos de ADN que pueden duplicarse a sí mismos, haciendo que los genomas crezcan rápidamente a menos que los organismos puedan detenerlos o deshacerse del ADN sobrante. Muchos genomas, como el nuestro, tienen muchas secuencias repetitivas creadas por transposones.

Tener un genoma enorme tiene sus inconvenientes. Las células tardan más en dividirse porque tienen que copiar todo ese ADN cada vez. Las células también tienen que ser más grandes para contener todo el ADN, y ciertas partes de las plantas, como los poros de las hojas y los tallos, no pueden reaccionar tan rápido a los cambios del entorno cuando están formadas por células más grandes.

Pellicer cree que las plantas que no pueden controlar los transposones y mantener pequeños sus genomas suelen extinguirse. Por eso sólo los vemos en unas pocas familias de plantas. T. oblanceolata podría sobrevivir porque se enfrenta a menos competencia en las pequeñas islas donde vive.

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Los investigadores planean examinar sólo una pequeña parte del genoma del helecho en lugar de intentar estudiarlo entero. Pellicer afirma que no disponen de la potencia informática necesaria para analizar un genoma tan grande y repetitivo.

Ryan Gregory, de la Universidad de Guelph (Canadá), considera emocionante que sigamos descubriendo nuevos límites del tamaño del ADN en las células. Sin embargo, existe un debate sobre cómo medir el tamaño del genoma. Algunos dicen que debería basarse en el tamaño de un conjunto de cromosomas, no en el ADN total de una célula. Según esa medida, el pez pulmonado jaspeado tendría el genoma más grande.

Muchos biólogos definen el tamaño del genoma basándose en el ADN de los óvulos, el polen o los espermatozoides, que es la mitad que el de las células normales. Según esta definición, el genoma de T. oblanceolata tendría unos 160.450 millones de pares de bases.

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