El código secreto de la vida: el ADN

El código secreto de la vida: el ADN.

Se le conoce como algo misterioso y hasta cierto punto mágico, que es capaz de controlar cómo somos, nuestras características físicas y e incluso, hasta cierto punto, las personales, pero poca gente entiende realmente cómo es capaz de hacer esto una simple molécula.

  

Empecemos por el principio, para entender  cómo puede controlar cómo somos el ADN, primero debemos entender cómo funciona nuestro organismo. Éste, está organizado en distintos niveles: todas nuestras funciones son realizadas por los distintos órganos que forman el organismo, y cada uno de estos órganos está formado por células que a su vez, controlan las funciones que lleva a cabo el órgano. ¿Y qué es lo que determina que lo que hacen las células? La respuesta es sencilla, las PROTEÍNAS*¹ que estas tienen en su interior.  Estas proteínas son como verdaderos robots en miniatura, en cada célula hay millones de ellas y cada una de ellas está especializada en una función determinada dentro de la célula, es un pequeño robot que sólo sabe cumplir esa función*². El conjunto de todas las proteínas que contiene una célula es lo permite que ésta cumpla todas sus funciones vitales,  que una célula realice determinadas funciones específicas en un determinado momento.

Estas proteínas están formadas por piezas, llamadas aminoácidos, y  según que aminoácidos se usen para montar una proteína, y en qué orden se utilicen, al juntarse se formará una proteína determinada u otra, y también tendrá una forma concreta, lo que hará que pueda cumplir una función concreta. Igual que ocurre con el juego del “Lego”, la forma de la construcción, (y en este caso, también la función) final depende de que piezas se usen y en qué orden se dispongan.

 La secuencia de aminoácidos determina la forma final de la proteína

¿Y en todo esto qué pinta el famoso ADN?, bien, el ADN son dos cadenas unidas entre sí formando una doble hélice.

Cada una de estas cadenas está formada por muchísimos eslabones llamados nucleótidos, en el ADN hay cuatro nucleótidos distintos, llamados A, T, G y C. Por lo tanto cada cadena de ADN es simplemente una secuencia de estos nucleótidos colocados unos detrás de otros, es decir, algo así: AGCTGTACTGCCGGGTTATATGATAGATAGCTCATG… Además, el ADN está organizado en unidades funcionales llamadas GENES. Éstos genes son los que van a determinar cómo somos, porque cada gen consiste en las instrucciones que se utilizan para fabricar una proteína*³. Esto puede hacerse porque las células poseen unos mecanismos capaces de descodificar el código del ADN de forma que cada grupo de tres nucleótidos se descifra en un aminoácido. Por lo tanto el ADN lo que contiene es información, información para fabricar proteínas en forma de secuencias como la que mostramos arriba (aunque mucho más largas), en la que cada grupo de tres nucleótidos, se convierte en un aminoácido*⁴, y así cada gen se descodifica en una proteína concreta, distinta para cada gen. El ADN por lo tanto contiene miles de genes cada uno que codifica las instrucciones para montar una proteína distinta, que puede ser utilizada por la célula.

Los genes en las células además pueden activarse y desactivarse, dependiendo de si la célula necesita o no las proteínas que éstos codifican y mientras estén activos dichas proteínas se fabrican, y mientras estén desactivados no*⁵.  Lo que activa o desactiva los genes son algunas proteínas específicas, creándose así un feedback capaz de controlar qué proteínas se fabrican, y por lo tanto funcionan en cada célula y en cada momento. Esto está controlado a su vez por muchos factores entre los que destacan las condiciones que rodean a la célula. 

Así es como nuestros genes logran controlar lo que hacen nuestras células, que como hemos comentado al principio, es lo que determina el funcionamiento global de nuestro organismo, esto también ocurre durante nuestro desarrollo embrionario, y entonces, según cómo se comporten y organicen nuestras células, se determinará cómo acabaremos siendo nosotros, si más altos, o más bajos, rubios, morenos, etc. Por lo tanto son nuestros genes, nuestro ADN, los que en última instancia controlan nuestras características.

*1 Esto no es exactamente así hay otras moléculas como el RNA que también pueden controlar y ayudar a realizar las funciones celulares.

*2 En realidad hay muchas proteínas que no sólo cumplen una función sino varias, pero eso ahora no nos interesa.

*3 Esto es una simplificación, ya que normalmente un gen contiene la información para fabricar no sólo una proteína, sino varias alternativamente.

*4 En realidad el código genético es degenerado, hay algunos grupos distintos de 3 nucleótidos, que se corresponden con el mismo aminiácido.

*5 Se trata de otra simplificación, los genes nunca están completamente desactivados, sino que se trata de algo gradual, si están activados se fabrica mucha más cantidad de la proteína que codifican que si están desactivados.

La extraña magia de las células madre.

La extraña magia de las células madre.

Todos hemos oído alguna vez eso de las células madre. Parece que es algo que está de moda, tanto sus beneficios para la salud humana, como su eterna controversia y polémica, pero ¿qué son realmente las células madre? ¿para qué sirven? ¿por qué tanta polémica con su uso? y ¿por qué hay gente (e instituciones) que no quieren ni oír hablar de ellas?. 

Pues bien, empezando por el principio, las CÉLULAS MADRE, son simplemente aquellas células que tienen la capacidad de dividirse para dar dos células hijas. Como todos sabemos, nuestro cuerpo, como el de todos los organismos, está compuesto de muchísimas células, pero no todas ellas son iguales. Tenemos células tan diferentes entre sí que sirven como neuronas y células del corazón o de la piel, o del estómago; cada una especializada en una función diferente. El proceso que lleva a que las células se especialicen de ésta forma de llama DIFERENCIACIÓN (del que hablaremos en otra ocasión) y, cuando ocurre, las células quedan condenadas para siempre a quedarse con esa especialización y pierden la capacidad de dividirse y reproducirse. 

Aquí es donde entran las famosas células madre. Las podemos encontrar en dos formas distintas, en el primer caso reciben el nombre de CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS, son las primeras células que se dividen en el embrión y que tras dividirse muchas veces, sufrirán esa diferenciación para especializarse, pero antes de esto tienen una capacidad de división muy fuerte (tienen que generar todas las células del organismo a partir de unas pocas). El segundo tipo es uno de los responsables de que podamos vivir tanto tiempo, son las CÉLULAS MADRE ADULTAS. Puesto que nuestro organismo está formado por conjuntos de células con la misma especialización*,  formando los distintos órganos (cerebro, corazón, piel, etc) y en la mayoría de ellos existe un pequeño conjunto de células que no se han especializado del todo,  que todavía pueden dividirse, pudiendo regenerar éstos órganos en caso de que sufran daños o de que pierdan células por su uso normal y el paso del tiempo, como en el envejecimiento. Éstas son las células madre adultas, que tienen una menor capacidad de división que las embrionarias, ya que se trata de células madre, y por tanto con capacidad para dividirse, pero más “viejas” que las embrionarias.

¿Y por qué tanto interés en éstas células madre?, pues bien, son la gran esperanza para muchas enfermedades que provocan daños en distintos órganos, ya que con éstas células podemos hacer manipulaciones que nos permitan elegir una especialización u otra para utilizarlas en la regeneración  de los órganos dañados. Esto puede sernos de gran utilidad para ciertas enfermedades como la diabetes, infartos de miocardio, enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis, Parkinson, Alzheimer y otras muchas. En éste sentido lo que  falta conseguir con ellas es lo más difícil, que es conseguir “comunicarnos” con ellas para que una vez utilizadas en los pacientes se sitúen y organicen como nosotros queramos, para que cumplan las funciones que nos interesan, esto es algo tremendamente complicado y en lo que muchos científicos trabajan hoy en día.

Pero entonces, ¿por qué hay tanta polémica con el uso de células madre?, la polémica viene sobre de dónde sacamos éste tipo de células, ya que si utilizamos las llamadas CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS antes comentadas, esto implica iniciar el desarrollo de un embrión humano, y al llegar a un momento en el que éste tiene 16 células( 8 o 9 días desde la concepción), extraer las células madre de éste (que luego pueden cultivarse para que se reproduzcan y tener muchas más), lo que implica la interrupción del embrión al llegar a la masa de 16 células, algo que tanto la iglesia como otras instituciones y colectivos no ven con buenos ojos.

Por fortuna, hoy en día esto se ha solucionado gracias al impresionan trabajo de Shinya Yamanaka, que ha recibido éste año el premio nobel de medicina por él, y que, junto con su equipo, ha conseguido convertir CÉLULAS ADULTAS, especializadas (en concreto con unas células llamadas fibroblastos), en CÉLULAS MADRE, eliminado por tanto la polémica de cómo se obtienen, y consiguiendo unas células madre inducidas (llamas también IPS), con menos capacidad de dividirse, (menor incluso que las células madre adultas) es decir, con más limitaciones pero también menos riesgo de que el incorrecto uso de ellas llegue a provocar un cáncer, un riesgo que está muy controlado para las terapias con células madre, puesto que se tiene muy en cuenta, pero que no hay que negar que existe.

Podríamos concluir que las terapias con células madre son un tema de vanguardia, una gran esperanza para la salud humana, con mucho camino recorrido, pero todavía mucho por recorrer.

*(en realidad hay unos pocos tipos de células distintos, por ejemplo, en un cerebro no sólo hay neuronas, pero eso ahora no nos importa).