Un trozo de gen determina el sexo

Hoy traigo de nuevo a colación uno de esos descubrimientos que te dejan con la boca abierta. Se trata del hallazgo de que no es un gen, como se pensaba hasta ahora, el que determina el sexo en los animales mamíferos. Es, en realidad, un trozo de un gen el responsable de la generación durante el embarazo de un macho en lugar de una hembra. Tiene gónadas la cosa.

Para entender lo sorprendente de este descubrimiento, deberemos desplazarnos brevemente por entre las maravillas de la determinación sexual durante el desarrollo de los embriones de mamífero. También deberemos visitar uno de los mecanismos más importantes de regulación del funcionamiento de los genes: el llamado procesamiento alternativo del ARN mensajero.

Comencemos por la determinación sexual. Desde hace más de treinta años, se conoce que la presencia y funcionamiento de un único gen, localizado en el cromosoma Y, es imprescindible para el desarrollo de los testículos. Recordemos que las hembras poseen dos copias del cromosoma sexual llamado X, y por ello son XX, mientras que los machos poseen un solo cromosoma X y otro cromosoma Y.

Como sabemos, los organismos se desarrollan a partir de una sola célula fecundada. Esta inicia un programa, puramente mecánico y molecular, de división y generación de las diferentes células que van a constituir el organismo adulto. Las instrucciones de ese programa se encuentran en los genes que desde el padre y la madre se han reunido en el óvulo fecundado. Estas instrucciones son comunes para el desarrollo de todos los órganos, salvo para el desarrollo de los testículos.

Las instrucciones que posibilitan la formación de los testículos se encuentran en el gen llamado SRY, localizado, como hemos dicho, en el cromosoma Y. En ausencia de estas instrucciones se desarrollan ovarios en su lugar.

Como sucede con la mayoría de los genes, las instrucciones del gen SRY se emplean para producir una proteína en el interior celular. En este caso, la proteína actúa sobre el funcionamiento de otros genes que, a su vez, producen proteínas que actúan sobre el funcionamiento de más genes.

La acción del gen SRY desencadena así el funcionamiento en cascada de varios genes que, juntos, son los que realmente poseen las instrucciones para generar los testículos a partir de las mismas células precursoras que generarían los ovarios. En ausencia del gen SRY, esa cascada de funcionamiento de genes no se activa. El programa de generación de testículos no se desencadena, lo que conduce a la generación de ovarios.

Se ha comprobado que mutaciones que incapacitan al gen SRY generan una inversión sexual. Esto significa que animales XY, pero carentes de un gen SRY que funcione con normalidad se desarrollan como hembras, como si fueran, por tanto, animales XX.

Instrucciones ocultas

Adentrémonos ahora brevemente por los mecanismos que regulan el funcionamiento de los genes para la producción de proteínas. Como sabemos, la mayoría de los genes no tienen las instrucciones para esta tarea ordenadas de manera contigua. Los genes tienen así fragmentos con instrucciones legibles (llamados exones) y fragmentos con instrucciones ilegibles (llamados intrones) que deben ser retirados

Es xxx como ddr si los jjff genes mbbn estuvieran nygh organizados ggjj a trozos uufg como esta xcvg frase. Antes de ser leídos para producir proteínas, los trozos carentes de información deben ser eliminados.

Esta eliminación se produce una vez se ha generado el llamado ARN mensajero. Este es una copia fidedigna de la información contenida en el ADN de los genes. Una de las ventajas importantes de esta copia es que puede ser manipulada sin por ello afectar a la información contenida en el ADN. El ARN mensajero puede ser así procesado, los trozos sin información son eliminados, y los trozos con información son pegados para generar una “frase” genética contigua legible y fabricar con ella la proteína correspondiente.

Pues bien, aunque este es el modo de funcionamiento normal de la mayoría de los genes, se creía desde su descubrimiento que el gen SRY no funcionaba así. Excepcionalmente, los análisis de su estructura mostraban que este gen contenía la información para producir su proteína de manera contigua, sin molestas separaciones por trozos ilegibles. El ARN mensajero de este gen era por consiguiente leído sin necesidad de ser procesado.

Esto es lo que se creía hasta ahora, porque investigadores de la Universidad de Osaka, en Japón, han revelado que esa creencia es falsa. Los análisis efectuados con mejores tecnologías para el estudio de los genes han puesto de manifiesto que el gen SRY contiene un trozo de información legible, un exón oculto, más allá de la zona hasta ahora tenida como la única legible del gen SRY.

No contentos con identificar este exón oculto en el gen SRY, los investigadores realizan interesantes experimentos en los que manipulan el gen para eliminar este exón y comprobar así los efectos que este puede ejercer sobre la determinación sexual.

Los científicos generan de este modo ratones con un gen SRY carente de este segundo exón y comprueban que en su ausencia los animales XY se desarrollan como hembras, es decir, sufren de inversión sexual. En otras palabras, la región del gen SRY tenida hasta ahora como la responsable de la generación de los testículos no es tal. Es en realidad la segunda región, hasta ahora desconocida, la que resulta imprescindible para la generación de los testículos durante el desarrollo del organismo de los mamíferos a lo largo de la gestación.

Este descubrimiento pone patas arriba muchos de los conceptos tenidos por ciertos sobre los mecanismos moleculares de la determinación del sexo. El hallazgo puede permitir también una mejor comprensión de los problemas que causan inversiones sexuales y otros síndromes de disfuncionalidad sexual que tanto rechazo social pueden producir debido, creo que, en gran medida, al desconocimiento de lo que realmente sucede durante nuestro desarrollo para convertirnos en machos o hembras.

Referencia: Shingo Miyawaki et al. (2020). The mouse Sry locus harbors a cryptic exon that is essential for male sex determination. Science 2 OCTOBER 2020 • VOL 370 ISSUE 6512. Pp 121.

Jorge Laborda 11 de octubre de 2020