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Tengo el agrado de encontrar tu atención posada en unas cuantas líneas que intentan
brindarnos un panorama parcial, de mecanismos biológicos mucho más complicados
de lo que podemos imaginar. Pues bien leyendo un periódico local y viendo el
noticiero de la televisión, me di cuenta de que (por fortuna) la terminología
usual en biología molecular se está expandiendo a nuevos horizontes, nunca
imaginados por los pioneros en esta ciencia.
Como comente, me alegro el hecho de escuchar palabras como ADN, ARN, gen,
epigenética, histonas, metilación, etc. Inmediatamente después me pregunte ¿si
realmente entendemos estos términos? No hay nada más decepciónate, como
profesor, que dar tu clase frente a un grupo y que al final preguntes si hay
dudas y solo obtengas un movimiento negativo con la cabeza, de forma análoga
considero que pasa en los medios de comunicación, diciendo que la pruebas de
ADN, que el gen, que la genética…. Y todos afirmando cosas sin siquiera saber
de qué diablos es el DNA o ADN.
Pues bien iniciemos por una hebra de la gran madeja que constituyen estas
aseveraciones, es decir la estructura del ADN. La biología molecular y sus
múltiples derivaciones, son ciencias muy nuevas, tanto así que ya bien entrada
la década de 1930 aun estaba en discusión si la información heredada de padres
a hijos, estaba almacenada en las proteínas y de hecho ya se sabía que existían
ácidos nucleicos, pero se tenían como una cosa sin actividad celular (H.F.
Judson 19853).
Poco después, se descubrió que en el núcleo de las células eucariotas y en
el citoplasma de las bacterias se encontraban una clase especial de ácidos, los
cuales podían ser de dos tipos, el que contienen en su estructura la
desoxirribosa, nombrándose como ácido desoxirribonucleico (ADN) y la versión
que presenta en su estructura la ribosa, el ácido ribonucleico (ARN). Pero
hasta aquí no es suficiente para que sea ácido, puesto que tanto la ribosa como
la desoxirribosa, son azúcares, para que tengan propiedades eminentemente
ácidas, las ribosas están enlazadas a grupos fosfatos, los cuales confieren las
características de ácido, los grupos fosfatos se unen a un extremo del azúcar,
puede ser el extremo 5 o al 3. Por el otro lado se une una base nitrogenada en el
carbono 1, esta base nitrogenada puede ser de cinco variedades: Adenina (A),
Timina (T), Guanina (G), Citocina (C) y Uracilo (U). La adenina y la guanina
son bases de tipo pruicas, es decir, presentan dos anillos heterocíclicos. En
cambio la timina, citocina y uracilo, se componen solamente de un anillo. En el
ADN encontramos comúnmente A, T, G y C. En el ARN encontramos U en lugar de T.
Una vez más, aquí aparece un nuevo terminó, nucleótido; lo cual no es más
que la unión de una base nitrogenada, con un azúcar (ribosa o desoxirribosa)
más la unión de un grupo fosfato. Si solo se presenta una estructura de base y
azúcar, se denomina nucleósido. La estructura del ADN no fue descrita, sino,
hasta 1953 en un artículo clásico de J. Watson and F. Crick, en el cual
proponen una estructura de doble hélice, la cual mantiene los grupos fosfatos
hacia el exterior y las bases en el interior, uniéndose mediante diadas de AT y
GC. Las cuales fueron nombradas como pares de Watson&Ckrick.
La estructura se obtuvo por una técnica conocida como cristalografía de rayos X, el cual consiste en cristalizar
la muestra y hacer incidir una fuente de rayos X sobre de ella, en la parte
posterior de la muestra, se coloca una placa de fotografía, la cual es velada
por los rayos, como sabemos, los cuerpos sólidos difractan o desvían la
trayectoria de los rayos X, entonces en la placa se observa la difracción
causada por los átomos y se interpreta mediante una serie de procesos
matemáticos. Bueno el hecho trascendente es que Watson y Crick logran
interpretar y acomodar un modelo termodinámicamente estable. Quiero hacer un
paréntesis, todo mundo piensa que a Rosalind Franaklin (investigadora
contemporánea de Watson y Crick, que también trabajaba con la estructura del
ADN) le fueron robadas las difracciones, lo cual es falso, de hecho ella misma
había obtenido las difracciones y su estructura la planteaba con las bases
hacia el exterior, desafortunadamente, cuando se acercaron diversos
investigadores a sugerir otra
posibilidad, solo se toparon con su carácter seco. Solo era cuestión de tiempo
para que alguno de los diversos grupos que estaban trabajando dieran con la
respuesta.
Parece algo meramente trivial, ocupar tanto espacio para la estructura, sin
embargo en la doble hélice que conforma el ADN se encuentra uno de los secretos
de la vida, se conoce que la hélice
tiene un giro derecho, como si abrieras un grifo del agua o como una escalera
de caracol. Además de ser complementaria y antiparalela, es decir, la hélice de
un lado presenta una cadena exactamente igual del otro lado, pero en sentido
contrario. Esto le confiere un carácter semiconservativo en la replicación, el dogma
central de la biología molecular lo platicaremos en alguna oportunidad
posterior.
Como te comentaba la estructura del ADN es muy importante, pero la
secuencia que llevan esas bases unidas, es lo que nos hace diferentes a todos
los organismos, en un código, el código genético de solo cinco letras encontramos
toda la diversidad biológica que conocemos. Esencialmente las bases se repiten
millones de veces, entre organismos distantes, por ejemplo un perro y pez, las
secuencias tienen diferencias evidentes, pero entre las diversas razas de
perros las diferencias no son tan notorias, de la misma manera pasa en los
humanos. Las pequeñas diferencias son las que nos hacen ser únicos, puesto que
en nuestro DNA se pueden rastrear secuencias provenientes de dinosaurios, virus
y bacterias ¿Por qué no tenemos escamas o nos reproducimos cómo las bacterias? Pues
bien resulta que los mecanismos que regulan la expresión de los genes, la
síntesis de las proteínas, son tan eficientes que nos permiten tener una vida “normal”.
De esta parte de la expresión de los genes platicaremos un poco después.
Quiero terminar comentándote un dato curioso, cuando se acepto que la
herencia esta en el DNA, se pensaba que en los humanos todo el DNA codificaba
proteínas, luego se descubrió que una parte no codificaba y se pensó que era
como las cintas magnéticas, con espacios entre las canciones para regular la
síntesis, ahora sabemos que cerca de un 80% o quizá más de DNA no codifica, en
otras palabras, la ciencia es un sistema dinámico, aun nada está absolutamente dicho…
