Todo ser vivo, aún el más simple, tiene genes. Los genes controlan las funciones de los organismos, incluyendo metabolismo, forma, desarrollo y reproducción. La transmisión de la información genética de padres a hijos se denomina herencia y está estrechamente vinculada a los ácidos nucleicos. De ellos depende la continuidad de la vida, porque constituyen el enlace esencial entre generaciones. Desde principios de siglo, la información sobre la genética y las moléculas de la vida han experimentado notables avances.
El ADN (Acido Desoxirribo Nucleico) contiene información almacenada en una larga cadena, cuya secuencia determina la naturaleza del organismo así sea una ameba, un tomate o una vaca. La información genética de cada uno de nosotros es como una huella digital, ya que es única y personificada. Los genes son secciones particulares de esta cadena de ADN, que determina las características de nuestro cuerpo. Por ejemplo, los genes responsables de la melanina harán que en el individuo se manifieste el rasgo "cabello oscuro" o "cabello claro". Los defectos de los genes pueden causar disfunciones en el metabolismo de las células, y es el origen de muchas enfermedades genéticas. Por ejemplo, el albinismo es un defecto de la melanina. La diabetes por su parte, puede ser causada por una mutación en el gen de la insulina. La hemofilia es un defecto en los factores de coagulación de la sangre.
Una particularidad muy especial de la molécula de ADN es su forma de doble
hélice y su universalidad. No importa cuán diferente sean dos especies: el ADN
que contengan tendrá la misma estructura y naturaleza química. Siguiendo este
razonamiento, y teniendo en cuenta el concepto de gen como la unidad básica de
la herencia, es decir, la cadena responsable de las características de los
organismos, surgen algunas incógnitas: ¿Son compatibles los genes de especies
distintas? ¿Puede el gen de una especie funcionar en otra especie completamente
distinta? ¿Se puede aislar y manipular el ADN? La respuesta a todas estas
preguntas se puede resumir en un breve si.
EL CÓDIGO GENÉTICO
Curiosamente, el idioma del ADN tiene un alfabeto muy chiquito. Es decir,
el ADN esta compuesto de tan solo cuatro letras. Si nos queremos aprender el
abecedario de los genes, entonces basta con recordar la A, la T, la G y la C.
Si deseamos ser unos expertos, entonces tenemos que memorizar sus denominaciones
químicas: Adenina, Timina, Guanina y Citosina.
Esas letras básicas se combinan para
formar las frases de los genes. Las frases están hechas de palabras y signos de
puntuación. A las palabras de los genes se les llaman codones, aunque
también lo podemos encontrar como triplets porque
siempre vienen en grupos de tres. Por ejemplo, los genes siempre empiezan sus
frases con el codón ATG. Para terminar una frase, usan tres diferentes signos
de puntuación que son TGA, TAA y TAG. Es decir, la frase más corta que pueden
decir los genes consiste en ATG TGA, ya que la frase termino al siguiente codón
de que empezó. Generalmente, las frases son mucho más largas, a veces abarcando
miles de palabras. El ADN entonces es una cadena larguísima de texto usando las
cuatro letras químicas de la vida.
De una manera simple, podemos decir que
los genes son como frases individuales dentro de un texto más extenso. Esas
frases contienen instrucciones precisas de cómo hacer ciertos procesos en la
célula. Los genes son como recetas de cocina que están escritas en las páginas
acido nucleicos. Por ejemplo, la receta de cómo hacer ojos cafés, verdes o
azules.
Los capítulos de ese texto están organizados en libros separados, que son los cromosomas. El ser humano, por ejemplo, tiene 23 cromosomas diferentes, mientras que una planta como el maíz tiene 10. El núcleo de cada célula es como una biblioteca que contiene todos los libros que le corresponden a esa especie. Es decir, en la biblioteca de las células humanas encontraras las frases y las recetas para hacer un cerebro inteligente, mientras que en la del maíz encontraras las instrucciones para mantenerse verde y hacer fotosíntesis. El ADN de nuestros cromosomas es la razón por la que todos los humanos somos tan parecidos, pero al mismo tiempo, individualmente diferentes.
Aparte del lenguaje del ADN, también existe el idioma de las proteínas. Las
proteínas están hechas de aminoácidos que son una familia de moléculas que
contienen al menos dos grupos funcionales.
Las proteínas son un poco más sofisticadas, ya que su abecedario consiste de veinte letras. Si quisiésemos ser biólogos moleculares nos tendríamos que aprender sus denominaciones químicas, pero para que complicarnos la vida con esos detalles.
El ADN se comunica con las proteínas a través de un intermediario, que se llama mensajero ARN. Digamos que el ARN es como una fotocopia de algunas páginas de la biblioteca que se les entrega a los trabajadores celulares para que sigan las instrucciones de los jefes nucleicos. Para que las órdenes nucleicas se transfieran a las proteínas celulares, existe un escritor oficial que es el Ribosoma y sus ayudantes de ARN, que son como pequeños diccionarios.
Afortunadamente, los biólogos moleculares han descubierto el significado de esos diccionarios, es decir, han descifrado la forma de traducir el idioma de los genes al lenguaje de las proteínas. A esa correspondencia o traducción de unas palabras con otras se le llama código genético universal. Una de los misterios de la evolución es que el lenguaje genético es el mismo para todos los organismos vivos, y es precisamente esa característica la que ha permitido el desarrollo de todo una gama de tecnologías moleculares. Digamos que si el código genético no fuera universal, no habría ninguna de las aplicaciones de la biología moderna.
Si repasamos lo que acabamos de aprender, podríamos entonces resumirlo de esta forma: Nuestras células tienen un núcleo que es como una biblioteca. Ahí se encuentran los cromosomas que son como libros. En esos libros se encuentran los genes que contienen instrucciones como recetas de cocina. Esas instrucciones de los genes se traducen en productos como las proteínas, que son como un pastel con una forma y sabor especial.
HISTORIA DE LA ESTRÚCTURA DEL MATERIAL GENÉTICO
Con el descubrimiento de la estructura del material genético en 1953, es
decir, con la publicación de la doble hélice del ADN por Watson y
Crick, inicia una nueva etapa en la historia de la biología, ya que con ello nace
la biología molecular. La década de los setenta marca otra etapa
importante: el comienzo de la manipulación enzimática del material genético, y
por consiguiente, la aparición de la ingeniería molecular, que constituye la
más reciente evolución del mejoramiento genético. Los procedimientos que se
utilizan reciben el nombre de métodos del ADN recombinante o
clonación molecular de los genes. En el pasado se utilizaban en forma empírica
los sistemas biológicos existentes. Por ejemplo, usábamos algunas levaduras
para hacer cervezas y las bacterias para ciertos tipos quesos. Hoy, ya no
solamente se selecciona uno de esos sistemas para llevar a cabo un proceso,
sino que se tratan de optimizar atendiendo a la posibilidad real de manejar su
información genética y combinar las ventajas y características de varios
organismos.
