El complejo proceso

de expresión del ADN

El ADN está formado por la combinación en largas cadenas de cuatro moléculas diferentes, llamadas nucleótidos. Ciertas secuencias de ADN constituyen un gen, en el que cada posible combinación de tres nucleótidos se va traduciendo en un aminoácido. A su vez, una cadena de aminoácidos constituye una proteína. Esto se puede resumir en lo que ha sido uno de los dogmas de la Biología Molecular, “un gen, una proteína”. Durante mucho tiempo se pensó que, cuanto más complejo fuera un organismo, más genes debería tener para expresar esa complejidad. Así, si la mosca del vinagre tenía 13.000 genes, el ser humano debería tener entre 50.000 y 150.000.

Aquí se produjo la primera sorpresa del genoma humano; en un primer momento, se dijo que el ser humano tenía entre 30.000 y 40.000 genes, lo que ya supuso un shock, y las últimas investigaciones han rebajado este número hasta no más de 22.000. Esto supone, por ejemplo, que tengamos el mismo número de genes que el maíz, que compartamos unos 200 genes con las bacterias o que tan sólo tengamos un 7% de dominios proteicos (posibles estructuras tridimensionales que pueden adoptar las proteínas) diferentes a los de la mosca.

Es decir, lo que da al ser humano su carácter superior, lo que le ha permitido, como dijo Engels, que sea el único ser en el que “la materia toma conciencia de sí misma”, no ha sido una cuestión cuantitativa, de acumular más genes, sino cualitativa; ese 2% de diferencia genética que existe entre el ser humano y el chimpancé se convierte en determinante.

Por otro lado, el error que estaban cometiendo los científicos se debía también a considerar de una forma lineal y mecánica la relación gen-proteína. En primer lugar, el ADN no es la molécula prácticamente rígida y estática que se había considerado durante mucho tiempo. Tras observar con nuevas técnicas el ADN de células vivas en tiempo real, “Gasser y sus colegas han mostrado la molécula girando como un danzarín demoníaco. Para Gasser, la imagen icónica del ADN como una doble hélice estática es algo del pasado (…) La molécula se creía formando íntimas relaciones con proteínas que le ayudaban a empaquetarse y a disparar y reprimir la actividad de los genes. Hasta recientemente, esas relaciones se creían fundamentalmente fijas o cambiantes sólo ligeramente con el tiempo. Pero la idea ha colapsado (…) Los vídeos resultantes han expuesto un inesperado barullo en la actividad de proteínas pululando alrededor del ADN” (H. Pearsons, en Nature, 2003, ‘ADN: más allá de la doble hélice’)*.

Pero hay más. Los genes codificadores de proteínas son sólo el 1,5% del genoma. El otro 98,5% son elementos reguladores, elementos móviles que pueden desplazarse de unos genes a otros y que hasta ahora se habían catalogado simplemente como “ADN basura” y ahora están demostrando jugar también un papel muy importante. En definitiva, el proceso es mucho más complejo de lo que se pensaba: existen interacciones entre genes, así como entre genes y proteínas; hay proteínas codificadas por varios genes independientes; hay genes que se expresan de manera diferente según la región del genoma en que lo hagan; hay genes que se pueden leer en distintas posiciones y en diferentes direcciones; hay cadenas de ARN mensajero, la estructura que aparece entre el gen y la proteína, que no dan lugar a proteínas, sino que parecen tener su propia función; en un mismo tejido, en un momento dado, hay genes activados y otros bloquedos, y esto cambia en otro momento del desarrollo. Y todo esto, está regulado a un nivel superior por miles de proteínas, por la fisiología interna del organismo y por el ambiente externo.

Todo esto ha hecho que el viejo dogma “un gen, una proteína” parezca cada vez más endeble; “no podemos predecir la expresión de un gen mirando simplemente su secuencia” (E. Penéis, Science, 2004) *. Y, según publicó Philip Ball en Science en el año 2001, “La biología carece de un marco teórico para describir este tipo de situación (…) Los biólogos van a tener que crear una nueva biología”. De hecho, ciertos biólogos están intentando elaborar modelos relacionados con las teorías del caos y de la complejidad en física, entendiendo la célula, el organismo o el ecosistema como sistemas abiertos que intercambian información con el exterior y donde aparecen términos como “procesos no lineales”, “autoorganización”, etc.*

El ambiente externo

Hemos visto cómo la expresión de los genes es un proceso, a nivel molecular, mucho más complejo de lo que se creía. Pero aún queda una variable más, y muy importante: el ambiente externo. Y es que, de alguna manera, se ha extendido la idea de que conocer el genoma de una persona es como decirle un destino inevitable, una manera científica de leer las manos, o, como dijo Bill Clinton sobre el Proyecto Genoma Humano en una conferencia oficial en la Casa Blanca, “la ciencia está al borde de aprender el lenguaje con el que Dios ha creado la vida”.

Nada más lejos de la realidad. Lo cierto es que los genes representan muchas veces un potencial que, en función de cómo se desarrolle, puede dar lugar a un resultado o a otro. Independientemente de la propensión que tenga cada uno a desarrollar cierta masa muscular, no cabe duda de que una persona bien dotada a priori para la actividad física, si desarrolla una vida totalmente sedentaria, no tendrá muchas posibilidades si se presenta a los Juegos Olímpicos. Así mismo, se ha visto que habilidades que vienen determinadas genéticamente, como el tono perfecto musical, necesitan desarrollarse con una educación musical desde la infancia.

Lo mismo ocurre en el terreno de las enfermedades. Un diagnóstico prenatal de fenilcetonuria, un trastorno metabólico, permite aplicar después un régimen alimenticio que salvará la vida del bebé.

Lo cierto es que, al igual que ya no se puede afirmar “un gen, una proteína”, tampoco tiene sentido, en la mayoría de los casos, decir “un gen, una enfermedad segura”. En palabras de Craig Venter, genetista de la empresa Celera, que secuenció el genoma humano (aparte del consorcio público Proyecto Genoma Humano): “Simplemente, no tenemos suficientes genes para que el determinismo biológico sea correcto. La maravillosa diversidad de la especie humana no está correlacionada con nuestro código genético. El medio ambiente es crítico” (The Observer, 11/2/2001).

Esta visión integradora del código genético y el ambiente se está plasmando en nuevas ramas de la genética. La Epigenética, por ejemplo, estudia la acción del estilo de vida sobre los genes y, en estos momentos, se ha puesto en marcha un proyecto para secuenciar el Epigenoma Humano.

La Nutrigenética y la Nutrigenómica, por su parte, estudian las interacciones que se producen entre la alimentación y los genes. Así, si la obesidad mórbida (casos extremos de obesidad que requieren en muchos casos una operación para reducir el tamaño del estómago) viene explicada en un 60-80% por factores genéticos y en un 20-40% por factores ambientales, la influencia de estos dos tipos de factores se invierte cuando se trata de sobrepeso y obesidad, problemas cada vez más importantes en los países desarrollados y que se deberían abordar, por tanto, con un enfoque fundamentalmente ambiental.

Así mismo, las interacciones entre genes y dieta han mostrado jugar un papel en el desarrollo del cáncer, el asma, la arterioesclerosis, el Alzheimer y otros procesos crónicos. (Kapunt & Rodríguez, Physiological Genomics, nª 16, 2004); se ha demostrado que la fibra puede ayudar a prevenir el cáncer de colon, etc.

Pero no sólo la dieta; el tabaco, la exposición a ciertas radiaciones, el consumo de ciertos medicamentos…todos estos son factores que pueden contribuir, por ejemplo, a la oxidación del ADN, proceso que puede dar lugar al cáncer, de la misma manera que otros factores pueden actuar como protectores, existen factores que se potencian entre sí —como la combinación de tabaco y alcohol—, etc.

Y si esta influencia del ambiente se manifiesta en el caso de las enfermedades, lo hace a un nivel infinitamente superior en el caso de comportamientos sociales, a pesar de lo cual todavía se habla de aislar el gen de la homosexualidad, se pueden leer titulares como “Identificado el gen del miedo” (El País, 8/11/2005) o artículos como el aparecido en Science en 1993 en el que se decía haber descubierto el gen de la agresividad. En este trabajo, se presentó a ocho miembros de una familia holandesa a lo largo de tres generaciones con conductas tan diferentes como “arranques agresivos, incendios provocados, intento de violación y exhibicionismo” y, tras comprobar que todos poseían una mutación en el código genético de la enzima monoaminooxidasa, esta mutación fue presentada como el “gen de la agresividad”, denominación de la que el propio autor del artículo se desvinculó más tarde. Posteriormente, se observó que la alteración de este gen en ratones producía efectos tan diversos como “temblores, dificultad para enderezarse, miedo, carreras frenéticas y caídas, sueño inquieto propensión a morder al investigador, posturas jorobadas…”. Increíblemente, los autores de este estudio resumieron todo como “comportamiento agresivo”, porque ellos habían decidido a priori, tras leer el trabajo de los holandeses, que, dado que estaban estudiando el gen de la agresividad, todos los comportamientos que observaran serían agresivos.

El futuro de la genética

Este enfoque del “gen de…”, además de justificar los recortes sociales, porque los drogadictos, los marginados, los que suspenden, etc., llevan en los genes ser así, es además el que más interesa a las empresas privadas, que pueden desarrollar una medicina para cada “gen dañado”. De hecho, según Mae-Wan Ho, directora del Instituto de Ciencias en la Sociedad, (ISIS), sólo en octubre de 2000 se solicitaron en EEUU patentes para 126.672 secuencias de genes humanos; el genoma humano ya está cubierto por patentes docenas de veces más numerosas que los genes existentes, ya que se otorgan patentes múltiples para la misma extensión de ADN.

En el capitalismo, hasta nuestra secuencia genética es sólo un negocio. Por eso, no podemos más que inquietarnos antes las prácticas de ingeniería genética o de terapia génica que se desarollan bajo este sistema. Sin embargo, esto no es algo intrínseco a la genética. En una sociedad con una economía planificada, con una ciencia sometida también a una planificación y no al caos actual, regida por las necesidades sociales y no por los intereses de unos pocos, el conocimiento del hombre llegará a extremos insospechados, pudiendo relacionar por fin todas las disciplinas y entendiendo la integración existente entre el código genético y el entorno.

* Información extraída de la página web del profesor de la Universidad Autónoma de Madrid Máximo Sandín (www. uam.es/personal_pdi/ciencias/msandin)