¿Compraría un libro con más del 98 por ciento del texto escrito en galimatías? La biología no tiene negocio en la industria del libro, pero sigue escribiendo una guía fascinante: el ADN. Nuestro manual genético contiene las instrucciones para las proteínas que componen y alimentan nuestros cuerpos. Pero menos del 2 por ciento de nuestro ADN en realidad codifica para ellos.
El resto, el 98,5 por ciento de las secuencias de ADN, es el llamado «ADN basura» que los científicos durante mucho tiempo pensaron que era inútil. Los estiramientos sin codificación de proteínas parecían frases galimatías en un borrador de libro: escritura inútil, quizás olvidada. Pero una nueva investigación está revelando que las partes» adictivas » de nuestro genoma podrían desempeñar un papel importante, no obstante.
Palabras sin significado
La naturaleza tiene una forma peculiar de escribir. Nuestra escritura genética utiliza solo cuatro letras: A, G, C y T. Las combinaciones largas de estas letras forman nuestros genes, que informan la construcción de proteínas. Pero el proceso de elaboración de proteínas no es tan sencillo como leer una receta de cocina. Antes de unir las proteínas, el ADN se transcribe en hilos de ARN que se cortan y se vuelven a ensamblar en trozos más pequeños.
Durante el corte, los estiramientos no codificantes, la basura, se descartan, lo que significa que ni siquiera se acostumbran a hacer proteínas. Por qué la naturaleza lleva tanto material aparentemente innecesario en su guía es una pregunta que los investigadores continúan reflexionando. La explicación más lógica es que este «ADN basura» podría no ser tan inútil después de todo.
Funciones para lo inútil
Casi una década después de la finalización del Proyecto Genoma Humano, que nos dio la primera lectura completa de nuestro script genético a principios de siglo, un equipo de más de 400 científicos lanzó lo que llamaron la Enciclopedia de Elementos de ADN, o CODIFICAR para abreviar. La colaboración internacional exploró la función de cada letra en el genoma. Los resultados de la empresa masiva exigieron una reevaluación del ADN basura. Aunque menos del dos por ciento del genoma produce proteínas, alrededor del 80 por ciento realiza algún tipo de función.
Lo que entraba en la definición de funcionalidad de ENCODE era bastante amplio, sin embargo. Cualquier «actividad bioquímica» era un juego limpio: transcribirse en ARN, incluso si se cortaba más adelante en el proceso, las secuencias calificadas como funcionales. Pero muchas de las secciones «basura» tienen funciones importantes, incluida la regulación de cómo se transcribe el ADN y se traduce de allí a proteínas. Si las secuencias codificantes de proteínas son las notas de una sinfonía, entonces algunas de las secuencias no codificantes actúan como el director, influyendo en el ritmo y las repeticiones de la obra maestra.
Pero no todo el ADN basura podría tener un uso funcional. En un estudio publicado en Molecular Biology of the Cell en 2008, los científicos limpiaron el ADN basura del genoma de la levadura. Para genes particulares, se deshicieron de los intrones, las secciones que se cortan después de la transcripción del ADN. Informaron que la extracción de intrones no tuvo consecuencias significativas para las células en condiciones de laboratorio, lo que respalda la idea de que no tienen ninguna función.
Pero los estudios publicados en Nature este año argumentaron lo contrario. Cuando los alimentos escasean, los investigadores encontraron que estas secuencias son esenciales para la supervivencia de la levadura. La utilidad de estos intrones podría depender del contexto, argumentan estos estudios, aún lejos de ser basura.
Basura útil
Otros avances de investigación en la última década también sugieren que el «ADN basura» podría ser material genético mal entendido. Los científicos ahora han vinculado varias secuencias no codificantes a varios procesos biológicos e incluso a enfermedades humanas. Por ejemplo, los investigadores creen que estas secuencias están detrás del desarrollo del útero y también de nuestros pulgares oponibles. Un estudio publicado en Annals of Oncology el año pasado mostró que un segmento de ADN no codificante actúa como un botón de volumen para la expresión génica, lo que en última instancia influye en el desarrollo del cáncer de mama y próstata. Y un estudio en Nature Genetics de este año descubrió que las mutaciones fuera de las regiones codificadoras de genes pueden causar autismo.
Explorar el papel de las secuencias no codificadas es ahora un área de intensa investigación. Cada vez hay más pruebas que sugieren que estas secuencias sin codificación podrían ayudar a derrotar el tratamiento del cáncer, y los expertos ahora las ven como herramientas prometedoras para el diagnóstico del cáncer.
A pesar del número de funciones atribuidas al ADN basura, algunos investigadores todavía creen que la mayor parte del código genético es inútil. Dan Graur, un biólogo evolutivo de la Universidad de Houston, cree que al menos el 75 por ciento no tiene función.
Para obtener el número, Graur utilizó modelos matemáticos para determinar cuánto ADN podría ser útil. Consideró la frecuencia de mutaciones perjudiciales — cambios dañinos o roturas en la doble hélice — que nuestro genoma adquiere con el tiempo, junto con las tasas de fertilidad. Debido a que esas mutaciones pueden ser letales, Graur estima en un artículo de 2017 en Genome Biology and Evolution que no más de una cuarta parte de nuestro código genético puede ser funcional, más y acumularíamos mutaciones mortales a un ritmo insostenible.
Quedan preguntas y mucho debate en torno al ADN basura. Si Graur tiene razón, una gran parte de ella podría ser solo páginas de scratch que protegen las cosas útiles de las mutaciones. Pero eso no está tan mal para un material adictivo, ¿verdad?