En abril de 1953, hace 51 años por estas fechas, James Watson y Francis Crick publican la estructura del ácido desoxirribonucleíco (ADN o DNA, de sus siglas en inglés, Ref. 1). Un trabajo que viene a representar el mayor logro científico de la segunda mitad del siglo XX y que conlleva unas connotaciones gigantescas, no sólo para la química y la biología sino para campos como la ética, la legislación, la economía, la medicina…etc.
El 14 de abril del 2003, el Consorcio internacional para la secuenciación del Genoma Humano (HGP, Human Genome Project, de sus siglas en inglés), formado por laboratorios de seis países (EE.UU., Reino Unido, Francia, Alemania, China y Japón) hizo público que se había completado la secuencia del mismo.
Fig. 1 James D. Watson (izquierda) y Francis Crick presentan en abril de 1953 sus propuesta estructural para la molécula portadora de la información genética, el ADN-DNA
El trabajo científico de Watson y Crick (y otros muchos de sus coetáneos) supuso la pieza desencadenante para el desarrollo de la ingienería genética así como la biotecnología molecular, junto con la tecnología informática y electrónica, las nuevas revoluciones industriales del siglo que viene.
Consideraciones básicas
El ADN-DNA se compone de dos cadenas de nucleótidos, moléculas formadas por una base nitrogenada (Adenina, Timina, Guanina o Citosina), un azúcar (ribosa) y un grupo fosfato (ver Fig. 2). Cada cadena se origina al formar un grupo fosfato de un nucleótido enlace fosfodiéster con la ribosa del siguiente nucleótido, alineándose los nucleótidos de esta manera (Ref. 2). Las dos cadenas de nucleótidos se entrelazan al unirse químicamente (por enlaces de hidrógeno) una base componente de una cadena con una base de la otra cadena creando una espiral en forma de doble hélice. Existen 4 bases nitrogenadas universales (A, T, G y C), y hasta el día de hoy no se ha encontrado ningún ser viviente, animal o vegetal, unicelular o pluricelular, ni siquiera bicho extraterrestre, que posea bases diferentes como portadoras de la información genética. Esas 4 bases se combinan exclusivamente por pares: la A con la T y la G con la C (ver Fig. 3). Una quinta base la Uridina, U, sustituye la función de la T en el ácido ribonucléico, ARN-RNA, pero hay que decir que el RNA está formado en la regla sólo por una cadena.
Fig. 2 El ácido desoxirribonucléico, ADN-DNA: la cadena nucleotídica
De vuelta al DNA, este es capaz de ser leído por la maquinaria celular, de forma que cada tres nucleótidos está contenida la información necesaria para generar un aminoácido. Los aminoácidos también se combinan formando cadenas, para posteriormente apelotonarse y dar lugar a macromoléculas llamadas proteínas. Las proteínas vienen a ser las herramientas celulares. Sirviéndose de ellas una célula es capaz de realizar todas sus funciones: alimentarse, generar energía, defenderse, repararse, dividirse, suicidarse, comunicar con otras células…etc. A qué se dedique cada célula depende de su dotación proteómica (las proteínas que utiliza) y esta a su vez de la información generada por el DNA. El RNA es una suerte de funcionario celular que se dedica a mediar entre la información y la maquinaria entre otras cosas.
Así pues, esos fragmentos de DNA que codifican la información necesaria para producir una proteína se conocen como genes, y al conjunto total de nuestra dotación genética como genoma. Se calcula que el ser humano posee entre 30.000 y 40.000 genes (Ref. 2). No deja de resultar irónico que exáctamente las mismas moléculas que generan un virus o una bacteria, una ortiga, un calamar o un galápago combinadas en diferente proporción den lugar a un Homo sapiens. Pero no todo es tan sencillo, los seres humanos simplemente son poco aventajados lectores de las leyes que rigen la madre naturaleza, si es que existen como tales. No todo el conjunto del DNA porta información que más tarde se transformará en proteína. Existen trozos del DNA que simplemente poseen función estructural y otros muchos para los cuáles se desconoce su función exacta. Y además ese genoma se encuentra regulado. Existen muy diversas moléculas que demandan o que impiden el proceso informativo. En respuesta a factores nutricionales: p. ej. si una bacteria dispone de glucosa o de lactosa como fuente de alimento cambia su patrón de proteínas, o factores ambientales: cuando nuestro sistema inmune comienza a producir defensas y/o respuestas químicas frente a alguna enfermedad. Esos reguladores genéticos juegan un papel primordial en el desarrollo de un ser viviente, configurando su forma (morfología) y en definitiva convirtiéndole en lo que es.
Fig. 3 El ácido desoxirribonucléico, ADN-DNA: la doble hélice
¿Nuestro gozo en un pozo?
Los caminos posibles de los que dispone la maquinaria celular se antojan cuasi innumerables. Toda una serie de reacciones y procesos físicos para determinar cualidades palpables de esa gran variedad de seres vivos que habitan este planeta. Como dijera aquél, renobrado científico, si Dios existíera sería un químico orgánico de primer orden.
El anuncio de la secuenciación del genoma humano supone todo un hito tecnológico. Ese anuncio representa la lectura completa de toda la cadena de nucleótidos que componen nuestro genoma, así mismo como poco a poco también se están secuenciando los genomas de otros organimos. Pero todavía es muy pronto para decir a qué se dedican con exactitud todo ese conjunto de genes de los que disponemos, cuándo son decodificados y cuándo no, porqué o para qué, en respuesta a tal o a pascual…etc, etc.
Con todo, el desarrollo tecnológico (basado en las aplicaciones extraídas de la biología molecular) experimentado en los últimos 50 años, en especial desde los años 70 a esta parte, ha sido gigantesco. Tómese por ejemplo el boom de la industria farmaceútica. Y el campo de posibilidades que se está abriendo es aún más abrumador, con las tanto positivas como negativas consecuencias que ello podría conllevar. Aplicaciones posibles sobre la farmacogenia, la bioinformática o la nanotecnología.
No deja de resultar curioso cómo a medida que transcurre el tiempo, la ciencia en sí, el conocimiento básico torno a cualquier materia, se vea solapada por la técnica, por la tecnología, el poder de las aplicaciones científicas. La ciencia no es “buena” o “mala”, reside quizás junto a Platón en ese idílico mundo de las ideas. Carece de propiedad moral al ser un ente abstracto y suprahumano. El hombre es quién aplica esa ciencia y para ello trabaja con la tecnología. Tómese por ejemplo las técnicas del DNA recombinante. Dicha tecnología permite la introducción de genes foráneos en un organismo hospedador para que este, en vez de deshacerse de esas moléculas invasoras, las acepte, las integre e incluso sea capaz de leerlas y transcribirlas a proteína. La técnica del DNA recombinante es la base que ha dado fruto a los organismos transgénicos. Y el resultado no es intrínsicamente bueno ni malo. Las plantas transgénicas poseen un potencial hasta ahora inconcebido en cuanto a productividad o resistencia a plagas y enfermedades. Ahora bien, la investigación científica, aparte de recursos económicos y personal cualificado, requiere tiempo. Tiempo para experimentar y corroborar, tiempo para la optimización de resultados, así como para conocer de posibles efectos no deseados. En el caso de los transgénicos, en vez de promoverse una moratoria para el estudio sistemático y exhaustivo de sus implicaciones a todos los niveles, sea extrictamente biológicos sea sociales o económicos, se ha dejado esa tecnología en manos de top-managers y brokers sin escrúpulos, para quienes la única moral válida es la ley del dinero y las subidas y bajadas de sus acciones en bolsa. En este mundo puramente estético ya pocos se acuerdan de la esencia de las cosas. Resultado: las semillas Terminator patentadas por la multinacional Monsanto (Ref. 3). Semillas que sólo son capaces de germinar un año y cuyos vástagos de la siguiente generación son improductivos. Parece que el agricultor del futuro tendrá que rascarse el bolsillo.
Ante este panorama, no es de extrañar que de los pocos de antes, alguno que otro se atemorize cuando se habla del uso de células madre para la producción de tejidos, o ante la clonación de mamíferos superiores como la oveja Dolly, muerta prematuramente con síntomas de artritis precoz. Toda la tecnología que producimos, no sirve de nada sin un uso con criterio. La cuestión tal vez sea peliaguda, pero si el ser humano es incapaz de ser responsable de sus propios actos, de comportarse de una manera lógica y racional, de aprender de sus errores y de encontrar la tan necesitada y edificante autocrítica (a ser posible constructiva), no sólo en cuanto a ciencia se refiere sino en todas las actividades y tareas diarias, entonces, puede que ese ser humano sea capaz de tales atrocidades y de otras mucho más inimaginables aún.
Erwin Chargaff, cuyas «reglas de Chargaff» establecen la equiproporcionalidad en la composición del DNA de las bases de Adenina y Timina, por un lado, y Guanina y Citosina por otro, uno de los pilares fundamentales que utilizaron Watson y Crick para llegar a proponer en 1953 su modelo estructural del DNA, decía: “hay dos núcleos que el hombre no debió haber tocado jamás : el núcleo atómico y el núcleo celular. Y la ingienería genética va a traer consecuencias mucho peores que la energía atómica (…) ¿quién podrá impedir la producción industrial de embriones humanos ? ¿quién parará la emergencia de una poderosa industria biotecnológica? Veo en el horizonte un gigantesco matadero, un Auschwitz* molecular en el que enzimas (proteínas que catalizan las reacciones bioquímicas) y valiosas hormonas serán extraídas cómo si de dientes de oro se tratara” (Ref 4).
Otra opción hubiera sido no haber salido nunca de las cavernas y disfrutar plácidamente al candor de la hoguera.
*Nota del escritor: la madre de Erwin Chargaff murió en el campo de exterminio nazi de Auschwitz.
Bibliografía y documentación:
Ref. 1 Watson & Crick, 1953. A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171, núm. 4356, pp. 737-738.
Ref 2. Alberts et al. 1994. In “Molecular Biology of the Cell”. Garland Publishing, Inc. New York.
Ref. 3 http://www.monsanto.com
Ref. 4 http://www.cnice.mecd.es/tematicas/genetica/2003_04/2003_04_04.html
Otras:
– http://www.scienceboard.net/community/perspectives.59.html
Shelley, Mary W. “Frankenstein” Editorial Pluma y Papel.
Gattaca, 1997. EE.UU. Guión y dirección: Andrew Nicoll.
David López Herráez-Von Kayoyen. Heidelberg. Alemania.
Equipo de Redactores, El Inconformista Digital.
Incorporación – Redacción. Barcelona, 15 Abril 2004.