La levadura: un modelo celular

La levadura: un modelo celular

La levadura es un ser vivo simple que funciona prácticamente de la misma manera que las célulasdel ser humano. Históricamente, entender los fenómenos celulares y genéticos ha sido tema de investigación.

 

Es un modelo representativo de todas las células eucarióticas.

 

 

Las similitudes entre los humanos y la levadura

El ser humano es un organismo eucariota. Esto quiere decir que el material genético de sus células está presente en un núcleo delimitado y en las mitocondrias (orgános especializados). Al igual que éste, la levadura es eucariota por oposición a los procariotas, como las bacterias.
Pero, a diferencia del ser humano, formado por decenas de miles de millones de células, ¡la levadura es unicelular! Esto la hace muy fácil de estudiar y de manipular.
La levadura Saccharomyces cerevisiae es un organismo vivo complejo, que produce resultados particularmente buenos, y donde casi el 50% de sus genes tienen su contraparte en los mamíferos. Se coloca en primer lugar de los modelos biológicos ya que se aproxima a la célula humana en términos de su organización y de su metabolismo (reacciones químicas necesarias para la vida y la multiplicación de las células). Es por esta razón, entre otras, que le debemos al día de hoy una parte importante de nuestros conocimientos sobre el funcionamiento celular de las eucariotas: humanos, animales y vegetales. Otras levaduras como las Schizosaccharomyces pombe son también utilizadas como modelos eucariotas en el campo de la investigación.

 

Si la levadura es un modelo, es también porque su manipulación resulta sencilla y económica: es unicelular, se reproduce rápido (se duplica en apenas un poco más de dos horas en la mayoría de los casos) y está particularmente adaptada al análisis genético. Además, es el primer microorganismo eucariota cuyo genoma ha sido enteramente descifrado: se conoce la secuencia de sus dieciséis cromosomas.

 

 

La levadura: un premio Nobel

Cientos de genes humanos son capaces de reemplazar a sus homólogos en la levadura, lo que hace más fácil estudiar su papel. Pero en los últimos diez años, dos premios Nobel: en fisiología y en medicina, fueron otorgados a investigadores que utilizaron la levadura en sus trabajos para entender los aspectos fundamentales del funcionamiento de las células humanas.

 

El primero de ellos, en 2001, reconoció el descubrimiento de las distintas etapas del ciclo de la célula y sus mecanismos de control (particularmente, los genéticos). La importancia de este tipo de información es considerable, tomando en cuenta que decenas de miles de millones de células humanas provienen de una sola célula original… Los trabajos sobre la levadura también han ayudado a descodificar el papel de ciertos genes humanos ¡sin tener que estudiarlos directamente en los seres humanos!

 

El segundo premio Nobel, en 2009, resaltó la importancia del papel de los telómeros, que protegen a los cromosomas del deterioro, a través de estudios de la levadura. Los resultados fueron extrapolados para entender el envejecimiento (durante los cuales los telómeros se reducen en términos de tamaño con el tiempo) y el cáncer (la síntesis de telómeros es frecuentemente más activa en las células cancerígenas).

 

 

La levadura ofrece posibilidades que son explotadas ampliamente por el hombre

Su modelo celular proporciona a la levadura un abanico de posibilidades que son ampliamente explotadas por el hombre.  Cientos de genes responsables de enfermedades aisladas han podido ser identificados de esta manera, como son la fibrosis cística y el síndrome de Leigh.

Los mecanismos de ciertas enfermedades como el Alzheimer, la diabetes tardía o la migraña también han sido estudiados.

Al utilizar los genes humanos en las levaduras, es posible probar la eficacia de nuevas drogas o el efecto de varias sustancias, sin tener que utilizar seres humanos o conejillos de indias. Finalmente, los descubrimientos científicos hechos en la levadura han permitido el desarrollo técnico de métodos y herramientas novedosas y valiosas para la investigación.

 

¡Y aún no lo sabemos todo sobre la levadura! Las funciones de cerca de un cuarto de sus genes no se conocen aún y muchos de sus mecanismos aún deben ser descodificados, particularmente en lo referente a ciertos aspectos relacionados con la organización de su genoma, su interacción con el entorno o su evolución. La comunidad científica internacional o «especialistas de levadura» se concentran dinámicamente en estas preguntas.

 

Sin embargo, el conocimiento ya adquirido y la cualidad intrínseca de la levadura, como su resistencia a los entornos difíciles o sus necesidades nutritivas relativamente simples, convierte a la Saccharomyces cerevisiae en el mejor modelo para elaborar nuevas estrategias para la creación de nuevas moléculas para la nutrición, la salud humana y animal y la energía y para desarrollar nuevos métodos y herramientas indispensables para el concepto de «fábrica de células».