Del ADN a la proteína.

En la entrada anterior comentamos qué es el ADN y cuál era su importancia, y que debido a su papel en el mantenimiento de la vida es necesario que ocurran pocos errores en su secuencia. Estos errores en el código genético pueden dar origen a mutaciones. En esta entrada comentaré de forma general cuales son los pasos necesarios para que el ADN origine proteínas y que cada paso es susceptible de que ocurran fallos. Estos fallos son minimizados por el correcto funcionamiento de otras proteínas que se encargan de detectar anomalías en el ADN y corregirlas.

Existen algunos pasos en los que la célula puede cometer errores a lo largo de todo el proceso de la síntesis de proteínas, y este proceso comienza con el paso de transformación de la información genética (ADN) en un intermediario entre ADN y proteína. Este intermediario se llama ARN mensajero (ARNm). La diferencia existente entre ADN y el ARNm es que el segundo corresponde a una fracción muy pequeña de todo el ADN, consta de una única cadena (ya no es una “cremallera” sino una hebra), y que T se ha sustituido por U. Esta fracción corresponde al tramo de ADN que contiene la secuencia necesaria para sintetizar en último término la proteína. Así que imaginemos que tenemos una secuencia de ADN, y que el código de interés se encuentra en la secuencia marcada en negrita:

…GTCCATTAACCGGGTACACATGATTCCAGAGTGTCAGAAATGATAGGGCATAGACAGATTT…

…CAGGTAATTGGCCCATGTGTACTAAGGTCTCACAGTCTTTACTATCCCGTATCTGTCTAAA…

Así, una de las cadenas de la doble hebra de ADN servirá de molde para que una molécula (ARN polimerasa) sintetice el ARNm. Prácticamente será la misma secuencia, pero solo se copiará la secuencia que contiene la información necesaria para dar origen a la nueva proteína. En el caso que ARN polimerasa copie la cadena de arriba, tenemos lo siguiente:

AAGGUCUCACAGUCU

Notemos que la secuencia es la misma que la cadena de abajo pero se han cambiado las T por U. Posteriormente, esta secuencia sirve a su vez como molde para la síntesis definitiva de las proteínas. Básicamente, cada hebra de ARNm dará lugar a una determinada proteína que vendrá definida por la propia secuencia de moléculas que la formen. Sin embargo, la lectura de este código se realiza de modo diferente. En este proceso intervienen las llamadas ARN de transferencia (ARNt). Estas moléculas van a leer el código de tres en tres unidades, y para cada trío de unidades lo interpretará como una nueva unidad (aminoácido) pero de otro código diferente. Este paso puede asemejarse a la traducción de una frase en español a los símbolos correspondientes de chino. Realmente la obtención de la proteína a partir de ARNm se le denomina Traducción, porque sencillamente es la transformación de un código a otro distinto.

Así, siguiendo con el ejemplo, la secuencia anterior se leería de tres en tres unidades:

AAG-GUC-UCA-CAG-UCU

Y para cada combinación de tres unidades existe una molécula, es decir que le corresponde un determinado símbolo del código que forman las proteínas. En este caso correspondería a:

Lys-Val-Ser-Gln-Ser

En la cadena de ARNm tenemos 5 tríos que dar lugar a una proteína de cinco unidades.

Para resumir, el ADN se copia a una cadena de ARN y esta sirve a su vez como molde para dar origen a una proteína determinada por la propia secuencia de ARN. Son tres grandes pasos necesarios para la síntesis de proteínas y en cada uno de ellos pueden ocurrir errores. Estos errores, si no son corregidos por la célula (normalmente la eficiencia de corrección es muy alta), pueden causar defectos importantes en el desarrollo del organismo generando todo tipo de enfermedades.

Imaginaos que en la secuencia de ARNm que nos ha servido de ejemplo se ha cambiado una de las moléculas por otra debido a una mutación en el ADN de origen.

AAG-GAC-UCA-CAG-UCU

En el momento de la traducción al código de las proteínas, no tendríamos la misma proteína sino que sería:

Lys-Asp-Ser-Gln-Ser

Cada unidad de la proteína tiene unas características diferentes que dan las propiedades a la proteína final. Este cambio puede no tener una repercusión importante en la función de la proteína o contrariamente puede anular completamente su actividad. Imaginad que la secuencia de ADN que dará origen a una proteína importante para el correcto funcionamiento del organismo, por ejemplo la insulina, sufre una mutación en el código y que esta cambia un par de aminoácidos importantes para el mantenimiento de la propia estructura de la proteína. En este caso, la insulina no podría ejercer su función sobre el metabolismo de la glucosa, lo que conllevaría a efectos perjudiciales para el organismo. Así, que ese error en la secuencia de ADN se ha convertido en una mutación al no haberse corregido con la consiguiente repercusión en la correcta síntesis de proteínas.

En la siguiente entrada llegaré al tema concreto de las mutaciones y citaré algunas enfermedades que pueden originarse debido a estos fallos del sistema, que a veces ocurren de forma aleatoria pero que muchas veces son inducidos por exposición a agentes mutagénicos.

El ADN es una secuencia repetida de cuatro tipos de moléculas.

Para entender un poco cual es el origen de un cáncer debemos tener claro algunos conceptos referentes al ADN y los procesos que están relacionados con él.

En primer lugar, el ADN es una secuencia de unos tres mil millones de moléculas (nucleótidos), en el caso de una célula animal típica. Una imagen sencilla y que nos ayudará a entenderlo mejor es pensar en el ADN como una cremallera. Para ver lo increíble que es la biología de nuestro organismo, cada célula contiene ADN de una longitud de un metro de tamaño. La célula tiene sus mecanismos para enrollar esta “cremallera” en el núcleo de la célula, y una célula animal normal suele medir unas mil veces más pequeña que un milímetro. Esta cadena se superenrolla formando los cromosomas (que tienen forma de X).

El ADN, al igual que una cremallera, está formado por dos cadenas, y ambas están unidas entre sí de forma muy específica. Pensad que cada diente de la cremallera es una molécula de los 3 mil millones, y que cada diente está emparejado con otro diente de la cadena de enfrente. A lo largo del ADN se van repitiendo cuatro tipos de moléculas diferentes (A, T, G y C), y solo forman pareja con uniones estables A-T y G-C, no es posible una unión A-G o T-C. Así, siguiendo con el símil de la cremallera, imaginad que tenemos una cremallera de un metro y que a lo largo de ella se van repitiendo dientes de cuatro colores diferentes. Cada diente coloreado simboliza un tipo concreto de molécula. Para hacer coincidir el nombre de cada molécula con la inicial de un color pongamos que tenemos en nuestra “cremallera genética” los colores Amarillo, Topacio, Gris y Colorado (lo siento, no se me han ocurrido otros). Un diente Amarillo de una cadena de la cremallera estará unido con un diente Topacio de la cadena de enfrente, y de igual forma, un diente Gris estará unido con un diente Colorado. Visualmente podemos tener un número infinito de combinaciones de colores/moléculas en una cadena de ADN. Un ejemplo de una millonésima parte del ADN puede ser:

TTCCAGAGTGTCAGA

AAGGTCTCACAGTCT

¿Por qué es importante el ADN y esta secuencia repetida de moléculas?

El ADN contiene toda la información necesaria para que se vayan sintetizando las proteínas. A partir del ADN se irán produciendo de forma continua y regulada por muchos factores todas las proteínas. Cada proteína ejerce su función particular y estas funciones son necesarias para todo tipo de procesos que ocurren en las células con el objetivo final del desarrollo del organismo. Algunos ejemplos de proteínas conocidas comúnmente son insulina y hemoglobina. Todo ser humano necesita que en su organismo se sintetice la proteína insulina para que la célula pueda captar el azúcar (glucosa) del torrente sanguíneo e incorporarla a su interior para alimentarse [pensemos que cada célula es como una pequeñísima unidad de nosotros mismos, que necesita alimentarse y respirar]. Si no se produjera la insulina, la célula no captaría la glucosa (esta se acumularía en la sangre), no podría obtener la energía necesaria para sobrevivir y entraría en un estado de estrés con la consiguiente muerte celular y del organismo entero. También necesitamos que nuestras células sinteticen la proteína hemoglobina. Esta se encuentra en los glóbulos rojos y permite la captación de oxígeno para llevarlo a las células y a su vez retira el CO₂ generado en ellas. Así que cumple una doble función, oxigena y desintoxica las células. Son ejemplos muy exagerados, ya que si ocurriera un fallo en la síntesis de estas proteínas, el organismo moriría en el acto. Pero existen muchas enfermedades que tienen su causa en errores en la síntesis final de las proteínas.

Más adelante se explicará qué procesos ocurren en el ADN (copia, síntesis de mARN y proteínas) y cómo pueden ocurrir fallos durante la copia del ADN y en la síntesis de proteínas, pero por ahora hemos de tener claro la imagen (cremallera) del ADN y que su secuencia es importante para que se sinteticen adecuadamente las proteínas.

Nuestra verdadera identidad.

Debe haber una razón muy profunda en nosotros que pueda explicar porqué nos molesta que digan o escriban mal nuestro nombre y apellidos. Básicamente rechazamos que nuestra identidad se vea alterada. Nuestro nombre es el que es, así lo decidieron nuestros padres, y nos puede gustar más o menos, pero no toleramos que no incluyan un acento, que digan otro apellido totalmente diferente, ni tan siquiera que le cambien una única letra. Esta es la identidad que han decidido que tengamos, es la identidad que nos han impuesto y que nosotros hemos adoptado y asumimos como propia. Sin embargo, existe una identidad natural y que es la única que nos define tal y como somos, e incluso nos define tal y como hemos sido y seremos. Me refiero a la identidad genética, a nuestro código genético.

En esta y en sucesivas entradas me propongo exponer algunas ideas básicas sobre la función del ADN en el desarrollo normal de nuestro cuerpo, pero con la finalidad de destacar que nuestro código genético nos define a nosotros y que una acumulación de errores en él puede originar diferentes tipos de cáncer. No sé si el sentimiento de defensa de nuestros nombres tiene un origen común con el de la defensa de nuestro código genético, pero creo que este segundo se está desarraigando de nosotros.

En la época que actualmente vivimos disponemos de una información valiosísima y exclusiva que ningún ser humano ha podido tener anteriormente. Disponemos de la secuencia de nuestro ADN y de la de otros organismos. Ahora sabemos que nos parecemos a otros seres vivos mucho más de lo que pensamos, por ejemplo, que el genoma de un chimpancé y un ser humano comparten casi un 99% de similitud. Únicamente ese 1% nos diferencia entre unos y otros. A pesar de disponer de esa información y de todo el conocimiento científico que existe en relación a ello, no llegamos a captar la importancia y la utilidad que tiene. Hablar sobre el código genético da mucho juego, pero lo que a mi realmente me interesa es tomar pinceladas de todo ese conocimiento para entender y transmitir que pequeños cambios en nuestra identidad genética pueden tener efectos desastrosos para nuestra salud, y en definitiva para nuestra calidad de vida.

En una era en la que existen tantos agentes tóxicos y agresivos para nuestra salud, solo somos capaces de alejarnos de aquellos que nos suponen un daño físico directo. Sin embargo, existen otros muchos que son absorbidos por nuestra piel y pulmones que no dañan en un primer momento, sino que exposición tras exposición pueden dar origen a mutaciones y estas pueden derivar en varios tipos de cáncer.

La palabra cáncer ya no significa muerte, pero se pronostica que seamos unos enfermos crónicos, enfermos con tumores en diferentes fases de desarrollo y que muy posiblemente no sean causa de muerte pero sí serán causa de una deficiencia en la salud general. La mejor herramienta de combatir el cáncer es la prevención (aunque es cierto que la predisposición hereditaria es también importante), pero para ello es esencial tener un conocimiento básico.

En sucesivas entradas me centraré en este tema, y procuraré simplificarlo mientras yo mismo aprendo del mismo, desmintiendo algunas ideas erróneas y tratando el tema desde el punto de vista científico y hablando como lo que es, una enfermedad muy común pero que tememos descubrir a nuestro alrededor.

El objetivo principal es que entendamos que nuestro ADN es nuestra identidad, y esta es la que debemos defender en todos los aspectos.