Viajes. El patrón colorpoint o por qué mi gato cambia de color en invierno

Ciertos gatos de color blanco o crema presentan un patrón muy interesante. Sus patas, las orejas, la cola, o la zona alrededor de la nariz tienen un color más oscuro que puede llegar incluso al negro. A los gatos con dicha coloración normalmente se les denomina siameses, aunque ni la raza de gato, ni siquiera la especie tienen que ver con su tonalidad característica, llamada colorpoint.

Lo más curioso de esta tonalidad es que aparentemente varía con las estaciones. Los animales que presentan colorpoint son más claros en verano y oscurecen ligeramente su pelaje durante el invierno. Realmente la estación no tiene mucho que ver con su color, sino que sufren un tipo de albinismo dependiente de la temperatura. La zona central del cuerpo es más blanca porque la temperatura de esa zona es mayor, mientras que las extremidades, las orejas, y la zona alrededor del hocico, por donde entra aire más frío, es más oscura. 

La preciosa bioquímica que explica el proceso

La mutación que presentan los animales colorpoint tiene que ver con la producción de una proteína denominada tirosinasa. La tirosinasa es una oxidasa, es decir, que se encarga de añadir oxígeno a ciertos compuestos que el organismo necesita para garantizar su correcto funcionamiento. Esta enzima se encuentra tanto en animales, como en plantas y en hongos, y oxida una gran variedad de compuestos, pero principalmente un aminoácido denominado tirosina.

En mamíferos la tirosinasa se encuentra activa en los melanocitos, unas células que se encuentran en la piel y que poseen orgánulos especiales denominados melanosomas. Estos orgánulos son los encargados de producir melanina, un pigmento formado por distintos compuestos que nos colorea los ojos, el pelo, y nos vuelve morenos en verano. La función principal de la melanina no es la de aportar color en sí, sino que se encarga de absorber los rayos UV procedentes del sol para evitar que dañen el ADN. Además, recientes estudios muestran que la melanina también tiene propiedades antioxidantes, y se están desarrollando nuevos fármacos basados en esta molécula para combatir el envejecimiento o el cáncer.

La producción de melanina es un viaje bioquímico fascinante. En el interior del melanosoma, la enzima tirosinasa añade un oxígeno a la tirosina. Esta oxidación transforma la tirosina en dihidroxifenilalanina, conocida como DOPA. DOPA se puede seguir oxidando para formar eumelanina (la forma más común de melanina) o se le puede añadir una cisteína antes de realizar otras reacciones químicas que produzcan feomelanina.

Existen otros tipos de melanina, como la piomelanina, la alomelanina y la neuromelanina que proceden de rutas químicas similares, todas generadas a partir de DOPA. La mezcla de las distintas formas de melanina produce el pigmento que todos conocemos, aunque la más común es la eumelanina.

Problemas en la tirosinasa

Todo el proceso que hemos descrito es dependiente de la encima tirosinasa. Por tanto, cualquier alteración en esta enzima va a afectar la transformación de tirosina en DOPA y, por consiguiente, que los melanocitos puedan crear melanina. Es decir, si se produce una mutación en la enzima tirosinasa que le impida completamente realizar su actividad, el cuerpo no puede producir melanina. La pérdida en la producción de melanina produce albinismo del tipo oculocutáneo, cuando no se produce melanina ni en la piel ni en los ojos. Sin embargo, existe una mutación especial que no desactiva completamente la enzima, si no que la vuelve más sensible a la temperatura.

La mutación, caracterizada en 2005, se conoce como “mutación himalaya” aunque científicamente se escriba como C975del. Es decir, en el ADN celular, el gen que produce la tirosinasa se pierde el nucleótido citosina en la posición 975. Por la forma en la que la célula lee el ADN, la pérdida de este nucleótido provoca un cambio determinante en la producción de la tirosinasa. Para entender el porqué de este cambio es necesario echar un vistazo al mecanismo de lectura del ADN que ocurre en el interior celular.

Si tenemos una molécula de ADN con los 4 nucleótidos ordenados -por ejemplo- de la siguiente forma: ATGCATCGA[…], la célula creará una proteína leyendo los nucleótidos dividiéndolos de 3 en 3 en lo que se conoce como codones. Por tanto, primero la célula transcribirá este ADN a ARN mensajero, que saldrá del núcleo y llegará a los ribosomas. Y después, el ribosoma leerá el ARN transcrito que contenía la información (ATG) (CAT) (CGA) […] y cada uno de esos tripletes serán traducidos a aminoácidos. Así, cada 3 nucleótidos, el ribosoma añadirá un aminoácido e irá montando la proteína de interés. Ahora bien, una mutación de deleción quiere decir que se elimina un nucleótido. Concretamente en el caso de la tirosinasa se elimina una C.

Por tanto, siguiendo con el ejemplo anterior pero eliminando la primera C el ADN quedaría de la siguiente forma: ATGATCGA[…], y la lectura celular sería la siguiente (ATG) (ATC) (GA…). Es decir, aunque la primera parte de la proteína está correcta, a partir de la mutación se produce un cambio en la pauta de lectura y sus aminoácidos cambian completamente, lo que altera la proteína final.

En el caso concreto de la tirosinasa, la mutación c975del desestabiliza la enzima. Esta falta de estabilidad provoca que únicamente pueda funcionar a pleno rendimiento cuando la temperatura es menor a 33°C. A mayor temperatura, la enzima es incapaz de oxidar la tirosinasa a DOPA y, por tanto únicamente se produce melanina en los lugares en los que la piel está a menos de 33°C. En el caso concreto de los gatos, las extremidades, las orejas y el hocico suelen tener temperaturas ligeramente inferiores a la corporal, por lo que acaban oscureciéndose. Ahora bien, si el gato está expuesto a la intemperie en un clima frío, o si se le ha de cortar el pelo de alguna zona para realizar una intervención, la temperatura de la piel puede descender y oscurecerse. Por esto el cambio de coloración.

El colorpoint no es solo cosa de gatos

Normalmente se asocia el colorpoint con los gatos siameses, pero esta raza de gatos tienen otras características que los hacen únicos. Entre los rasgos de estos felinos destaca la cabeza de forma triangular, un cuello y cuerpo esbeltos y la forma de las colas y las patas. Sin embargo, el patrón colorpoint no se produce únicamente en gatos siameses, sino que también se puede dar en prácticamente cualquier otra raza.

Además, las mutaciones colorpoint no son solo de blanco y negro, sino que hay todo un rango de colores desde el pardo hasta el rojizo. Esto es debido a que la enzima tirosinasa puede sufrir otras mutaciones, como G715T o G940A, donde un nucleótido se sustituye por otro y, por tanto, las consecuencias pueden ser más leves, dando un tono más oscuro. Finalmente, el colorpoint también aparece en otros mamíferos como ratas, ratones, conejos, hurones, cobayas, perros y ovejas.

La belleza de la ciencia se encuentra en hallar la explicación o el porqué de las cosas. En este caso biológico, la física de la temperatura, bioquímica y genética se unen para mostrar en detalle lo que sucede en los patrones colorpoint. Es impresionante cómo estos animales pasean en su pelaje, sin saberlo, un mapa que indica la temperatura de su piel.

via Daniel Pellicer Roig https://ift.tt/0L1nmtW