Los misterios sobre
nuestro pasado, presente y futuro
se esconden en nuestros genes.
¿Cuánto sabemos actualmente sobre ellos?
El Proyecto Genoma Humano fue uno de los mayores hitos científicos de principios del milenio.
El 14 de abril del año 2003, tras casi 20 años de trabajo a sus espaldas, un grupo formado por científicos de más de 20 países anunció que habían conseguido "escribir" el libro de la vida humana.
Este libro era largo y complejo, con más de 3000 millones de letras divididas en 23 capítulos, que contenían más del 90% de todas las instrucciones de las células de los voluntarios que donaron su sangre para el experimento.
Pero una tarea era conseguir escribir aquel enorme libro, y otra muy distinta es comprender exactamente cuál es la "información" que contiene.
El idioma del ADN está formado mayoritariamente por 4 letras, es decir, 4 moléculas que se repiten una y otra vez en un orden concreto.
Estas moléculas se denominan nucleótidos y son la,
- adenina (A)
- citosina (C)
- guanina (G)
- timina (T)
En el idioma de los genes, las letras se agrupan de 3 en 3, lo que da lugar a 27 combinaciones distintas que se denominan codones y que la célula es capaz de entender.
Cuando la célula necesita una proteína para realizar una función concreta, tiene que crearla encadenando aminoácidos, uno detrás de otro.
Para saber el orden recurre al ADN, donde cada codón se traduce en un aminoácido.
Estas combinaciones de tres letras se van leyendo a toda velocidad y la célula va añadiendo aminoácidos a la cadena hasta que llega a un codón de terminación que le indica que la proteína ha finalizado.
Ahora bien, nuestro cuerpo únicamente necesita 20 aminoácidos, por lo que codones distintos equivalen al mismo aminoácido.
Esta es la razón por la que los científicos indican que el código genético está degenerado.
Al conocer los codones y la secuencia de ADN humana, se pueden encontrar todas las proteínas que se crean el cuerpo.
En total, se estima que hay algo menos de 20.000 genes que producen proteínas para cumplir con funciones concretas en el organismo. Este número puede parecer grande, pero si lo comparamos con otros seres vivos, no es una cifra muy elevada.
Por ejemplo,
- un ratón tiene más de 22.000 genes, de los cuales compartimos con ellos unos 16.000.
- En las plantas, el número suele ser mucho mayor, por ejemplo el trigo tiene 108.000 genes, 5 veces más que nosotros.
Pero estos son únicamente los genes que tienen la información necesaria para crear una proteína.
A pesar de su importancia, en total ocupan menos de un 2% del genoma humano.
El resto de secuencias fueron llamadas erróneamente "ADN basura" porque no se conocía su función y, al no estar aparentemente relacionados con las proteínas, se supuso que no eran tan importantes.
En aquellas regiones de ADN existen otros 38.000 genes más que no llegan a formar proteínas, si no que tienen otras funciones, como la señalización.
También se encuentran secuencias reguladoras, que reaccionan a diferentes estímulos que recibe la célula y le indican cuándo producir ciertas proteínas vitales para su supervivencia y la del organismo.
Además, encontramos "pseudogenes", que son genes que perdieron su función tras millones de años de acumular mutaciones que se han ido produciendo en nuestra especie.
Estos pseudogenes ayudan a comprender nuestra historia evolutiva, y estudios recientes muestran que también pueden tener funciones de regulación de otros genes activos.
Para rizar más la doble hélice, en ciertas regiones de nuestro genoma encontramos secuencias cortas de ADN que se repiten decenas, cientos o miles de veces.
Al principio se pensaba que eran secuencias "de relleno" con una función estructural, pero se ha demostrado que actúan como protección para ciertas zonas, como la parte central y los extremos de los cromosomas.
Además, algunas de estas regiones que presentan más (o menos) repeticiones de lo habitual, pueden estar relacionadas con ciertas enfermedades hereditarias.
Finalmente, también se encuentran presentes los transposones o "genes saltarines", unas secuencias que pueden moverse por el genoma y cuyo descubrimiento le valió a Barbara McClintock el premio Nobel de Medicina o fisiología en 1983.
Todos estos descubrimientos se han ido sumando al campo de la genética y han ido, poco a poco, cambiando la forma que teníamos de entender el ADN.
Ahora bien, para seguir indagando en nuestro conocimiento del genoma humano tenemos que avanzar hasta marzo de 2022.
Ese mes, un equipo de la Universidad John Hopkins publicó un artículo en el que mostraba cómo, utilizando técnicas modernas, había conseguido escribir casi todo el ADN que no pudieron en el Proyecto Genoma Humano, el 8% que faltaba... Aquel 8% era una zona especialmente difícil de leer, ya que estaba compuesto por regiones muy repetitivas... Esto resulta un reto para las tecnologías de lectura, ya que, para leer al ADN, antes han de romper la molécula en fragmentos pequeños.
Si estos fragmentos provienen de una zona altamente repetitiva y son prácticamente idénticos, es muy difícil saber qué trozo va delante, cuál detrás y, como se leen cientos o miles de moléculas de ADN a la vez, también resulta casi imposible saber cuántas repeticiones hay en la zona.
Pero el equipo consiguió rebasar estas dificultades y en aquel 8% , hallaron más de 2.000 genes desconocidos y unas 2 millones de variaciones en el ADN que están relacionadas con enfermedades. Entre las secuencias que leyeron se encuentra el cromosoma Y, donde, habitualmente, se sitúan las instrucciones que crean a los machos de nuestra especie.
En la actualidad conocemos muchos de los secretos que nos ha aportado el genoma.
Esta información es útil para comprender de dónde vienen los rasgos distintivos de cada persona y nos permite encontrar la causa de enfermedades genéticas.
Sin embargo, a pesar de lo mucho que ha avanzado el conocimiento, todavía existen algunas lagunas.
Estas lagunas quedan recogidas en el desconoma, un neologismo que aparece al unir las palabras "desconocido" y "genoma"... Se trata de una lista de genes y otras secuencias que nació con el propósito de desaparecer, ya que son aquellas regiones de las que todavía no conocemos completamente su función...
Estas secuencias son especialmente importantes en la biomedicina, porque pueden interferir en el diseño de tratamientos para enfermedades genéticas.
Estos tratamientos requieren de años de trabajo y de inversiones monetarias muy importantes, por lo que todo el conocimiento que ahorre futuros problemas es bienvenido.
Seguir estudiando estas regiones y tener más genomas completos de diferentes etnias permitirán, en un futuro no muy lejano, conocer todos los genes que cumplen un papel en nuestra especie, es decir, crear el pangenoma humano definitivo. El pangenoma es un objetivo ambicioso para el que se están dando los primeros pasos, y su creación marcará una de las páginas más importantes de nuestra historia.
Una vez lo consigamos podremos responder con certeza a la pregunta que ha atormentado a tantos filósofos: "¿qué somos?"... O al menos podremos hacerlo desde un punto de vista genético...
