Retrotransposón

Qué es un retrotransposón

El nombre es más reciente de lo que su aspecto clásico sugiere. Barbara McClintock había descrito ya en las décadas de 1940 y 1950, a partir de sus estudios en maíz, elementos genéticos capaces de moverse de un lugar a otro del genoma, a los que llamó transposones; ese hallazgo le valdría el Premio Nobel en 1983. Durante años, el término se usó de forma genérica para cualquier secuencia móvil, con independencia de su mecanismo. La palabra retrotransposón se acuñó más tarde, tras comprobarse que un grupo de esos elementos, los llamados Ty en la levadura, no se desplazaban copiando directamente el ADN, sino pasando primero por un intermediario de ARN, de forma muy parecida a como se replica un retrovirus. Gerald Fink y su equipo lo demostraron marcando un elemento Ty1 con un intrón: tras la transposición, las nuevas copias habían perdido ese intrón, señal inequívoca de que habían pasado por un proceso de corte y empalme propio del ARN, no del ADN.

Es, por tanto, un tipo particular de transposón, el término que sigue empleándose como paraguas para cualquier elemento genético móvil. Lo distingue el mecanismo de copia y pega mediado por ARN, frente al corte y pega directo sobre ADN que emplea la otra gran familia, los transposones de ADN, prácticamente inactivos en el genoma humano desde hace decenas de millones de años.

Clasificación

Se dividen en dos grandes grupos según posean o no repeticiones terminales largas, conocidas por sus siglas en inglés como LTR. Los retrotransposones con LTR guardan un notable parecido estructural y funcional con los retrovirus: codifican una poliproteína a partir de genes equivalentes a gag y pol, que incluyen la transcriptasa inversa, una integrasa y una ribonucleasa H, y su ciclo de replicación reproduce buena parte del de un retrovirus dentro de la propia célula. Les falta, eso sí, el gen env, de modo que nunca llegan a formar una envoltura viral ni a salir de la célula que los alberga. A este grupo pertenecen los elementos Ty de la levadura y el elemento copia, identificado por primera vez en Drosophila melanogaster tras insertarse en el locus white y producir una mutación de color característica.

Los retrotransposones sin LTR siguen un camino distinto: se insertan directamente mediante un mecanismo de transcripción inversa cebada en el propio sitio de destino, sin pasar por una partícula intracelular parecida a un virus. Dentro de este grupo se distinguen los elementos autónomos, capaces de codificar toda la maquinaria necesaria para moverse, como los LINE, y los no autónomos, que dependen de las proteínas producidas por los primeros. Los SINE, de tamaño mucho menor, y los elementos Alu en particular, son el ejemplo más conocido de esta segunda categoría.

Presencia en el genoma

Cerca del 45 por ciento del genoma humano procede de elementos genéticos móviles, según las estimaciones del Proyecto Genoma Humano. La inmensa mayoría corresponde a retrotransposones: los transposones de ADN apenas suponen un 3 por ciento del total y, según la evidencia disponible, no han mostrado actividad en el linaje humano en los últimos cincuenta millones de años. Los elementos LINE representan por sí solos en torno a una quinta parte del genoma, aunque solo un número reducido de copias conserva capacidad de movilización; el resto ha quedado inactivo por truncamientos, reordenaciones o mutaciones acumuladas.

Preguntas frecuentes

¿Un retrotransposón es lo mismo que un retrovirus?

No, aunque comparten un mecanismo de replicación muy parecido. El retrovirus es una entidad infecciosa que puede transmitirse entre células y entre individuos, gracias al gen env; el retrotransposón carece de ese gen y permanece confinado al genoma de la célula que lo alberga.

¿Pueden causar enfermedad?

Su inserción en un gen o en una región reguladora puede alterar la función de ese gen, y se han descrito casos concretos ligados a esta vía, entre ellos algunas mutaciones del gen del factor VIII asociadas a hemofilia A por inserción de un elemento LINE-1. La mayoría de las inserciones, sin embargo, son neutras o quedan silenciadas por los mecanismos de control celular.

¿Todos los retrotransposones se siguen moviendo hoy?

No. La inmensa mayoría de las copias presentes en el genoma humano son restos inactivos, incapaces de una nueva transposición. Solo una fracción muy pequeña de elementos LINE-1, del orden de un centenar, conserva competencia para movilizarse.

¿Qué relación tienen con los llamados genes saltarines?

Es la misma idea con otro nombre, de tono más divulgativo: la expresión describe cualquier elemento genético capaz de cambiar de posición en el genoma, y los retrotransposones son, junto con los transposones de ADN, sus dos grandes representantes.

Referencias

1. Transposable elements: genome innovation, chromosome diversity, and centromere conflict. Chromosome Research.
2. Mecanismo de retrotransposición. LibreTexts en español.
3. The copia retrotransposon and horizontal transfer in Drosophila willistoni. Genetics Research.
4. Retroelements and the human genome: new perspectives on an old relation. PNAS.