LAS MOLÉCULAS NO PIENSAN.

A muchas personas que defendemos una visión diferente de la evolución se nos acusa de decir que las moléculas piensan, que no se mueven aleatoriamente sino que ellas por si mismas deciden a dónde desplazarse, y a eso lo llaman ‘teleología’ o ‘finalidad’. Os voy a demostrar que todo eso no tiene validez como argumento, que las moléculas, en efecto, no piensan ni deciden por si mismas nada, y precisamente por eso, en las células y seres vivos existen sistemas muy potentes y complicados para controlarlas y dirigirlas. También se lo conoce como mecanismos de regulación, que solamente pueden ser bien entendidos utilizando una olvidadísima rama de la biología, conocida como ‘biología de sistemas’, siendo Ludwig von Bertalanffy uno de los que la propusieron y que no solamente influyó en biología, sino también en la cibernética y otros campos. Si las reacciones del metabolismo fueran dejadas al azar, la vida no existiría, todo proceso biológico se puede entender como una maquinaria, pero tan avanzada como las más complejas máquinas ideadas por los humanos, o más, dependiendo de qué proceso hablemos.

Para que entendáis qué es lo que intento decir, pongo dos ejemplos. Los genes expresan proteínas, y lo estarían haciendo continuamente si algo no los frenase. Esos mecanismos que los frenan o los potencian según conviene, son los ‘reguladores de la expresión genética’. Otro ejemplo, el cáncer. Las células tumorales están apareciendo continuamente en nuestro cuerpo. Solo cuando el sistema inmune no puede detectarlas o destruirlas, es que esas células desarrollan un cáncer. No hay nada consciente en todo esto, solo complejísimos equilibrios o desequilibrios. Aún otro caso serían las bacterias: estas se reproducen sin parar siempre que haya alimento, pero cuidado, si alcanzan una densidad elevada, ellas mismas se autoregulan para disminuir sus divisiones celulares. Control no significa percepción ni consciencia.

Para que veáis hasta qué punto es verdad que la molécula del ADN no piensa por si misma, sino que tiene que ser controlada, voy a contaros solo unos pocos de esos métodos de regulación. Esto os ayudará a entender la próxima entrada y si veo que os interesa el tema, haré otro artículo sobre los mecanismos de reparación del ADN cuando recibe daños (mutaciones).

El ARN de interferencia.

¿Recordáis que los genes en el ADN forman proteínas, pero no directamente, sino que antes producen una hebra de ARN mensajero?

Vale, pues aquí lo que he puesto es el ‘silenciamiento’ de ese ARN mensajero. Ese ARN puede ser destruido para que nunca llegue a formar una proteína. Esto es un mecanismo que se descubrió en la pasada década (el premio Nobel lo dieron en 2006) y es una manera de controlar cuántas proteínas se van a formar. Hay moléculas de ARN de doble cadena, que llevamos en nuestro genoma, y que cuando se activan destruyen ARN mensajeros. Solamente pueden hacerlo las moléculas de ARN de doble cadena. Primero son cortadas por DICER, se forman trocitos de ARN doble hélice llamados ARN-si (del inglés, pequeños ARN de interferencia). Una vez cortados, se unen al complejo RISC, que lleva la proteína Argonauta. El conjunto de Argonauta + el ARN-si destruye el ARN mensajero.

El ‘splicing’ alternativo.

Splicing se puede traducir como ‘corte y empalme’. Tradicionalmente se asumía que un gen (o fragmento de ADN) daba una única proteína, siempre la misma. Hace ya mucho que se sabe que no es cierto. Los clásicos ‘genes’ resultan tener unas secuencias intercaladas llamadas intrones, que pueden o no unirse a la proteína final. De forma que, de un mismo ‘gen’ se pueden obtener formas alternativas de proteínas. Eso está controlado por una maquinaria molecular llamada espliceosoma. Puede ser que solamente se produzca una parte de la proteína, o que partes que estaban separadas aparezcan unidas, dando lugar a funciones diferentes. Hay muchos reguladores que influyen en el espliceosoma para determinar qué proteínas se van a formar. Como veis la idea es que a partir del ARN mensajero, se cortan algunos trozos y otros se quedan para ser copiados en forma de proteína.

Epigenética.

Otra manera en que el ADN está controlado es por su nivel de condensación. Cuando está muy condensado (en forma de heterocromatina) es ADN inactivo, pero cuando es descompactado (se llama eucromatina) puede tener actividad. Esto lo controlan unas proteínas que agregan grupos químicos ya sea a las histonas o al propio ADN. Si agregan un grupo CH3 (metilo) se llaman metil-transferasas y normalmente bloquean la expresión porque hacen que el ADN se compacte. En cambio las acetilasas agregan un grupo químico CO-CH3 (acetilo) y descondensan o liberan al ADN, haciéndolo accesible y activo.

No creáis que esto solamente le afecta a los genes que codifican proteínas (solo son un 1,5% de todo el genoma) también le afecta a los retrovirus endógenos (más o menos un 8% del genoma) y a secuencias que producen por ejemplo micro-ARNs o ARNs de interferencia. Todo está relacionado, por eso se requiere un punto de vista que da la biología de sistemas. Como véis el ADN está sometido a muchos métodos de control molecular distintos y combinados. ¿Afectará este control también a los cambios evolutivos? Esa es la humilde pregunta que nos hacemos unos cuantos.