Somos un Lego maravilloso

“Somos un Lego, pero uno maravilloso que se construye a sí mismo atendiendo unos planos contenidos en una de sus estructuras modulares, el ADN. Piénsele un poco, le invito a mirarse y mirar el mundo con otros ojos”.

Horacio Cano Camacho

Cuando yo era niño descubrí en una revista, los juguetes Lego® y quedé fascinado, al grado de ahorrar una cantidad cuantiosa (para mi) a lo largo de varios meses y en una visita de vacaciones a la Ciudad de México me compré uno de los más pequeños, que me permitía armar un barco petrolero, un pequeño robot y un cochecito.  Lo maravilloso del juguete en realidad era la posibilidad de armar montones de cosas con las mismas piezas muy sencillas. Una serie de ladrillos que se pueden ensamblar en diferentes configuraciones y generar formas distintas, que con otras pocas piezas diferentes permiten construir numerosas estructuras más complejas.

Esa estructura modular siempre me ha fascinado desde niño. Cuando entré a estudiar biología, cobró un nuevo sentido. Resulta que los seres vivos nos parecemos (¿o será al revés?) a ese juguete maravilloso. Estamos construidos como las estructuras maravillosas que salían de los Lego. Si vemos un animal, cualquiera, un insecto o una lombriz, incluso a las plantas o a nosotros mismos, notaremos que podemos dividir nuestro cuerpo en segmentos. Esta segmentación nos muestra que estamos formados de ciertas secciones repetitivas, como los anillos de una lombriz de tierra, las secciones de un chapulín o las vertebras de …los vertebrados, como los mamíferos. Incluso podemos observar niveles de simetría que parece que nos dividen a partir de ciertos ejes corporales. Los seres vivos tenemos una estructura modular. Podemos hacer una analogía con el juego de los ladrillos, y estamos formados realmente de este tipo de “segmentos”.

Pero a medida que descendemos en la dimensión, la estructura modular se hace más clara. Los verdaderos ladrillos de este lego biológico están a nivel molecular y luego el modelo simplemente se copia hacia arriba.

Todas las macromoléculas importantes para la vida son polímeros, estructuras formadas por la unión de unidades repetitivas más simples llamadas monómeros. Estas macromoléculas son los ácidos nucleicos (ADN y ARN) formados por nucleótidos (cuatro de ellos), las proteínas formadas por aminoácidos (20), los polisacáridos como la celulosa, el almidón, el glucógeno y varios más, formados por azúcares (glucosa, manosa, galactosa, etc.) y los lípidos formados por ácidos grasos y glicerol (ácido palmítico, ácido oleico) y algunos derivados cíclicos (colesterol). Todas ellas son moléculas orgánicas, es decir, de carbono, combinado con otros pocos elementos como el hidrógeno, el oxígeno, nitrógeno, y unos pocos más.

Las estructuras poliméricas pueden contener infinitos mensajes químicos complejos, esto es, son estructuras de información. Veamos un ejemplo sencillo: la glucosa es un azúcar muy sencillo, de seis átomos de carbono, fácilmente asimilable y la fuente principal de energía y carbono de los seres vivos. Pero la glucosa puede unirse a otras glucosas y sus propiedades cambian de manera radical. La celulosa, esa fibra maravillosa que forma la pared celular de los vegetales y constituye la madera está formada exclusivamente de cadenas de glucosa; el almidón, la principal fuente energética de nuestra alimentación también está formado exclusivamente de glucosa, pero su arreglo en el polímero es ligeramente diferente. Esto permite que los humanos, por ejemplo, podamos asimilar el almidón, pero no la celulosa. Entonces, mientras un polímero de glucosa es una fuente de energía y carbono, el otro arreglo es una estructura de construcción y soporte… con los mismos elementos, sólo variando un poco su acomodo.

El ADN está formado por cuatro ladrillos o nucleótidos, llamados adenina, timina, citosina y glicina (abreviados A, T, C, G). La información que contiene el ADN y como consecuencia, los genes, depende exclusivamente de su orden de acomodo en el polímero: no es lo mismo, químicamente hablando, ATCGTACGTTA que ATGGCTGACGA, aunque estén hechos de los mismos elementos, su mensaje químico es diferente.

Finalmente hablaremos de la estructura modular de las proteínas. Estas se forman de cadenas de aminoácidos (20) que se combinan en arreglos diferentes y cantidades diferentes (ABCDEFG es una proteína enteramente diferente a ADCBGEF) por que sus propiedades fisicoquímicas variarán dependiendo del tipo y acomodo de los aminoácidos que la forman. Y esto genera un número cuasi infinito de combinaciones y por lo tanto de proteínas. Luego las cadenas individuales pueden combinarse con otras y formar desde proteínas más complejas hasta estructura y máquinas moleculares sorprendentes.

Y los más interesante, todos los seres vivos estamos formados por los mismos componentes estructurales y prácticamente las mismas clases de proteínas, pero la manera en que estas se acomodan y expresan en el espacio y en el tiempo, van generando la diversidad de la vida. Un arreglo específico construye una orquídea, y un arreglo diferente de esos mismos componentes, una mosca, un tulipán, un pangolín, un murciélago o un humano…

Somos un Lego, pero uno maravilloso que se construye a sí mismo atendiendo unos planos contenidos en una de sus estructuras modulares, el ADN. Piénsele un poco, le invito a mirarse y mirar el mundo con otros ojos.

Imagen, máquina molecular de transporte celular.

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.