EL PAIS | GENES Y GENOMAS

JAVIER SAMPEDRO
La especie humana lleva 100.000 años sobre la Tierra, y a ninguno de sus miembros se le ha escapado que los hijos tienden a parecerse a sus padres. Es curioso que todos los intentos para explicar ese fenómeno estuvieran completamente desencaminados hasta 1865, cuando el monje austriaco Gregor Mendel dio con la clave. Y no es menos curioso que el trabajo de Mendel fuera ignorado por completo hasta 1900, 16 años después de su muerte.

Aunque hoy ya no podamos apreciarlo, la razón de esos dos descuidos es, probablemente, que la clave del funcionamiento de los seres vivos es contraria a toda intuición. Los seres vivos están compuestos por miles de máquinas microscópicas (las proteínas) que les permiten moverse, respirar, obtener energía e intercambiar materiales con el entorno. Hasta ahí todo bien. Pero lo que nadie podía imaginarse era que la información necesaria para construir todo eso se guardara en una base de datos independiente, aislada, estable a lo largo de las generaciones, transmitida de padres a hijos de forma ajena a los avatares de la existencia de cada individuo. Ése fue el gran descubrimiento del monje austriaco.

Mendel llamó factores a los elementos de esa base de datos. Hoy los llamamos genes. Y la base de datos en su conjunto se llama genoma.

Uno de los más brillantes pensadores de la historia de la biología, Charles Darwin, fue también uno de los últimos científicos en formular una teoría errónea de la herencia. La llamó pangénesis, y la publicó en 1868. Curiosamente, la pangénesis -que implicaba la mezcla irreversible de las características del padre y de la madre- era incompatible con la teoría evolutiva de Darwin, ya que cualquier característica ventajosa de un individuo se diluiría irremisiblemente en unas cuantas generaciones hasta volverse insignificante. Si Darwin hubiera tenido conocimiento del trabajo de Mendel (que había sido publicado tres años antes que la pangénesis), la historia de la biología se hubiera adelantado en varias décadas, y Darwin se hubiera ahorrado buena parte de las corrosivas críticas que sus teorías evolutivas le proporcionaron.

Pero en la vida real hubo que esperar a que, en los primeros meses de 1900, los investigadores Hugo de Vries, Erich Tschermak von Seysenegg y Karl Correns redescubrieran, cada uno por su cuenta, las leyes de la herencia. Cuando iban a publicar sus descubrimientos revisaron la literatura científica sobre el asunto y se dieron cuenta, con infinita incredulidad, de que ya habían sido publicados 35 años antes. Puede decirse, por tanto, que la genética nació en 1900, aunque su creador fuera un cadáver para entonces.

En las primeras décadas del siglo XX, el prodigioso equipo de Thomas Hunt Morgan, que trabajaba en Nueva York con la mosca Drosophila, demostró que los genes, fueran lo que fueran, debían residir en los cromosomas, unos cuerpos alargados presentes en los núcleos de todas las células. Un estudiante de Morgan, Alfred Sturtevant, llegó a deducir (sin más que cruzar unas moscas con otras) que los genes estaban dispuestos, uno detrás de otro, en largas hileras a lo largo de los cromosomas. Barbara McClintock demostró esa hipótesis más allá de toda duda en los años treinta.

Con una entidad abstracta, como lo era el gen en esa época, es muy difícil hacer experimentos. Pero una vez que la comunidad científica se convenció de que los genes estaban en los cromosomas, la experimentación bioquímica consiguió un papel protagonista en la película. Los bioquímicos sabían que los cromosomas estaban llenos de unas enormes moléculas llamadas ADN.

Y uno de ellos, el austriaco Erwin Chargaff, demostró en los años cuarenta una propiedad fascinante de esas moléculas. El gigantesco ADN está compuesto por miles de millones de compuestos pequeños llamados bases. Las bases son sólo de cuatro tipos : A (adenina), C (citosina), G (guanina) y T (timina), cuyas cantidades relativas varían de una especie a otra de animal o planta. Pero, para cualquier especie, la cantidad de A siempre es igual a la de T, y la cantidad de G siempre es igual a la de C. Chargaff podría haber deducido el secreto de la vida a partir de esas simples reglas, pero nunca dio ese paso.

Hizo falta la suma de dos mentes geniales para resolver el enigma. El británico Francis Crick y el estadounidense James Watson se conocieron en Cambridge (Reino Unido) en 1951 y, sin más armas que su gran inteligencia, su aún mayor impaciencia, las reglas de Chargaff, un poco de suerte y un par de datos que tomaron prestados de la cristalógrafa londinense Rosalind Franklin, dieron con la solución en dos años.

El 28 de febrero de 1953, Crick entró visiblemente emocionado en el pub The Eagle de Cambridge y anunció a la parroquia, compuesta mayormente por científicos del cercano laboratorio Cavendish: "Hemos encontrado el secreto de la vida". Crick no estaba exagerando.

El ADN, según acababan de descubrir Watson y Crick, es una larguísima doble hilera de bases (la célebre doble hélice). Cada hilera tiene este aspecto: "...AATCCTAGGCT..." y así millones de bases, en cualquier orden posible. Pero entre una hilera y la otra, las bases se aparean siempre siguiendo las reglas de Chargaff: A siempre con T; G siempre con C. Esta complementariedad es el secreto de la vida, porque si las dos hileras se separan, cada una puede reconstruir a la otra: por eso los genes pueden sacar copias de sí mismos, las células pueden replicarse y los seres humanos pueden reproducirse.

Otra consecuencia crucial de la estructura de la doble hélice es que la información genética (lo único que es distinto entre dos genes distintos) debe necesariamente estar contenida en el orden de las bases en la hilera, al igual que la información literaria está contenida en el orden de las letras en un texto.

El proyecto genoma viene directamente de esa teoría anunciada en el pub The Eagle. Por supuesto, llevarlo a cabo hubiera sido imposible en 1953, pero en las décadas siguientes las técnicas necesarias para determinar el orden de las bases en el ADN (para secuenciar el ADN) progresaron hasta el punto de hacer posible la descripción del genoma humano completo, compuesto por 3.000 millones de bases.

La genética nació en 1900 (en cierto sentido) y ha culminado en 2000 (en cierto sentido). No es algo tan insólito: echen un vistazo al cine y al jazz.


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Presentación El mapa de la vida, descifrado Qué es / Qué son Los hitos / La historia Noticias Gráficos Polémicas Aplicaciones Una perspectiva de futuro Mapa del web	.	Publicado en EL PAÍS el 27 de junio de 2000 EL MAPA DE LA VIDA, DESCIFRADO Lo que Darwin no supo y lo que Chargaff no vio JAVIER SAMPEDRO La especie humana lleva 100.000 años sobre la Tierra, y a ninguno de sus miembros se le ha escapado que los hijos tienden a parecerse a sus padres. Es curioso que todos los intentos para explicar ese fenómeno estuvieran completamente desencaminados hasta 1865, cuando el monje austriaco Gregor Mendel dio con la clave. Y no es menos curioso que el trabajo de Mendel fuera ignorado por completo hasta 1900, 16 años después de su muerte. Aunque hoy ya no podamos apreciarlo, la razón de esos dos descuidos es, probablemente, que la clave del funcionamiento de los seres vivos es contraria a toda intuición. Los seres vivos están compuestos por miles de máquinas microscópicas (las proteínas) que les permiten moverse, respirar, obtener energía e intercambiar materiales con el entorno. Hasta ahí todo bien. Pero lo que nadie podía imaginarse era que la información necesaria para construir todo eso se guardara en una base de datos independiente, aislada, estable a lo largo de las generaciones, transmitida de padres a hijos de forma ajena a los avatares de la existencia de cada individuo. Ése fue el gran descubrimiento del monje austriaco. Mendel llamó factores a los elementos de esa base de datos. Hoy los llamamos genes. Y la base de datos en su conjunto se llama genoma. Uno de los más brillantes pensadores de la historia de la biología, Charles Darwin, fue también uno de los últimos científicos en formular una teoría errónea de la herencia. La llamó pangénesis, y la publicó en 1868. Curiosamente, la pangénesis -que implicaba la mezcla irreversible de las características del padre y de la madre- era incompatible con la teoría evolutiva de Darwin, ya que cualquier característica ventajosa de un individuo se diluiría irremisiblemente en unas cuantas generaciones hasta volverse insignificante. Si Darwin hubiera tenido conocimiento del trabajo de Mendel (que había sido publicado tres años antes que la pangénesis), la historia de la biología se hubiera adelantado en varias décadas, y Darwin se hubiera ahorrado buena parte de las corrosivas críticas que sus teorías evolutivas le proporcionaron. Pero en la vida real hubo que esperar a que, en los primeros meses de 1900, los investigadores Hugo de Vries, Erich Tschermak von Seysenegg y Karl Correns redescubrieran, cada uno por su cuenta, las leyes de la herencia. Cuando iban a publicar sus descubrimientos revisaron la literatura científica sobre el asunto y se dieron cuenta, con infinita incredulidad, de que ya habían sido publicados 35 años antes. Puede decirse, por tanto, que la genética nació en 1900, aunque su creador fuera un cadáver para entonces. En las primeras décadas del siglo XX, el prodigioso equipo de Thomas Hunt Morgan, que trabajaba en Nueva York con la mosca Drosophila, demostró que los genes, fueran lo que fueran, debían residir en los cromosomas, unos cuerpos alargados presentes en los núcleos de todas las células. Un estudiante de Morgan, Alfred Sturtevant, llegó a deducir (sin más que cruzar unas moscas con otras) que los genes estaban dispuestos, uno detrás de otro, en largas hileras a lo largo de los cromosomas. Barbara McClintock demostró esa hipótesis más allá de toda duda en los años treinta. Con una entidad abstracta, como lo era el gen en esa época, es muy difícil hacer experimentos. Pero una vez que la comunidad científica se convenció de que los genes estaban en los cromosomas, la experimentación bioquímica consiguió un papel protagonista en la película. Los bioquímicos sabían que los cromosomas estaban llenos de unas enormes moléculas llamadas ADN. Y uno de ellos, el austriaco Erwin Chargaff, demostró en los años cuarenta una propiedad fascinante de esas moléculas. El gigantesco ADN está compuesto por miles de millones de compuestos pequeños llamados bases. Las bases son sólo de cuatro tipos : A (adenina), C (citosina), G (guanina) y T (timina), cuyas cantidades relativas varían de una especie a otra de animal o planta. Pero, para cualquier especie, la cantidad de A siempre es igual a la de T, y la cantidad de G siempre es igual a la de C. Chargaff podría haber deducido el secreto de la vida a partir de esas simples reglas, pero nunca dio ese paso. Hizo falta la suma de dos mentes geniales para resolver el enigma. El británico Francis Crick y el estadounidense James Watson se conocieron en Cambridge (Reino Unido) en 1951 y, sin más armas que su gran inteligencia, su aún mayor impaciencia, las reglas de Chargaff, un poco de suerte y un par de datos que tomaron prestados de la cristalógrafa londinense Rosalind Franklin, dieron con la solución en dos años. El 28 de febrero de 1953, Crick entró visiblemente emocionado en el pub The Eagle de Cambridge y anunció a la parroquia, compuesta mayormente por científicos del cercano laboratorio Cavendish: "Hemos encontrado el secreto de la vida". Crick no estaba exagerando. El ADN, según acababan de descubrir Watson y Crick, es una larguísima doble hilera de bases (la célebre doble hélice). Cada hilera tiene este aspecto: "...AATCCTAGGCT..." y así millones de bases, en cualquier orden posible. Pero entre una hilera y la otra, las bases se aparean siempre siguiendo las reglas de Chargaff: A siempre con T; G siempre con C. Esta complementariedad es el secreto de la vida, porque si las dos hileras se separan, cada una puede reconstruir a la otra: por eso los genes pueden sacar copias de sí mismos, las células pueden replicarse y los seres humanos pueden reproducirse. Otra consecuencia crucial de la estructura de la doble hélice es que la información genética (lo único que es distinto entre dos genes distintos) debe necesariamente estar contenida en el orden de las bases en la hilera, al igual que la información literaria está contenida en el orden de las letras en un texto. El proyecto genoma viene directamente de esa teoría anunciada en el pub The Eagle. Por supuesto, llevarlo a cabo hubiera sido imposible en 1953, pero en las décadas siguientes las técnicas necesarias para determinar el orden de las bases en el ADN (para secuenciar el ADN) progresaron hasta el punto de hacer posible la descripción del genoma humano completo, compuesto por 3.000 millones de bases. La genética nació en 1900 (en cierto sentido) y ha culminado en 2000 (en cierto sentido). No es algo tan insólito: echen un vistazo al cine y al jazz.
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