¿Conoces al ser vivo con el genoma más grande?
Tener una mayor complejidad biológica no está asociado con tener un genoma más largo; si el genoma de una célula humana mide 2 metros de longitud, hay un ser vivo al que le mide cien veces más.
Por algún motivo, se tiende a equiparar la mayor complejidad de un ser vivo con un genoma mayor. Esta asunción tiende a ser correcta cuando se argumenta hacia mínimos: un genoma muy corto normalmente corresponde a organismos relativamente simples. Pero alcanzado cierto umbral, la tendencia se desdibuja. Por eso suele sorprender que haya organismos aparentemente más simples que otros, con genomas de mayor tamaño.
El ser humano tiene un genoma razonablemente largo; el ADN que se encuentra en un gameto depende del cromosoma sexual; en los óvulos y en los espermatozoides con cromosoma X, es en torno a 3185 millones de pares de bases; como el cromosoma Y es significativamente más corto que el X, los espermatozoides que lo portan tienen algo menos. Ese valor, que designa la longitud del genoma de un gameto de una especie dada, se conoce como valor-C. La unidad de medida son los ‘pares de bases’, porque cada cadena de ADN se compone de dos hebras entrelazadas y emparejadas.
Un gameto tiene 23 cromosomas simples, lo que se denomina organización haploide. Si se pudieran extraer esos 23 cromosomas y estirar las cadenas de ADN que los componen, mediría algo más de un metro de longitud. Pero si tomamos una célula somática, que presenta los cromosomas organizados por pares —‘una célula diploide’—, la longitud del genoma se duplicaría: en torno a 6 370 millones de pares de bases, lo que equivale a unos dos metros de longitud.
Los animales con genomas más grandes Dejando en evidencia nuestra visión antropocéntrica, no son pocos los animales que tienen genomas más grandes que el ser humano. De hecho, entre los mamíferos, el ser humano está ligeramente por debajo de la media, que se calcula en un valor-C de en torno 3 500 millones de pares de bases. El mamífero con el genoma más grande de los conocidos es la rata vizcacha roja (Tympanoctomys barrerae); su valor-C es de cerca de 8400 millones de pares de bases, dos veces y media superior al genoma humano. Si se extendiera el ADN de los 102 cromosomas de uno de sus gametos, mediría más de dos metros y medio de longitud.
Pero los mamíferos no son los animales con genomas más largos. Algunos anfibios y peces los superan, y con mucho margen. Hasta donde se tiene constancia, el vertebrado con el genoma más largo es el pez pulmonado de mármol (Protopterus aethiopicus). Este dipnóo, nativo de la cuenca del Nilo y de los Grandes Lagos de África, tiene en cada gameto haploide 133 000 millones de pares de bases. ¡Si se estiraran sus 28 cromosomas, su ADN mediría más de 47 metros!
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Las plantas, nada que envidiar Las plantas no se quedan atrás en cuanto al tamaño de su genoma. La evolución ha provocado que muchas plantas tengan algunos de sus genes por duplicado e incluso por triplicado, y con relativa frecuencia se producen poliploidías.
En los animales es una generalidad que los cromosomas se distribuyan por pares; salvo excepciones, como ciertos casos en los que la diferenciación sexual se produce porque los machos solo tienen un juego simple de cromosomas, o algunos casos en los que algún cromosoma aparece triplicado —trisomías—. Pero las plantas son mucho más flexibles en este sentido y las poliploidías —multiplicaciones del juego completo de cromosomas— suelen ser comunes.
Por ejemplo, hay especies como el trigo (Triticum aestivum) que dispone de un genoma hexaploide: en lugar de tener los cromosomas homólogos por parejas, tiene seis copias de cada uno de los 7 cromosomas, lo que hace un total de 42. El gameto del trigo tiene, por lo tanto, tres juegos completos de cromosomas, aunque en este caso, el genoma no es precisamente largo: presenta un valor-C 15 500 millones de pares de bases.
El récord en las plantas lo tiene Pieris japonica, una rara flor japonesa con genoma octaploide —ocho copias de 5 cromosomas; cuatro copias en cada gameto—, y con un valor-C de 150 000 millones de pares de bases. Al desenrollar los 20 cromosomas de un gameto, su genoma mediría casi 50 metros. El doble, como siempre, en las células somáticas.
Un protozoo como líder indiscutible Tanto el pez pulmonado de mármol como la planta Pieris japonica pueden parecer criaturas con un genoma gigantesco, pero si contamos a todos los seres vivos conocidos, la planta cuenta, como máximo, con la medalla de bronce, y el pez se cae del podio.
La medalla de plata no se la lleva un organismo pluricelular, sino un protozoo. Una ameba, probablemente la especie más conocida: Amoeba proteus, un protozoo con reproducción sexual que durante la mayor parte de su vida se encuentra en forma de célula diploide, salvo cuando se va a reproducir, que es haploide. El valor-C del gameto de esta ameba es de 290 000 millones de pares de bases. De nuevo, el doble si contamos la célula diploide.
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Pero el líder indiscutible en genomas largos es otra ameba, cercanamente emparentada con la anterior, Polychaos dubium, una de las amebas más grandes que existen. Llega a medir un milímetro de diámetro, y su valor-C es de 670 000 millones de pares de bases, más de 200 veces la longitud del genoma humano. Esto significa que una célula diploide de esta ameba tiene la nada despreciable cantidad de 1,34 billones de pares de bases.
Si se extrajera y se extendiera el ADN completo de una célula haploide de esta ameba, llegaría desde el suelo hasta lo alto de la Giralda de Sevilla, de vuelta al suelo, y aún sobraría material. Casi 220 metros de longitud, que habría que multiplicar por dos si se toma una célula diploide, que es su estado habitual.