Genes: guardianes de la información

Conoce cómo la información se almacena en unidades llamadas genes, las que guardan funciones específicas a nivel celular y de organismo.


La interrogante acerca de cómo era traspasado “lo necesario” para que la información perteneciente a grupos familiares, poblacionales y especies no se diluyera en el tiempo, no tuvo respuesta hasta hace poco más de 100 años atrás. Los primeros intentos explicativos de este fenómeno fueron realizados por el sacerdote austríaco Gregor Mendel, quien en 1866 publicó sus leyes de la herencia de caracteres que pasaban de generación en generación, a partir de sus trabajos de campo realizados en arvejas (guisantes). Estos trabajos no fueron considerados hasta principios del siglo XX, y en paralelo con los avances científicos y tecnológicos que permitieron la identificación del ADN como la biomolécula responsable de almacenar la información genética de cada organismo, se estableció que dentro de esta biomolécula cada aspecto informativo está almacenado por unidades organizacionales virtuales, llamadas por los científicos, genes.  Existen muchas definiciones que explican lo que es un gen, sin embargo la más simple y universal es aquella que dice que un gen es una porción de ADN formada por varios nucleótidos, capaces de almacenar la información para una función determinada. Por mucho tiempo esta definición incluía que, para que se considerase gen a un segmento del ADN este debía expresar su información como un producto proteico, sin embargo, desde fines del siglo XX y hasta la actualidad se ha demostrado que muchos genes no expresan su información como proteínas, sino que sirven como agentes reguladores de la expresión de otros genes e inclusive de cromosomas completos, ya sea potenciando su expresión (amplificadores) o inhibiéndola (silenciadores).

Movilización de los genes

Los genetistas han descubierto que, para que la información contenida en los genes pueda pasar de generación en generación, esta primero debe replicarse, es decir, cada gen debe generar una copia o alternativa de sí mismo, la cual será enviada a una célula nueva en construcción. Esta copia no es individual, sino que opera en los organismos eucariontes de modo total al cromosoma, proceso mediado por enzimas especializadas en este proceso llamado replicación del ADN. Cuando se replica el ADN, el estado diploide de una célula somática se duplica (de 2n se pasa a 4n), por lo que al momento de la división celular, cada célula resultante queda con la misma cantidad de ADN original (2n y 2n respectivamente). Este proceso es crucial para entender como la información genética se mueve entre las poblaciones a escalas temporales inmediatas y evolutivas. Esta información, por ejemplo, no estaba disponible en tiempos de Charles Darwin, y fue una de las piedras de tope para formalizar el mecanismo explicativo de su teoría de Selección Natural por perpetuación de caracteres más aptos. Hoy se sabe que este mecanismo explicativo se vale en la selección de genes que se replican y perpetúan en el tiempo evolutivo en respuesta a las presiones selectivas que impone el ambiente. Además de la replicación, primer paso necesario para la expresión de los genes, debe ocurrir otro proceso enzimático denominado trascripción del ADN, donde la información de los genes es llevada a un lenguaje molecular más simple a través de un intermediario de ácido ribonucleico (ARN), molécula que más tarde será leída a nivel citoplasmático por los ribosomas, en el proceso de traducción del ARN y síntesis de proteínas.

Dogma central de la biología

Entendiendo el proceso de movilización de los genes a nivel intracelular y poblacional, los científicos han planteado uno de los dogmas más importantes de la biología en general, el cual establece los pasos necesarios para que la información genética sea expresada y perpetuada en el tiempo. Este es el dogma central de la biología, el cual indica que:

  • Los genes, para comenzar su expresión, deben replicarse, proceso a partir del cual pueden además movilizarse a nuevas células a través de los cromosomas.
  • Una vez replicados, los genes deben ser transcritos a un lenguaje molecular más simple para que puedan ser expresados.
  • Ya en un lenguaje molecular más simple (como ARN), los genes (a través de sus intermediarios de ARN) son leídos por los ribosomas, donde son traducidos al lenguaje de las proteínas.