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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Un nuevo código genético

Quilo de Ciencia - cienciaes.com

Las células utilizan un código, hasta ahora desconocido, para seleccionar la información genética que utilizarán.

A lo largo del progreso de la ciencia, el ser humano ha pasado de ser el centro del universo y rey de la creación a tener el mismo número de genes que la mosca más simple, aún sin poseer alas. La ciencia ha administrado a la humanidad una seria cura de humildad pero, al mismo tiempo, la ha elevado a las más altas cotas de desarrollo intelectual y a pensar que comprender el universo puede ser posible.
Al margen de la humildad que podamos sentir al conocer que nuestro genoma posee un número de genes similar al de las moscas y otros animales incluso más simples que ellas, no cabe duda de que los humanos somos más complejos y algo más inteligentes que los insectos. Esta mayor complejidad debe poder explicarse por la función de los genes, ya que son ellos los que contienen la información para, a partir de una célula primordial, construir nuestros cuerpos y nuestros cerebros, de los que dependen nuestras capacidades.

Las investigaciones sobre los genomas de diferentes animales han revelado que si dos organismos pueden poseer el mismo número de genes, no por ello sus genomas son igual de complejos. Tampoco todas sus células fabrican a partir de dichos genes idénticos sistemas bioquímicos, los cuales confieren a células y órganos sus diferentes propiedades.

La razón de estas diferencias, a veces tan importantes como las que observamos entre humanos e insectos, radica en la organización de la información genética dentro de los mismos genes. Como sabemos, los genes almacenan la información en una larga serie de cuatro letras, A,T,C y G, que representan las cuatro moléculas simples que, unidas, los forman. Sin embargo, no toda la cadena de letras contiene información, sino sólo unas regiones de la misma.

El sentido del sinsentido.

La información en los genes es “leída” mediante la fabricación a partir del ADN de otra molécula, llamada ARN mensajero. Esta molécula está formada por una secuencia de letras en el mismo orden que las del ADN y contiene, por ello, la misma información. Es más, contiene idénticas regiones con información, e idénticas regiones sin ella. Las regiones sin información deben ser eliminadas antes de poder utilizar la información para fabricar una pieza de la estructura o la maquinaria celular. Es como si acdgfhjftsghhg para conseguir cfghjk una frase asdrfghtyudfy con sentido crtyghjkucgfd tuviéramos que eliminar cvghgftredsrty el sinsentido entre sxcdfgcffg algunas palabras. Ya ves lo difícil que resultaría leer si escribiéramos así.

Pues bien, aunque parezca increíble, la información del ADN está escrita de una manera similar a la anterior, si bien los fragmentos sin sentido son, en general, mucho más largos que los fragmentos con sentido. Los fragmentos sin sentido deben ser, como digo, eliminados, y las “palabras”, unidas para dar una frase completa, sin interrupciones, cuyo sentido puede ser entonces comprendido por la célula.

Todas nuestras células poseen los mecanismos necesarios para eliminar del ARN los fragmentos sin sentido. Sin embargo, no todas las células eliminan sólo fragmentos sin sentido, sino que pueden eliminar también algunos fragmentos con sentido, siempre que la frase resultante pueda, al final, ser comprendida. Por ejemplo, en la frase anterior, además de eliminar los fragmentos sin sentido, podríamos eliminar también el fragmento “el sinsentido entre”. Tendríamos así la frase: “Es como si para conseguir una frase con sentido tuviéramos que eliminar algunas palabras”. Esta frase no significa lo mismo que la que conseguimos si eliminamos sólo los fragmentos sin sentido, pero puede ser comprendida sin problemas.

Informática y genes

Pues bien, las investigaciones en biología molecular han revelado que aunque todas las células de nuestro cuerpo contienen los mismos genes, no todas eliminan los mismos fragmentos para conseguir al final un ARN que pueda ser comprendido. Es decir, las células, eliminando o no determinados fragmentos con información génica, consiguen distintos mensajes en diferentes células. Así, el mismo gen puede dar lugar a proteínas diferentes en diferentes órganos, como por ejemplo el cerebro, el músculo o el hueso. Esto, sin embargo, sucede mucho menos en las moscas, razón por la que son más simples.

Evidentemente, las células del cerebro, de músculo o de hueso deben poseer algún mecanismo preciso que elimine de un mismo gen la información necesaria para conseguir tres proteínas diferentes en cada caso. Es decir, las células deben utilizar algún código, unas reglas, para decidir qué información genética usar y cuál desechar, dependiendo de su naturaleza. Tenemos aquí, por tanto, un segundo código genético, tan importante o más que el que todos los organismos utilizan para transferir la información desde las cuatro letras del ADN a los veinte aminoácidos de las proteínas.

Este código es el que han comenzado a desvelar, gracias a potentes análisis bioinformáticos realizados con las secuencias de diversos genomas, dos investigadores de la Universidad de Toronto, Canadá, quienes publican sus resultados, quizá merecedores en el futuro de un premio Nobel, en la revista Nature. Gracias a estos trabajos, los científicos pueden comenzar a predecir qué fragmentos de un gen serán utilizados en diferentes células de diferentes tejidos.

Este descubrimiento, como la mayoría en biología molecular, conlleva implicaciones médicas, ya que el mal funcionamiento del mecanismo encargado de interpretar este código puede llevar a la generación de proteínas inadecuadas en determinadas células, lo que podría causar alguna enfermedad, o contribuir al desarrollo de la misma. Además, la comprensión de este código puede ayudar a desarrollar nuevas formas de intervención terapéutica. Sin duda, los ordenadores se revelan, ahora más que nunca, como nuevas y potentes herramientas biomédicas.

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