miércoles, 13 de agosto de 2008

Cosas de las que la gente habla siempre sin saber qué son: tomo III

Bueno, por lo menos ya no soy el único con el problema de tener un título demasiado largo e imposible de abreviar; los muchachos del nuevo canal televisivo "Quiero música en mi idioma" van a tener un problema semejante, que ya veré cómo lo resuelven ellos para copiarme la idea, tal vez lo abrevien como "Q" (Cu) y yo haga lo mismo y le ponga "C" (Cé), no sé, ya veremos qué les copio. Porque, vieron, el organismo hace más o menos lo mismo cuando hablamos deeee:

Genética:
No me malentiendan si alguna vez he despotricado contra los genetistas y sus estudios. Por aburridos que sean eligiéndole nombres a sus descubrimientos (que, de todas formas, en la mayoría de los casos tienen un fundamento), pocas ciencias en la historia han aparecido con el potencial de brindar tanta información a la Medicina, y a la vida en general como ésta.
Quizás por ser una ciencia relativamente nueva, o quizás por ser "fácil de entender más o menos de qué se trata", la Genética se convirtió en la ciencia favorita de la verdulería (andá a explicarles la Teoría de las Cuerdas o qué es un quark, si podés), y es justamente por eso que es una de las cuestiones mejor encasilladas en "Cé" (Cosas que la gente menciona todo el tiempo pero no sabe qué son, acostúmbrense). Así que, ¿qué es la Genética? ¿De dónde sale? ¿Cuál es su alcance? ¿Y en qué me afecta esto a mí, che?
Empecemos por donde no se suele empezar: El genoma de un individuo es aquel que le proporciona la información que le dice a la célula cómo sintetizar todas las proteinas que necesita para subsistir y poder cumplir todas sus funciones. Si pensamos en lo importantes que son las proteinas para el cuerpo (lo dije en posts como éste o este otro) entendemos inmediatamente la importancia de los genes.
Pero, ahora sí, vamos un poco para atrás, ¿de qué están hechos los genes? Están hechos ni más ni menos que de una de las cuatro biomoléculas básicas: los ácidos nucleicos (no intenten analizar el nombre porque no les va a dar mucha información: se comportan como ácidos y están en el núcleo de la célula) y éstos a su vez están formados por los llamados nucleótidos, que vendrían a ser los monómeros del ácido nucleico. Disculpen si ahora me enfoco un poco en la química, pero es importante para entender la función. Ahí va. Los nucleótidos son una combinación bastante particular de tres moléculas distintas:
1) Por un lado, como en el centro del asunto, hay una ribosa, un tipo de azúcar. Lo único que importa es que puede estar en dos estados: como ribosa o como desoxirribosa (por una cuestión química que poco les interesa).
2) Un grupo fosfato (combinación de fósforo y oxígeno) que es excelente para formar enlaces muy fuertes con otras moléculas, a los cuales si se los quisiera romper habría que entregarles muchísima energía (habría que hacer mucha fuerza), y eso le da al ácido nucleico una gran cohesión.
3) Y, con nombres cada vez un poco más raros, una base nitrogenada, que es la parte más variable del nucleótido, la que le da la identidad. Dependiendo de las propiedades de estas bases, pueden ser adeninas (A), guaninas (G), timinas (T), citidinas (C) y uracilos (U). [Para los interesados: estas son las llamadas "bases de Watson y Crick", las más importantes; existen más, como la xantina y otras, pero que no forman parte del código genético en sí y que son intermediarios en la síntesis o degradación de los demás, o que se usan en algunos tipos de ARN].
Conociendo sus partes, podemos ahora decir que la ribosa de un nucleótido se puede unir con el fosfato del siguiente (generando esa unión fortísima de la que les hablaba) y así constituir largas cadenas que pueden tener cientos de miles de nucleótidos que son, ahora sí, los ácidos nucleicos. Éstos pueden (según el tipo de ribosa que tienen) formar un ácido desoxirribonucleico (ADN), que puede tener las bases A-G-T-C en distintas combinaciones, o un ácido ribonucleico (ARN), que puede tener A-G-U-C. Para darle mayor estabilidad al asunto y decir "Acá somos gente seria, che, más respeto", una cadena así formada se une con otra a través de sus bases nitrogenadas, pero no cualquiera con cualquiera, ¿eh? También por razones químicas, A sólo se puede unir con T (o U, en el ARN), y C sólo se puede unir con G. Parece imposible de memorizar, pero los rioplatenses tenemos una excelente regla mnemotécnica: Anibal Troilo y Carlos Gardel. Cómo hacen en otras partes del mundo, no lo sé, tendrán que estudiar en serio. Nosotros sólo tenemos que cantarnos algún tango.
Bueno, ¿y qué? ¿Ya con eso puedo tener la nariz de mi tío o las uñas de mi abuela? Casi. Los nucleótidos son los que tienen que servir de información para saber qué aminoácidos poner en una proteina, pero éstos son 20 y aquéllos son 4, ¡caramba! La célula, que había ido al colegio, dijo: "Si cada nucleótido da un aminoácido, me quedan 16 sin correspondencia; si junto dos nucleótidos y cada dupla da un aminoácido, tengo 4^2=16 posibilidades, me sigo quedando corto; ¿y si junto tres nucleótidos? 4^3=64 posibilidades. ¡Bravo! Me alcanza, qué capa que soy, pero... me sobran. Bueno, hago que algunos aminoácidos tengan más de una combinación y listo." Y así es: los nucleótidos se agrupan de a tres, y eso se llama "codón". Por ejemplo: AAA, AAG, AAC, AAT, y así con todas las posibilidades. Algunos codones sin embargo están reservados para otras cosas: uno sirve de inicio (que también es el codón para el aminoácido "metionina", así que siempre las proteinas cuando se arman empiezan por ahí), y otros tres sirven de terminación.
Esta información "escrita" en nucleótidos está guardada en el ADN, sí, uy, uy, qué importante que es, pero no nos olvidemos del ARN, que es igual de importante y nadie le da ningún crédito. Cuando se quiere fabricar una proteina, hay que separar las dos cadenas, usar una de las dos como molde y empezar a copiar. Esta copia se hace en forma de ARN mensajero, que sale del núcleo y se encuentra con otras dos moléculas que tienen ARN: uno de transferencia (que es el que tiene adosado el aminoácido que se va a poner, o sea que se usa uno por cada uno que se necesite) y el otro es el ribosoma, que es como "el horno" donde se da la síntesis.
Un "gen", ahora sí, es una parte de la molécula total de ADN que sirve para sintetizar una proteina en particular. Existen también solo unos cuantos miles de genes para las millones de proteinas que forman el organismo. ¿El mecanismo? Es bastante ingenioso y simple, miren: La célula copia una secuencia, un gen completo en ARN y después lo agarra, lo edita con cut & paste, y forma miles de combinaciones proteicas con un solo gen. Si hubiese un gen para cada proteina, el ADN sería larguísimo, y convengamos que eso es incómodo; sería como buscar una frase particular en un libro de 2000 hojas. Algunas proteinas incluso se sintetizan enteras y se recortan en, por ejemplo, las distinas hormonas. [Para los interesados: Existe, por ejemplo, una proteina (prohormona) que se llama proopiomelanocortina (POMC, para los amigos) que tiene la secuencia de un tipo de endorfina, de la hormona que estimula la formacion de melanocitos en la piel (los de la pigmentación) y de la hormona que estimula a la glándula suprarrenal].
Explicado eso, vamos a la parte entretenida y anecdótica del asunto: una cadena de ADN entera mide unos 4 metros (con un diámetro de unos pocos nanómetros, eso sí); en cada célula humana tenemos 46 moléculas de ADN, y por cada individuo tenemos billones de células. La cuenta es fácil: si estuviese todo desplegado, solamente el ADN no entraría en toda una habitación (menos el cuerpo, que sería de un tamaño desproporcionado. Y sí, obvio, hay una solución: comprimir mucho, muchísimo, el ADN hasta formar unas cositas que entren tranquilamente en el núcleo de la célula y con espacio de sobra. Estas cositas son los famosísimos "cromosomas" (cada molécula de ADN, entonces, es un cromosoma). El número de cromosomas varía según la especie, y no necesariamente "cuanto más evolucionado, más tiene", he visto gente enojarse porque alguna especie "inferior" tenía más cromosomas que el ser humano. Nosotros tenemos 23 cromosomas: 22 de ellos son "autosómicos" (del cuerpo en general) y el otro es "sexual" (varía según el sexo).
Para asegurarse que la mutación en un cromosoma no afecte necesariamente a todo el cuerpo —como un mecanismo de seguridad— los cromosomas están duplicados en cada célula, así que tenemos 46 por cada una: 44 autosómicos y 2 sexuales. En el hombre estos dos cromosomas sexuales son los famosos XY, y en la mujer son XX (se llaman así por la formita que tienen, nada más).

Considerando lo que dije hasta ahora es bastante difícil ver el "¡Tiene las cejas de su abuelo! Lo que son los genes, che..." Pero piensen que como todo se reduce a las proteinas, que son las que forman las estructuras y las enzimas, el crecimiento del individuo va a estar guiado de la misma manera que guió a sus antecesores, y va a tener el mismo tipo de metabolismo, o parecido, resultando en que la forma que incorpora los alimentos, las grasas, transpira, en fin, todo, va a ser parecido. A todo lo largo del proceso de fecundación (desde que las células germinales se dividen hasta que mezclan la masculina con la femenina) hay varios procesos de "recombinación de genes" en los que se hace otro cut & paste de la información; este gen o cromosoma va para acá, este otro para allá, este lo compré yo pero si querés quedátelo, quiero el que tiene las rayitas azules, etc., y eso es lo que da la increible variedad de rasgos para los distintos individuos aun siendo de la misma especie.
A cada posibilidad de un mismo gen se la llama "alelo" (ojos azules, marrones o negros), a los genes que tiene un individuo se los llama "genotipo", pero a lo que realmente se ve (se expresa) se lo llama "fenotipo" (dos ejemplos: puede ser que sea morocha y se tiñó de rubia; o bien puede ser que tenga genotipo masculino y por alguna falla se desarrolló como mujer). Algo que no dije antes es que la información en cada uno de los cromosomas homólogos (el mismo tipo) no sea exactamente igual: como se hereda un cromosoma de la madre y otro del padre, a veces hay distintos alelos de un mismo gen en cada cromosoma y a veces coinciden. Según la fuerza que tengan para expresarse (según la facilidad con la que se pueda transcribir un gen a ARN), los alelos van a ser "dominantes" o "recesivos". Eso quiere decir que para que se exprese un alelo dominante basta con que esté en uno solo de los dos cromosomas; para que se exprese uno recesivo, tiene que estar en los dos, no quedándole más opción que expresarse. Por poner un ejemplo evidente, en líneas generales los rasgos más oscuros son dominantes sobre los más claros; si se junta una mujer de pelo negro y ojos verdes con un hombre de pelo claro y ojos oscuros, lo más probable es que su hijo/a tenga pelo y ojos negros. Pero no necesariamente es así. Supongan que esa misma mina del ejemplo tenía (heredado de alguno de sus padres) un gen de pelo claro que no se estaba pudiendo expresar y se lo pasa a su hijo/a, él o ella va a tener pelo claro (el padre ya lo tenía, así que necesariamente tenía dos alelos recesivos para ese gen). ¿Se entiende? Por eso, y no por ninguna otra razón mágica (que así les encanta creer en la verdulería) es que "los genes se saltan generaciones": El abuelo tiene ojos claros y la abuela ojos negros, cuando se juntan, su hija recibe uno de cada uno y queda con ojos oscuros, pero el gen de ojos claros queda latente, hasta que se lo pasa a su hijo, el nieto, que del padre también recibió ojos claros.
Las "mutaciones" son alteraciones en un nucleótico, codón o gen que hacen que la proteina final tenga una modificación en uno o más aminoácidos. Puede pasar que justo el nucleótido que se cambió da un codón que sirve para el mismo aminoácido y no pasa nada. Puede pasar, también, que se altere la función de la proteina y ésta deje de funcionar como debía, resultando en algún tipo de enfermedad para la célula (y quizás para todo el organismo). O bien puede ser que la resultante sea un gen nuevo y ventajoso para el individuo o la especie. Si ese gen nuevo que se formó es lo suficientemente fuerte como para sobrevivir distintas generaciones, puede seguir manifestándose y formar parte de la evolución de la especie. Pero es complicado, ¿no les parece? Supongan que ahora mismo a uno de ustedes les entra un rayo cósmico por la ventana, y les altera el genoma de una célula de la piel de tal manera que el ser humano ahora puede ser un ser perfecto y sin enfermedades. Esa célula en algún momento va a morir y nunca va a haber podido transmitir su mensaje a la humanidad, porque no tiene la capacidad de llegar hasta las células que sí se van a reproducir a la siguiente generación: las células gonadales. Ni siquiera va a alterar al individuo, porque es una sola célula entre las billones que existen en ustedes. Si la mutación fuese en una célula gonadal, las esperanzas serían distintas; el individuo de todas formas nunca sentiría los cambios, pero puede que justo, JUSTO, se la pase a su hijo y justo sea un gen dominante; ahí el pibe crecería con todas las células como portadoras de ese gen.
Ahora sí, vayan, corran a la verdulería a impresionar a todos con sus nuevos conocimientos, ¡pero cuidado! Una última advertencia: Esta distribución tan ideal de los genes y su expresión es lo que se llama "genética mendeliana" en honor a Gregor Mendel, un monje agustino que se dedicó hace ya casi un siglo y medio a estudiar en plantas qué pasaba si juntaba una con otra (con distintos alelos y para distintos genes), y llegó a todas esas conclusiones, convirtiéndose en el padre de la genética. Los estudios siguieron después hasta que aparecieron dos científicos, Watson y Crick, que se ganaron el premio Nobel por su modelo de la molécula de ADN con dos cadenas antiparalelas y con giro (modelo que más tarde, con el avance de la tecnología, se demostró como cierto) hace ya medio siglo. Y es el día de hoy que se siguen estudiando las distintas formas en que los genes funcionan. Lo que quiero decir: la genética mendeliana, si bien no es obsoleta en ningún sentido, es incompleta. Ahora se sabe, por ejemplo, que existen características que son "multifactoriales", es decir, que se necesita más de un factor para que el individuo realmente la tenga: no basta simplemente con tener el gen para la proteina (genotipo) sino que se necesitan factores externos (dieta, modo de vida, clima, etc.) para que realmente se expresen, y es la forma en que muchas enfermedades llegan a ser fenótipicas. ¿Un ejemplo? La diabetes. Ahora sí, ¡vayan a gritar a los cuatro tiempos lo que saben de genética!

1 comentario:

Esteban, S. dijo...

Propongo como proximo tema, la actual dirección de la invetigación "genetica", o sea la protéomica.

un abrazo