lunes, 25 de junio de 2007

El código genético es universal (o casi)


A pesar de la insistencia de los medios de comunicación generalistas los investigadores no han puesto en marcha numerosos proyectos genoma para descifrar distintos códigos genéticos. El código genético fue descifrado por Khorana, Holley y Nirenberg y en 1968 se les concedió el premio Nobel por tal azaña. Este código universal, es compartido con sutiles diferencias por todos los seres vivos del planeta, desde las bacterias a las plantas pasando por los seres humanos. Esta es de hecho una de las principales evidencias de que toda la vida forma una gran familia. ¿Pero hay realmente un código dentro de las células? ¿Y quién descodifica qué?

Para entender qué es el código genético hay que empezar por ver las células como fábricas complejas formadas por millones de máquinas más pequeñas. Estas máquinas moleculares cumplen diversas funciones: calderas, fotocopiadoras, escobas, cadenas de transporte, etc. Esas máquinas moleculares son las proteínas y cada una cumple una función específica dentro de la fábrica celular.
Estamos acostumbrados a que las máquinas que creamos estén compuestas por piezas creadas ex profeso, por ejemplo, cada modelo de automóvil va equipado con unos faros con una forma exclusiva. Pero esto es caro como todos bien sabemos. Las máquinas celulares son más económicas y lo consiguen utilizando piezas estándar, como las construcciones del Lego. Existen unas cuantas piezas llamadas aminoácidos y todas están compuestas por los mismos. Tan sólo hay 20 aminoácidos naturales y mediante combinaciones de los mismos se crean todas las máquinas protéicas de los seres vivos. La mayor diferencia con el Lego es que los aminoácidos están engarzados en una cadena como las cuentas de un collar no montados unos encima de otros.
¿Y qué tiene que ver la genética y el dichoso código con todo esto? Ya hemos visto que estamos formados por máquinas protéicas, pero ¿cómo saben las células cómo construirlas? ¿Dónde están los planos? Cada célula tiene un juego completo con los planos de todas las máquinas necesarias para construir al ser vivo, eso es el genoma. El genoma es un libro escrito con tan sólo 4 letras (A, C, T y G) también conocidas como nucleótidos. Este libro del genoma está compuesto por capítulos, cada capitulo es un gen y cada gen es el plano para hacer una proteína completa.
Recapitulemos empezando por el genoma. El genoma contiene, en el núcleo de cada célula, los planos completos para construir al ser vivo. En el caso de los seres humanos estos planos están compuestos por unos 3000 millones de letras. Para cada máquina necesaria hay un capítulo, un gen, en el genoma. Pero, ¿si hemos dicho que el genoma está escrito con 4 letras como es posible que codifique máquinas que están formadas por 20 piezas distintas? Cada posición del genoma podría codificar sólo para 4 aminoácidos distintos, ¿como consigue codificar los 20? Utilizando 3 posiciones, por ejemplo la combinación TCT significa Serina. Es decir, para saber como construir una proteína hay que leer la secuencia de letras del gen de tres en tres, como si se tratase de palabras, cada una de estas palabras de tres letras codifica para uno de los 20 aminoácidos. ¿Y por qué tres y no dos o cuatro? Porque es el número mínimo de posiciones necesario para codificar 20 palabras con tan solo 4 letras, con 1 o dos posiciones no se podría escribir 20 palabras distintas y 4 posiciones serían un derroche. El código genético es la tabla de correspondencias entre las palabras de tres letras con las que están escritos los genes y las 20 piezas que forman todas las proteínas de los seres vivos.
Sorprendentemente esta inteligente solución al problema es universal, es decir, todos los seres vivos utilizan la misma tabla de códigos para convertir los genes en proteínas desde los colibrís a las bacterias. Esto hace posible que si se introduce el gen de la insulina humana en una bacteria, este minúsculo bichito sea capaz de decodificar las instrucciones del gen humano sin problemas de traducción. La razón de esta coincidencia del códigos es clara, el código se originó y se fijó para siempre antes de que los linajes evolutivos de las bacterias, los colibrís y los pinos se separasen. El código genético se fijó poco después de la formación de la tierra y se ha mantenido prácticamente sin cambios en todos los seres vivos que han vivido durante los 3500 millones de años posteriores. ¿Y si el código ya está claro qué pretenden los proyectos genoma? Averigüar las instrucciones, el genoma, para construir todas las máquinas que hacen funcionar a los seres vivos. En el caso del genoma humano ya las tienen, pero esto es otra historia que será contada en otra ocasión.

3 comentarios:

sevi dijo...

Vamos a darlo por cierto por esta vez, porque la verdad es que sobre esto (y sobre muchisimas cosas mas) no estoy muy ducho, pero el día que pille algo que yo sepa de que va, te vas a enterar chaval.¡Ah...creía que el tal Aristarcos es el que juega en el Panatinaikos, pero es uno que le han dedicado una meseta en la Luna!.
Sigue... algo siempre aprenderé.

Anónimo dijo...

Hola.

Estupendo blog, didáctico e interesante, para variar. :p

Si lo he entendido bien (y la info que he buscado es correcta), ese libro del que hablamos contendría unos 20.000 capítulos, ¿no?
Y la organización de los genes en cromosomas, ¿obedece a alguna razón particular? Quiero decir, ¿están agrupados en un mismo cromosoma los genes que controlan determinadas características o partes del cuerpo, por ejemplo?

"Este código universal, es compartido con sutiles diferencias por todos los seres vivos del planeta, desde las bacterias a las plantas pasando por los seres humanos. Esta es de hecho una de las principales evidencias de que toda la vida forma una gran familia."
No sé si te lo vas a creer, pero acabo de tomar conciencia de este hecho... porque entiendo por ejemplo que un virus también es portador de un genoma basado en ese código. ¿correcto?
Realmente esto hace desaparecer las fronteras interanimales (por decirlo de alguna forma), aunque imagino que habrá algún truco por ahí que impida derribar barreras fácilmente... bueno, los tipos de reproducción, supongo... ¿pero esto no se supera en el momento en que podemos manipular genéticamente organismos de cualquier tipo? Como el rollo aquel de ponerle una oreja en la chepa a un ratón...
¿Podemos crear realmente cualquier organismo vivo que salga de nuestra imaginación tomando cachos de un lado y de otro?
Inquietante idea... una potencia atrayente, sin duda...

Bueno, dejo ya de dar la lata.
Gracias y un saludo.

catwoman dijo...

sevi gracias por leerme, espero no aburrirte :)

Jacob muchas gracias por tus comentarios, y sobre todo por tus preguntas. Me daría por satisfecha por ayudar a que surja alguna nueva pregunta que otra. Un comentario es muy corto para responder a todo lo que planteas, me las apunto y prometo tratarlas en próximas entradas. De todas formas intento contestar brevemente.
1.- El número de genes depende de la especie. En los organismos multicelulares suele estar entre 20000 y 40000 genes. Realmente la cuenta es difícil porque depende de la definición exacta de gen y de como se busquen. En realidad el genoma es un poco más complejo que una simple sucesión de genes, de hecho en los seres humanos hay más parte de genoma dedicada a cosas que no son genes.
2.- Efectivamente los virus también utilizan el mismo código genético. La realidad es mucho más interesante que lo que dicen en los periódicos generalistas. Entra un cosquilleo especial al darse cuenta de que toda la vida está relacionada de este modo tan íntimo.
3.- Efectivamente las barreras entre las especies son las reproductivas, me asombra que tengas una intuición tan poderosa. De hecho una especie se define biológicamente como un conjunto de individuos reproductivamente aislados del resto.
4.- Se pueden mezclar genes de distintas especies. Esto se hace en los laboratorios de forma rutinaria desde los años 70. Los resultados de esta tecnología del ADN recombinante se utilizan habitualmente en investigación, en salud y en otras áreas. Por cierto esto los virus y las bacterias lo hacen contínuamente.
5.- Lo de crear organismos completos es más difícil. Una cosa es saber cuales son los genes, otra es saber qué función desempeña cada uno y otra bien distinta enteder como se relacionan unos con otros. Esto está todavía más allá de nuestras posibilidades, lo que sí se hace es quitar o poner un gen concreto y ver lo que sucede, pero hacer un organismo desde cero son palabras mayores. Recientemente Venter ha hecho algo similar y aunque no se puede decir que lo haya hecho partiendo desde cero ha hecho algo bastante similar a lo que tú propones.
Muchas gracias por leer el blog y por animarte a dejar un comentario tan interesante.