Telómero

Qué es el telómero

La palabra combina dos raíces griegas: τέλος (télos, "fin") y μέρος (méros, "parte"), de modo que su significado literal es, sencillamente, "parte final". La acuñó el genetista Hermann J. Muller en 1938, mientras trabajaba con moscas Drosophila melanogaster expuestas a rayos X en el Instituto de Genética Animal de Edimburgo. Muller observó algo que no esperaba: los extremos de los cromosomas irradiados conservaban su integridad, mientras que el resto del cromosoma sufría deleciones e inversiones con facilidad. A esa región protegida la llamó primero "gen terminal" y después, ya con un nombre más definitivo, telómero.

Muller recibiría el Premio Nobel en 1946, aunque por el conjunto de su obra sobre la mutación inducida por radiación, no específicamente por el hallazgo del telómero. Poco después, Barbara McClintock, que estudiaba la genética del maíz en la Universidad de Missouri, describió lo que ocurre cuando un cromosoma pierde ese extremo protegido: los cromosomas rotos tienden a fusionarse entre sí, lo que da lugar a cromosomas con dos centrómeros que se rompen de nuevo en la siguiente división, en un ciclo de rotura, fusión y puente que se repite y que resulta destructivo para la célula.

Estructura del telómero humano

En los seres humanos, el telómero está formado por miles de repeticiones en tándem de la secuencia TTAGGG, que pueden sumar entre diez mil y quince mil pares de bases en un recién nacido. Esa secuencia no codifica ninguna proteína: su función es puramente estructural. El extremo del telómero se pliega sobre sí mismo formando un bucle, conocido como bucle T, que esconde físicamente la punta del cromosoma e impide que la maquinaria de reparación del ADN la confunda con una rotura de doble cadena.

Ese plegamiento no ocurre de forma espontánea. Depende de un complejo formado por seis proteínas específicas del telómero, descrito por Titia de Lange en 2005 y bautizado shelterina por analogía con otros complejos que organizan el cromosoma, como la cohesina o la condensina. Tres de esas proteínas, TRF1, TRF2 y POT1, reconocen directamente la secuencia repetida; las otras tres, TIN2, TPP1 y RAP1, las conectan entre sí y estabilizan el conjunto.

El problema de la replicación terminal

La maquinaria que copia el ADN antes de cada división celular tiene una limitación: no puede replicar por completo el extremo 3' de una hebra lineal. James Watson describió esa limitación a comienzos de los años setenta, ya con la estructura del ADN establecida; el resultado es que, en cada división, el cromosoma pierde una pequeña porción de su extremo. Como esa porción se resta del telómero y no de un gen funcional, el acortamiento no daña de inmediato a la célula, pero tampoco es indefinido.

El bioquímico ruso Alexéi Olovnikov llegó a la misma conclusión de forma independiente en 1971, y fue más allá: propuso que ese acortamiento progresivo actuaba como un contador de divisiones y predijo, antes de que se descubriera, la existencia de una enzima capaz de restaurar los extremos perdidos. Esa enzima es la telomerasa, cuyo mecanismo y descubrimiento se desarrollan en su propia entrada.

Telómeros y envejecimiento celular

En 1961, el anatomista Leonard Hayflick había observado, en el Instituto Wistar de Filadelfia, que las células humanas normales cultivadas en el laboratorio se dividían un número limitado de veces, entre cuarenta y sesenta, antes de entrar en un estado de detención permanente; esa observación refutaba la creencia, sostenida hasta entonces, de que las células normales eran indefinidamente inmortales. Durante tres décadas no se supo qué contaba esas divisiones. La conexión entre el límite de Hayflick y el acortamiento telomérico se confirmó de manera experimental ya en la década de 1990, cerrando el círculo que Olovnikov había anticipado solo con el razonamiento teórico.

Ese acortamiento no ocurre a la misma velocidad en todos los tejidos. Las células madre y las células germinales mantienen activa la telomerasa y renuevan sus telómeros; la mayoría de las células somáticas adultas no lo hace, y sus telómeros se acortan con cada ciclo hasta activar la senescencia. Los telómeros son hoy uno de los marcadores biológicos del envejecimiento celular más estudiados, aunque su longitud en un momento dado refleja tanto el número de divisiones acumuladas como factores individuales que todavía se investigan.

Preguntas frecuentes

¿Quién descubrió el telómero y cuándo?

Hermann J. Muller, en 1938, al observar que los extremos de los cromosomas de Drosophila resistían el daño por radiación mejor que el resto del cromosoma. Le puso nombre combinando las raíces griegas de "fin" y "parte".

¿El telómero es lo mismo que la telomerasa?

No. El telómero es una estructura, el tramo de ADN y proteínas situado en el extremo del cromosoma. La telomerasa es la enzima que puede alargar esa estructura añadiendo nuevas repeticiones.

¿Un telómero corto significa que una célula va a enfermar?

No de forma directa. El acortamiento telomérico es un proceso normal asociado a la división celular; solo cuando el telómero se vuelve críticamente corto la célula entra en senescencia o muerte programada, un mecanismo que en realidad protege frente a la proliferación descontrolada.

Referencias

1. Chuaire L. Telómero y telomerasa: breve recuento de una historia iniciada por Hermann Müller y Bárbara McClintock. Colombia Médica. 2006;37(4):332-337.
2. de Lange T. Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres. Genes & Development. 2005;19:2100-2110.
3. Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI, NIH). Telómero. Ver ficha
4. Alonso A, Mouchián K, Albónico JF. Importancia biológica de los telómeros. Revista de la Asociación Médica Argentina. 2024;137(1).