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Copias casi perfectas

Copias casi perfectas
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Los humanos no relacionados familiarmente difieren en torno a un 0,1% del ADN, suficiente para justificar la medicina personalizada

ALBERTO REQUENA

La molécula de ADN es enormemente larga. La longitud del ADN contenido en una célula se estima en unos dos metros. Hay unos 3.200 millones de pares de bases repartidos en 23 cromosomas. La compacidad que alcanza es extraordinaria gracias a la flexibilidad de ciertas conexiones entre bases, que permiten giros de la estructura y el empaquetamiento, incluso los bucles circulares que lo confinan en espacios minúsculos. La incógnita es el mecanismo por el cual este ovillo extendido en forma de hélice, cómo se dispone para que se pueda leer una secuencia del genoma enterrada en el ovillo de ovillos que se forman para lograr la compacidad.

Una analogía útil es pensar en el ADN como si fuera los libros en las estanterías de una librería. Si pretendemos leer uno de ellos, tenemos que ir a la sección correcta, a la balda adecuada y al libro concreto a leer, para disponer de él, abrirlo en el capítulo correcto y comenzar en la parte que nos interesa. Se trata de emular esto en una célula. Hay proteínas que llevan a cabo las funciones necesarias para que ello ocurra, para lo cual reestructuran los cromosomas para proporcionar acceso a las partes que en cada caso son objetivo de implicación en el proceso concreto. Se pueden idear marcadores para incluirlos en el ADN. De hecho, un carbono en forma de grupo metilo, añadido a la citosina, perturba muy ligeramente la estructura del ADN y permite que las proteínas que buscan a lo largo del ADN, lo localicen como una parte diferente. El proceso se conoce como metilación y forma parte de la epigenética, que es como una especie de supercódigo por encima de la secuencia de las bases que silencia ciertos genes que no son necesarios. Pero no es suficiente, ya que precisamos encontrar el gen que vamos buscando en la hélice enrollada y con bucles de los nucleosomas, como si fuera una especie de gusano. Una vez que encontremos el punto de comienzo de un gen, estamos en condiciones de transcribir la secuencia y fabricar el RNA.

En la transcripción se copia el negativo o complementario del formato positivo del ADN. Las dos tiras del ADN soportan dos códigos genéticos y dos versiones complementarias. Watson y Crick lo describieron con los conceptos de apareamiento de bases, de forma que la guanina (G) forma tres enlaces de hidrógeno con la citosina (C) y la adenina (A), dos enlaces de hidrógeno con la timina (T). Toda la información contenida en una de las hebras del ADN tiene su copia completa, aunque como su negativa. En la transcripción solamente se copia la hebra original del ADN, sintetizando una hebra complementaria de ARN, denominada ARN mensajero, basado en ribosa como azúcar en lugar de dexoxiribosa, e incluyendo uracilo en lugar de timina. La diferencia es un grupo metilo suficiente para darle una forma diferente a la hélice que permite funciones especializadas en la célula.

El concepto de copiado del ADN está implicado en la replicación además de la transcripción, en que ambas hebras del ADN sirven como patrones para hacer dos copias complementarias, pretendidamente perfectas, del genoma. Es lo que se precisa para la división celular. Es un proceso complicado en el que se requieren unas 20 proteínas para actuar como polimerasas o enzimas para situar los monómeros de A, T, G y C en la secuencia apropiada. ¿Cómo es posible efectuar una copia de más de 3.000 millones de bases del genoma humano cometiendo, como mucho, un error? Las enzimas polimerasa hacen algo de eso. Tan solo cometen un error en 10.000 bases al sintetizar el ADN. Son polimerasas de alta fidelidad que manejan un dominio de 'comprobación de lectura' que chequea la secuencia asegurando que las bases son complementarias. El error asociado a este proceso es inferior a 1 en 10 millones de bases. Es una forma de reparar las enzimas antes de la transcripción y la replicación. Si encuentran perturbaciones en la hélice, actúan como tijeras que cortan la parte inconveniente y una polimerasa especializada pone la base correspondiente a la opuesta. Así se copian más de 3.000 millones de bases en el ADN, casi perfectamente. No obstante, necesitamos alguna variación en nuestro genoma, porque de lo contrario no habría lugar para la adaptación y la evolución. Los humanos, no relacionados familiarmente, diferimos en torno a un 0,1% del ADN, suficiente para justificar la medicina personalizada.

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