genusEl genoma del tomate (Solanum lycopersicum) fue secuenciado en 2012 y resulta que tiene 31.760 genes.  Estos genes están distribuidos en 12 cromosomas que fueron estudiados tras un reparto por países. España se encargó de la secuenciación del cromosoma 9, con un total de 16 millones de bases  y posteriormente participó en el ensamblado y etiquetado del genoma. Ese número de genes es un 25% más que el de un humano y creo que la mayoría nos consideramos más complejos y sofisticados que una tomatera. De hecho, se han secuenciado dos especies, una variedad comercial llamada Heinz 1706 que se usa para hacer kétchup y el pariente no domesticado mediummás cercano al tomate, Solanum pimpinellifolium, una planta que vive en la sierra peruana y que solo difiere con el tomate en un 0,6% del genoma.

El tomate es una solanácea al igual que el tabaco, el pimiento, la berenjena, la petunia, la mandrágora y la belladona. Los genomas del tomate y de la patata coinciden en un 92% pero parece evidente que algunos genes dirigen el ATP de la patata a construir tubérculos frente a lo que hace el tomate, concentrando su almacén de energía en los frutos. May_30_2012El genoma del tomate ha sido secuenciado por un consorcio de 300 investigadores de catorce países, un reto que les ha llevado nueve años y que han publicado en la revista Nature (31 de mayo de 2012). Conocer el genoma es un paso importante para incrementar la producción de las plantas, su resistencia a enfermedades y condiciones desfavorables (salinidad del suelo, estrés hídrico…) así como para entender mejor los genes responsables del color, sabor y aroma así como de la maduración y la calidad nutricional. Por estudios previos se sabía que la mayoría de los genes del tomate estaban cercanos a los telómeros, los extremos de los cromosomas, en unas regiones llamadas islas de eucromatina.

El que el tomate tenga más genes que el ser humano, igual que sucede con muchas otras especies, no quiere decir que sea más complejo. No hay nada en el universo que supere la complejidad de un cerebro humano. Lo que pasa es que ambas especies, hemos optado por mecanismos genéticos diferentes: En los seres humanos se produce el llamado procesamiento alternativo de ARNs. Eso quiere decir que la información codificada por un gen, se puede procesar de varias maneras diferentes, consiguiendo una variedad de productos finales. Las tomateras y las solanáceas en general, han desarrollado su complejidad genética sumando más genes. cromosomasHace unos 70 millones de años –y se ha vuelto a pensar en ese famoso asteroide que eliminó los dinosaurios, un accidente, algo hizo que el genoma del género Solanum se triplicara. Ese error hizo que cada célula tuviera copias extras de sus genes que podían cambiar mediante mutación sin que la planta desapareciera. Por así decirlo, el gen original se encargaba de la supervivencia pero las copias extra podían estropearse o convertirse en genes modificados con funciones útiles.

La comparación entre las dos plantas, el S. lycopersicum  por un lado y el S. pimpinellifolium por otro, un pariente lejano que se separaron hace unos 100 millones de años, antes por tanto de la conversión del genoma en triple permite entender mucho mejor el genoma del tomate y cómo se han ido formando los nuevos genes. Algunos de los genes del pimpinellifolium tienen un único gen paralelo en el genoma del tomate, otros tienen dos y algunos tienen tres.

tomates-781634Tener un genoma triple parece más un problema que una suerte. Tener el triple de ADN implica gastar un montón de energía en la replicación y mantenimiento del material genético, pero ese suceso, la multiplicación parece que tuvo lugar en torno a hace 60 millones de años, el mismo tiempo que el suceso catastrófico que acabó con los dinosaurios y dos tercios de las especies del planeta y es posible que la versatilidad génica que permite tener genes supranumerarios fuese clave en su supervivencia en una época con alta actividad volcánica y poca luz solar. Con el tiempo la mayoría de los genes triplicados se perdieron pero algunos de los que quedaron codifican funciones cruciales como la maduración, la firmeza del  fruto o su color.

El tomate de nuestros supermercados se considera frecuentemente un ejemplo de los aspectos negativos, aunque no dañinos, de la Biotecnología., Hay quien dice que empaquetamos y vendemos “cosas rojas” sin preocuparnos de su sabor ni su aroma. En general, los cultivadores de plantas buscan aquellas características más demandadas por los compradores y en el terreno comercial se ha dado prioridad a una larga duración frente a otras características más deseadas por los consumidores como sus características organolépticas. getLa secuenciación del genoma del tomate puede hacer que las cosas mejoren porque los cultivadores y productores de semilla podrán basar sus decisiones en el ADN y no solo en sus propiedades observables para determinar sus programas de cruce y cultivo. La primera secuenciación del genoma del tomate ha costado varios millones de euros, las siguientes que se hagan costarán menos de 10.000.

Según Antonio Granell, director del equipo español del consorcio, la secuenciación ayudará a la comunidad científica para entender los procesos de desarrollo y maduración, así como mejorar la calidad del fruto y su respuesta y adaptación frente a estreses bióticos y abióticos.

 

Para leer más:

  • http://solgenomics.net/static_content/homepage/tomato_genome_press_releases/spain_press_release.pdf
  • http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-18253577
  • http://www.sciencedaily.com/releases/2012/05/120530152157.htm
  • http://www.nytimes.com/2012/05/31/science/the-tomato-ripe-juicy-and-bursting-with-genes.html?_r=0