“El ADN humano, por ejemplo, si fuésemos capaces de desenrollarlo y ponerlo en una sola hebra, mediría cerca de dos metros de longitud, pero en las células está contenido en los núcleos de estas, que miden unas cuantas micras de tamaño”.
Horacio Cano Camacho
Mi abuela tenia una máquina de coser. Parecía muy antigua y a mí me encantaba verla trabajar en ella. Alguna vez, le pregunté cuantos metros de hilo tenía uno de los carretes que utilizaba y me dijo que doscientos metros. Yo incrédulo, sustraje a escondidas uno y até la punta a una ramita y caminé y caminé desenrollándolo. No se si eran realmente esos metros que me dijo, pero yo caminé mucho por la calle portando ese delgado hilo hasta dar la vuelta a la manzana. El problema surgió cuando -ingenuamente- pretendí regresarlo a su carrete para restituirlo al cajón. Fue un desastre y quedó hecho un gigantesco ovillo.
Mi padre me explicó que, para fabricar los carretes, se utilizaban máquinas para darle la tensión necesaria al hilo e ir ordenando el empacado. Esto lo estoy recordando ahora porque pensaba en el ADN, esa magnífica molécula que porta la información para la vida que suele ser muy grande, más que el contenedor en donde está.
El ADN humano, por ejemplo, si fuésemos capaces de desenrollarlo y ponerlo en una sola hebra, mediría cerca de dos metros de longitud, pero en las células está contenido en los núcleos de estas, que miden unas cuantas micras de tamaño. Imagine que mete un hilo de dos metros en una caja que es diez veces menor que el grueso del cabello más delgado que usted tenga. Además del ADN, en los núcleos hay miles de proteínas y otras moléculas que funcionan allí.
En el carrete cualquier fragmento de hilo es igual, de manera que la máquina de mi abuela solo requería ir entregando porciones en el mismo orden en que está acomodado. En el ADN el asunto es más complejo, puesto que cada fragmento tiene información que se requerirá “leer” en algún momento preciso y de manera diferencial. Y desde luego, no hay espacio para desenrollar toda la madeja para localizar el gen que se requiere y para complicar las cosas, el “hilo” del ADN está segmentado en hebras más pequeñas y separadas, llamadas cromosomas. En el caso de los humanos, 23 pares de estos.
El ADN forma una estructura con proteínas, la cromatina. El ADN se acomoda en unas proteínas que recuerdan un pequeño cilindro (como el carrete), conocidas como histonas y se enrolla unas cuantas vueltas en él, luego la hebra continua a un segundo cilindro y así hasta compactar toda la hebra, como una especie de rosario, luego los cilindros se enrollan sobre si mismos hasta formar una estructura muy compacta que puede caber en el núcleo.
Cuando una célula entra en división y genera dos células hijas idénticas (a eso le llamamos mitosis), previamente dividió su ADN e hizo dos copias de cada cromosoma, es decir, tiene el doble de ADN. Luego este material se “superenrolla” aún más para distribuirse a cada célula hija que se queda con el número normal durante la mitosis. En ese momento la cromatina es visible al microscopio óptico como estructuras muy densas. Pero el ADN mitótico no es activo, es decir, sus genes prácticamente están apagados durante la división.
En la mayor parte de la vida de una célula, el ADN está siendo transcrito, es decir, los genes son leídos, pero de manera diferencial en cada célula y en cada condición y momento, como una cinta magnética de casete, en donde cada canción o grupo de canciones se reprodujera de manera diferente en cada célula y en cada instante. Pero ya dijimos, el ADN no puede desenrollarse como yo hice con el carrete de mi abuela para localizar un mensaje preciso, simplemente por que no cabría en el núcleo. Lo hace por secciones que inmediatamente de ser leídas, se vuelven a acomodar como estaban, incluso, cuando algunas regiones completas de las hebras no se están utilizando en ciertas células o periodos, allí el ADN se compacta aún más.
Lo que me interesa de todo esto es que el lector no especialista comprenda lo maravilloso de esta estructura de información. El ADN no solo porta las instrucciones para construir lo que somos. Las histonas y todas las proteínas que “trabajan” sobre el propio ADN, son codificadas por él y a través de varios mecanismos dirige su propio almacenamiento, silenciamiento o activación. El genoma se autoregula.
En ADN humano tiene alrededor de 20,000 genes. Cada célula de nuestro cuerpo posee una copia de tal información, pero no todos los genes se expresan al mismo tiempo ni en todas las diferentes células, ¿cuáles y en qué momento?, depende de la función estricta que desempeña esta. Por ejemplo, los genes para la keratina, la proteína que forma la piel, el cabello y uñas, solo se expresa en los tejidos de la piel y células accesorias. En cambio, la insulina, una proteína involucrada en la regulación del metabolismo de la glucosa, sólo se expresa en las células beta de los Islotes de Langerhans del páncreas, el gen de la hormona de crecimiento solo lo hace en la hipófisis… Hay genes que solo se expresan en una condición muy particular, en el desarrollo embrionario, o al nacer y luego son “apagados” o cuando esa proteína se requiere.
Este control reside en el propio genoma y en su interacción con el ambiente, lo cual resulta también en un tema muy apasionante. Seguiremos hablando de ello en próximos artículos en Cienciario.
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Originario de un pueblo del Bajío michoacano, toda mi formación profesional, desde la primaria hasta el doctorado la he realizado gracias a la educación pública. No hice kínder, por que en mi pueblo no existía. Ahora soy Profesor-Investigador de la Universidad Michoacana desde hace mucho, en el área de biotecnología y biología molecular… Además de esa labor, por la que me pagan, me interesa mucho la divulgación de la ciencia o como algunos le dicen, la comunicación pública de la ciencia. Soy el jefe del Departamento de Comunicación de la Ciencia en la misma universidad y editor de la revista Saber Más y dedico buena parte de mi tiempo a ese esfuerzo.
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