Variabilidad genética, padres e hijos

En esta entrada, quiero explicaros brevemente, de forma que todo el mundo pueda entenderlo sin haber
oído sobre el tema, lo que es  la variabilidad genética.

Los que tengáis hermanos, bueno, o los que conozcáis a gente con hermanos, ¿son iguales? No, son todos diferentes, aunque procedan de los mismos progenitores (padre y madre). Pero si se supone que en todos los casos, el espermatozoide y el óvulo que se unen en un cigoto proceden del mismo individuo, ¿no deberían tener la misma información?. Pues eso no es así, la información se combina de maneras muy distintas (ahora lo explicaré con más detalle), es lo que llamamos variabilidad genética.

Lo que voy a explicar  es para tener claro el concepto de variabilidad, nada más, en las posteriores entradas ya me detendré más conforme profundicemos en el tema.

Bien, sabemos que los seres humanos tenemos 23 pares de cromosomas diploides, que durante la mitosis (reproducción celular), se separan juntos. Los espermatozoides tienen 23 cromosomas, y los óvulos, otros 23 homólogos, o diploides, que se juntan. Por esa razón, nosotros no contenemos toda la información genética de nuestro padre, ni toda la de nuestra madre, si no que escogemos de ellos determinada información genética. 

Esto hace, que nuestros hermanos y nosotros, no seamos iguales, ya que hay infinitas combinaciones, puesto que los cromosomas en la mitosis se combinan entre ellos, y solamente escogemos un par de cromosomas de cada gameto para dar el nuevo descendiente, por lo que los hermanos pueden no parecerse en nada.

Esta variabilidad genética es la misma que hace que seamos niños o niñas, y en este caso depende del padre, pues las mujeres tienen dos cromosomas x, mientras que el hombre tiene uno x y otro y. Si el gameto contiene el x, será niña, y si contiene el y, será niño.

La variabilidad genética es lo que genera la evolución,  puesto que hace que todos seamos distintos y así sobrevivan los mejores, los que tienen mejores genes. Por ejemplo, en un país donde la gente tiene muchos hijos, la gente va a evolucionar más rápido, gracias a esta variabilidad.

Espero que con esta entrada hayáis comprendido el concepto de variabilidad genética, y la relevancia que tiene para todos.

ADN y ARN, comparado con la jerarquía de la empresa

Es verdad que el ADN tiene la información necesaria sobre como tenemos que ser, algo así como los planos de un edificio, que indica donde van las tuberías, los circuitos eléctricos, etcétera...

También debemos saber que nuestras características se deben en parte a la síntesis de proteínas, y la información sobre como tienen que ser esas proteínas las tiene el ADN. Nos imaginamos que el ADN tiene nuestra información guardada como si fuese una fotografía de cada uno, pero no. La información genética (genes) se expresa en nosotros por las reacciones químicas que producen las proteínas, y que hacen que tengamos el pelo rubio o moreno, ojos azules, verdes o negros, el pelo liso, rizado u ondulado... Pero el ADN no elabora proteínas. Las produce el ARN (en realidad fabrica aminoácidos, que se combinan entre ellos de maneras muy distintas para dar lugar a todo tipo de proteínas).

El ADN en las células eucariotas está en el núcleo, bien protegido para que sufra los menos daños y mutaciones posibles. Digamos que sería como el jefe de una empresa, que tiene la información sobre el funcionamiento de la empresa, sobre como tiene que ir todo, pero el no realiza el trabajo. Él, por decirlo de alguna manera, guía. Y da las instrucciones sobre como tienen que ir las cosas a su secretario, el ARN. 

El ARN es similar al ADN, en vez de desoxirribosa tiene ribosa, y en lugar de la base nitrogenada timina, tiene uracilo. Bien, pues para transmitir la información, el ARN transcribe lo que le dice el jefe, el ADN. El ADN abre las hélices, y el ARN pone las bases nitrogenadas complementarias de una de las hélices. Estamos hablando del ARNm (mensajero) pues es el que tiene la información sobre como tienen que ser las proteínas que se formen.

El ARN mensajero que sale del núcleo, va a los ribosomas, que son como el despacho o laboratorio donde se realiza el trabajo, y está formado también por ARN, en este caso ribosómico, pues forma el orgánulo. Entonces, el ARN mensajero (secretario del ADN) manda las instrucciones, y el ARN transferente (empleados) fabrican aminoácidos y cuando se juntan varios, proteínas.

En esta imagen el DNA o ADN es el jefe, el ARNm es el secretario, el ARNr es el despacho, y el ARNt es el trabajador u obrero.

Es una manera extraña de explicar el proceso de traducción y transcripción del ADN, pero espero que os haya servido para entenderlo un poco mejor, ¡a mí me ha servido hacerlo!

¿Guardar información en el ADN?

Sí, suena muy raro, pero con la siguiente explicación, espero entendáis que es posible:

Nuestro genoma, es decir, el conjunto de nuestra información genética, está formado por una secuencia de combinaciones entre lo que llamamos bases nitrogenadas del ADN (timina con adenina y citosina con guanina). Es verdad que la información está contenida en el ADN, pero de lo que dependen las características de éste son las bases nitrogenadas. Para recordar lo que eran las bases nitrogenadas, os recomiendo que echéis un vistazo a  la entrada anterior.

Pueden parecer pocas combinaciones , solo dos, aunque hay que tener en cuenta que el ADN tiene una estructura de doble hélice, y puede variar la posición de las bases (no es lo mismo una combinación AT que TA o CG que GT). Además, las combinaciones pueden seguir muchos órdenes diferentes.

En este sentido es como un ordenador, que funciona leyendo dos dígitos: 0 y 1 (en el caso del ADN son las bases nitrogenadas), y a partir de ahí se pueden formar infinitas combinaciones y guardar la información.

Bien, pues lo que se propone la ciencia, nada más y nada menos, es pasar las combinaciones de 0 y 1 a las del ADN. Puede parecer una locura, pero lo cierto es que presenta muchas ventajas: es muy barato (en cuanto a materia prima se dice, pues la técnica todavía es muy cara), y dura mucho (10000 años comparado con un DVD, que es de plástico y se degrada relativamente rápido.)

Para que os hagáis una idea, los humanos tenemos 46 cromosomas, y cada uno de ellos tiene 150 millones de pares de bases. Multiplica 150×46, 6900 millones de pares de bases, 6900000000 pares de bases, y eso solamente en una célula, hablamos de bastante información...

"La densidad de almacenamiento es de unos dos petabytes por gramo, equivalentes a 2.000 terabytes: dos mil veces la capacidad del disco duro de un ordenador casero, más o menos."

¿Podríamos hablar de una futura "industria del ADN"?¿Es el futuro almacén de la información?¿Sustituiremos los pen drives, discos duros de plástico por los de ADN?