Por: Daniel A. Romero-Álvarez
Si te perdiste las Conferencias
del Milenio de la semana anterior, aquí una reseña de la excelente
presentación del PhD en Microbiología, Gabriel Trueba. El título textual de la
presentación es en extremo sugerente, para comprenderlo a cabalidad, vamos a
diseccionarlo, cada porción guarda el delicado secreto de un misterio
clarificado.
En abril de 1953 los científicos James Watson, Francis
Crick, Murice Wilkins y Rosalind Franklin publicaron la estructura molecular
que se convertiría en ícono de la investigación biológica, la doble hélice del
ácido desoxiribonucleico, el ADN. Este descubrimiento resultó determinante por
proponer una estructura dinámica capaz de adaptarse a las diversas misiones
moleculares que hasta ese momento ya se conocían; una de ellas, la capacidad de
un organismo de trasmitir su información biológica a la siguiente generación a
través de los genes.
Una
secuencia de ADN capaz de producir proteínas se denomina gen. Imagen tomada de
GrahamCol – Wikimedia Commons
Un gen es una secuencia de ADN con la capacidad
de producir proteínas, las moléculas efectoras encargadas de construir los
intrincados procesos de los que depende la vida. Genoma se refiere a todos los
genes que componen el ADN de un organismo. Tras miles de observaciones
realizadas desde el 2003 – año en el que la finalización del Proyecto Genoma
Humano ofreció al mundo toda esta información – se concluyó que aproximadamente
el 90% del mismo es inservible, es “basura”.
La parte de “genes egoístas” se remonta a un joven
Richard Dawkins que en 1976 publicó la obra homónima que lo consolidaría en el
mundo de la divulgación científica. A pesar de que el mismo autor aceptó que el
título se presta para malinterpretaciones, la hipótesis propuesta resuena
cuando se analizan ejemplos de altruismo. ¿Por qué los animales ayudan a otros
individuos de su especie? Siguiendo con la tendencia de la época Dawkins
propuso que el beneficio inmediato lo reciben los genes, si unos elefantes
protegen a un individuo que se encuentra a merced de una manada de leones este
sobrevivirá y podrá reproducirse y por ende su material genético pasará a la
siguiente generación, lo que permitirá al gen continuar existiendo. La
hipótesis también concibe que entre mayor es el parentesco genético entre dos
individuos mayor es la competencia de sus genes por mantenerse en la población.
Cuando
son atacados, los elefantes se organizan para defenderse entre sí y evitar el
éxito de los depredadores. Imagen tomada de http://goo.gl/Lx4zF
El proceso molecular que explica como los genes se
transforman en proteínas es tan importante para comprender la biología que fue
denominado “Dogma Central”. Los “entes del inframundo genómico” rompieron
algunas de las normas establecidas por este mal llamado “dogma”. Mirando en el
genoma de varios organismos, los científicos encontraron que el gen más común es
el de la transposasa. Luego de expresar su proteína, esta libera al gen que se
mueve hasta alcanzar una porción adecuada que permita su nueva inserción. Al
principio este desplazamiento se antoja inofensivo – no se mueven con
frecuencia y si lo hacen solo por cortas distancias – pero cuando se combina
con otros transposones u otros genes resulta una verdadera pesadilla. Cuando un
transposón se desplaza hasta un gen funcional encargado de la replicación
celular puede aumentar su capacidad de trabajo; más replicación equivale a
mayor oportunidad de mutaciones que se traduce en un mayor riesgo de
desarrollar tumores.
Cuando
un transposón se ubica en un gen codificador altera su capacidad productiva y
puede provocar enfermedades. Imagen tomada de http://goo.gl/lR5Ze
La resistencia
bacteriana a los antibióticos es otro ejemplo del inframundo genómico, aquí
los protagonistas son los plásmidos, un tipo de elementos genéticos móviles que
forman parte de las bacterias. Estas estructuras poseen material genético extra
– fuera de su genoma – que puede ser transmitido a otros individuos, incluso a miembros
de una especie diferente, este proceso se denomina transferencia horizontal de
genes. Podemos ejemplificarlo: Tras una dosis de antibióticos sucumben muchas
bacterias, las sobrevivientes se multiplican y si esa habilidad está en un
plásmido de resistencia se transfiere a todos los individuos y probablemente en
la siguiente ronda de medicamentos varias especies sobrevivirán luego del
ataque, paulatinamente aparecerá una población bacteriana inmune al
antibiótico. Las enterobacterias capaces de resistir a la penicilina y a todos
sus derivados – fármacos denominados en conjunto beta-lactámicos – adquirieron esta
capacidad gracias a este proceso.
Los representantes más curiosos de este “inframundo”
son los genes virales que conforman aproximadamente el 8% de nuestro ADN. Los
denominados retrovirus – como el VIH– se
fusionan con el genoma de su célula huésped. Se ha descubierto que algunos de
estos virus se convirtieron en residentes permanentes de la población celular
infectada luego de perder sus características patogénicas. Como reportamos en abril,
los genes de la Sincitina,
indispensables para la formación de la placenta, son propios de un virus. Hace
aproximadamente 150 millones de años los ancestros de todos los mamíferos
fueron infectados por un retrovirus endógeno que paulatinamente se volvió parte
de nuestro genoma.
El equidna y el ornitorrinco, animales que descendieron
del ancestro común de todos los mamíferos nunca sufrieron la infección.
Conocidos con el nombre de monotremas, comparten muchas semejanzas con los
mamíferos, los reptiles y las aves, de una forma general: tienen pelaje, sudan
leche y ponen huevos, esto último, consecuencia directa de a ausencia del gen
productor de la sincitina.
Ornitorrinco,
uno de los monotremas que carece del gen de la Sincitina. Imagen tomada de: http://goo.gl/zHiFm
Los avatares de la selección natural provocaron que
los marsupiales – los canguros por ejemplo – no utilicen este gen viral, en
ellos forma parte de su ADN basura; las crías completan su desarrollo en una
bolsa especializada pegados a las glándulas mamarias.
El
ancestro común de los mamíferos placentarios fue infectado por el retrovirus
endógeno hace aproximadamente 150 millones de años. Imagen tomada de http://goo.gl/WFU2b
Ahora el título es claro. Estas facetas del ADN
permiten que el horizonte de la biología molecular alcance una perspectiva más amplia, de seguro
muchas otras sorpresas nos esperan al seguir estudiando el 90% de nuestro genoma no codificante..
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