Page 17 - 84_02
P. 17
consumían primero la glucosa y, tras un pequeño parón, la M.ª del Carmen Avendaño López
lactosa. Para el científico, este hecho era consecuencia de
un reajuste metabólico: cuando las bacterias pasaban de la información genética se copia con exactitud.
glucosa a la lactosa se inducía la producción de enzimas
específicas para digerir esta última, y cuando pasaban de En 1955 Ochoa, junto con su discípula Marianne
nuevo a la glucosa como nutriente, dichas enzimas Grunberg-Manago, habían aislado del colibacilo la
desaparecían y reaparecían las que metabolizan la glucosa. enzima que cataliza la síntesis de ARN, denominada en un
En consecuencia, los genes podían conectarse y principio “polinucleótido-fosforilasa” y posteriormente
desconectarse como un interruptor de corriente. En polirribonucleótido nucleotidil-transferasa (30). El
colaboración con François Jacob y el bioquímico hallazgo de una enzima inédita, que hacía desaparecer el
norteamericano Arthur Pardee, un especialista en ADP de la muestra de estudio fue fortuito, puesto que la
genética microbiana, Monod descubrió tres principios científica estudiaba el papel del ATP, la ‘”moneda”
fundamentales en la regulación de los genes. En primer energética celular. Una vez aislada, esta enzima catalizaba
lugar, el ADN se mantiene intacto cuando un gen es in vitro la síntesis de poliribonucleótidos a partir de
conectado o desconectado, lo que cambia es la cantidad de ribonucleótidos difosfato, permitiendo la preparación de
ARN que produce el gen (cuando el ADN está conectado polinucleótidos sintéticos con distinta composición de
se le induce a generar más mensajes de ARN y por tanto bases. Tuvieron mucha suerte, porque in vivo (en otras
más enzimas). Además, la producción de ARN está condiciones) la reacción catalizada discurre “al revés” y la
regulada coordinadamente, de forma que cuando la fuente misma enzima degrada el ARN. Ochoa y Kornberg
de azúcar pasa a ser la lactosa las bacterias activan uno o compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina
varios genes que lo controlan todo y que Monod llamó en 1959.
operón. El operón de la lactosa está a su vez controlado
por una sola proteína que, cuando detecta la adición de Hay que mencionar aquí los trabajos de Margarita
lactosa al medio de cultivo, altera su estructura molecular Salas (otra discípula de Ochoa) con el fago F29, un virus
y desbloquea los genes implicados en su transporte y que posee solo 20 genes e infecta a Bacillus subtilis y otras
digestión (29). Finalmente, delante de cada gen hay bacterias del mismo género. Estos trabajos condujeron a la
secuencias anexas de ADN (aunque pueden también determinación de la direccionalidad de la lectura de la
encontrarse en los extremos y en la mitad de los genes) información genética y al descubrimiento y caracterización
que actúan como señales específicas de reconocimiento o de la enzima ADN polimerasa de dicho fago, que tiene
etiquetas. Cuando una determinada proteína detecta un múltiples aplicaciones biotecnológicas debido a su gran
azúcar en el medio de cultivo, reconoce una de estas capacidad de amplificación del ADN, por lo que su patente
etiquetas y activa o desactiva los genes corresponientes es una de las más rentables de España en su campo (31).
para producir más ARN y generar las enzimas necesarias
para digerir el azúcar. En resumen: un gen es una Las unidades de información genética contenidas en el
combinación de secuencias codificantes y reguladoras, ADN y empaquetadas en los cromosomas codifican
por lo que no solo posee información para codificar una mensajes para construir proteínas y determinan la forma y
proteína sino también sobre cuándo y dónde producirla. función de un organismo vivo. Así queda explicada la
pregunta de Mendel de cómo lo semejante engendra lo
La regulación de genes activados o desactivados por semejante pero, aunque es obvio que para generar
proteínas describe el mecanismo por el que se puede evolución es necesaria la diversidad genética, no queda
generar complejidad dentro de una célula, pero no explica resuelto el enigma de Darwin de cómo lo semejante
cómo se duplican los genes cuando una célula se divide en engendra lo desemejante.
dos (la replicación genética). Parecía obvio que cada
hebra de ADN podía generar una copia de sí misma, pero La diversidad puede generarse por la alteración de las
este proceso debería estar controlado por alguna enzima. secuencias de ADN inducida por productos químicos,
Ésta se denominó “ADN polimerasa”, y fue encontrada rayos X u otros agentes; por errores cometidos en la copia
por el bioquímico Arthur Kornberg (discípulo de Severo de los genes (la replicación); y por intercambio o
Ochoa) en 1958 depurando residuos bacterianos de recombinación entre cromosomas. Como ya se ha
cultivos de E. coli hasta conseguir un preparado comentado, estas recombinaciones pueden ocurrir si el
enzimático casi puro. Dicha enzima es producto de un gen ADN de un cromosoma materno se intercambia con el
que puede activarse o desactivarse por diversas señales o paterno generando un gen híbrido de ambos, pero también
reguladores. Si todo está “en orden”, las células harán por procesos más complejos. Cuando se daña el ADN y la
copias de su ADN cuando estén listas para dividirse, pero información genética resulta amenazada, el gen puede
si los propios reguladores actúan de forma caprichosa nada recopiarse de la copia de su pareja en el cromosoma, de
puede detener su multiplicación contínua y se origina el forma que una copia materna puede ser reescrita a partir de
cáncer. Con la ADN polimerasa podía crearse un gen a la copia paterna y originar un gen híbrido.
partir de sus subunidades químicas, aunque hoy se sabe
que la replicación del ADN requiere además otras En la fisiología de los genes hay una cuarta “R”
proteínas para desplegar la doble hélice y asegurar que la esencial para la supervivencia de los organismos: la
Reparación. Gracias a varios genetistas, entre ellos
132 Evelyn M. Witkin y Stephen J. Elledge, se han
identificado muchas proteínas que, como las checkpoint
kinases que regulan el ciclo celular, activan una respuesta
celular tras detectar un daño en el ADN para repararlo,
retardarlo, o detener la división celular. Estos mecanismos
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
