Pareciera que gran parte de nuestros genes fueron incorporados como virus, que se fundieron en nuestro ADN. Los genes producen las proteínas que nos constituyen, nada más y nada menos. Sin embargo sucede algo que nos sorprende, aproximadamente el 50 por ciento de nuestro ADN proviene de virus que en algún momento se introdujeron en zonas silenciosas llamadas intergénicas o intrones.
Pero parece existir además algunos genes virales que son revolucionarios, modificando funciones cognitivas claves como la memoria.Un grupo de investigadores de la Universidad de Utah descubrieron uno muy importante, el gen Arc, aparentemente sustancial para la formación y almacenamiento de la memoria en el cerebro. Así este gen codifica una proteína de probable origen viral y derivado de un evento ancestral ocurrido hace cientos de miles de años.
El gen Arc genera una proteína clave en la plasticidad sináptica, que permite al cerebro adaptarse a la nueva información. Regula y aumenta un neurotransmisor con el glutamato y sus receptores relacionados fuertemente con los fenómenos de memoria celular. Pero lo más importante es que se comporta como un virus a ARN transmitiendo información de célula a célula.
Existen parecidos entre la inmensidad y los misterios de la astrofísica que se asemejan con los de la biología molecular. Se ha descripto que la mayor parte del universo (un ochenta por ciento) está compuesto por materia oscura, la que no genera ninguna radiación electromagnética. Siendo uno de los grandes enigmas de la ciencia.
Por otro lado, cuando se finalizó el Proyecto Genoma Humano en el 2001 se encontró algo parecido. Descubrieron que gran parte del genoma estaba compuesto con “ADN basura”, que no tendría ninguna expresión genética. Sólo el 1,5 por ciento del genoma se expresaba y se le otorgó ese nombre al genoma no lo hacía, pues parecía que no cumplía ninguna función.
Un gen es un sector de ADN que genera (sintetiza) una proteína. Está constituido por bases de unas sustancias llamadas nucleótidos (adenina. timina, citosina y guanina). Siendo estas simples moléculas la enciclopedia de la conformación y la identidad de todos organismos biológicos. Con esas pocas variantes del idioma génico, puede generarse desde un grano de arroz a un ser humano. Sólo aproximadamente 20.000 genes expresan proteínas, componentes básicos del cuerpo humano, que tienen funciones estructurales o enzimáticas entre otras.
Esto causó una importante confusión, dado que antes de este gran proyecto de investigación se pensaba que existían alrededor de 100.000 genes, los que quedaron francamente reducidos.
Entonces, ¿qué significa que se haya reducido tanto un sistema que nos construye e identifica y que construye todo el espectro biológico del mundo?. La respuesta a este punto trata de buscarse con el proyecto ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) del National Human GenomeResearchInstitute de EE.UU., que investigó el resto del material genético que no se expresaba.
Se generó así un grupo multicéntrico de investigadores de varios países, que encontró que este material genético silencioso, antes despreciado con el término basura, resulta imprescindible para la vida.
Pues compone el material clave para la regulación de todos los genes y la expresión o supresión de los mismos. Sería el sector fundamental para diferenciar una célula de neurona a otra estirpe, como una célula de la piel entre muchos ejemplos.
Se observó así que el número de genes pareciera no condicionar la complejidad; considerando que los vegetales tiene más genes que los animales desarrollados. Por ejemplo, el arroz tiene más de 40.000 genes mientras el humano posee la mitad.
Dependerá entonces de otros factores para que se genere el órgano más complejo de toda la biología, que es el cerebro del homo sapiens.
Esta diferencia se marca por la regulación del ADN que sucede luego de la fecundación. También justifica que a pesar de ser tan poco los genes que se expresan se construyen seres biológicos tan complejos.
Existen reguladores que pueden ser parte del ADN, del ARN o de proteínas celulares que dirigen específicamente: cuanto, cuando, donde y en qué células se expresan los genes. Abriendo un gran abanico de posibilidades. Dentro de los mecanismos que regulan la operatividad genética se encuentra el ADN que no se expresa (intrones). También proteínas como el factor promotor, que se pega a sectores específicos del ADN (como un llave en la cerradura) activando enzimas, que promueven o tapan la expresión de un gen.
Existen otras proteínas que acompañan el control de la expresión genética, como las “histonas”. Que ayudan al plegamiento del ADN y así lo regulan: cuanto más compactado se encuentre el mismo menos se expresará.
Dependiendo qué sector se ADN se metile se activará o se suspenderá un gen, llamándose “promotores o interruptores génicos”.
Este mecanismo de metilación puede estudiarse y diagnosticarse, pero además genera algo revolucionario que altera las concepciones Darwinianas de la evolución; podría heredarse y generar situaciones repetibles en la descendencia.
Otros de los sistemas sorprendentes son las variantes que tiene el genoma, que aunque constituidos por alrededor de 3.000 millones de nucleótidos, el cambio de uno solo puede conllevar un funcionamiento normal o a una patología.
Por otro lado, los ratones que carecen de esta proteína Arc pierden la capacidad de memorizar las cosas que aprendieron 24 horas antes. Demostrando que es un gen que se encuentra ancestralmente presente en especies inferiores. Pudiendo ser así un ARN incorporado que permea en la evolución de las especies reforzando claramente la capacidad cognitiva.
Luis Ignacio Brusco