Los orígenes del código genético

El misterio más profundo sobre el origen de la vida es cómo surgió el código genético universal, es decir, el diccionario que traduce el lenguaje de los genes (una hilera de bases) al lenguaje de las proteínas (una hilera de aminoácidos). Ni los genes ni las proteínas sirven de nada sin ese diccionario, y la paradoja es que el propio diccionario está hecho de genes y proteínas. El investigador español Lluís Ribas de Pouplana ha atisbado una forma de disipar esa pesadilla escheriana.

El 'diccionario' primitivo contenía sólo unas cuantas 'palabras' para significar 7 u 8 aminoácidos

Puesto que el diccionario genético es virtualmente idéntico en todas las especies existentes, su invención debe ser anterior a la aparición sobre la Tierra del primer ser vivo propiamente dicho, la célula primitiva de la que procedemos todos los organismos del planeta. Analizar el diccionario es, por esa razón, la mejor forma de meter las narices en el enigma del origen de la vida, en los oscuros tiempos en que los seres vivos ni siquiera merecían ese nombre.

Un gen no es más que la información necesaria para construir una proteína. Todas las proteínas que existen sobre la Tierra están hechas de sólo 20 aminoácidos distintos, enlazados uno detrás de otro en cualquier orden, como un collar fabricado con 20 tipos de caracolas. Lo único que distingue una proteína de otra es el orden de los aminoácidos en el collar.

Las proteínas son las nanomáquinas que ejecutan todas las tareas en los seres vivos, y la tarea de traducir los genes a proteínas no es una excepción. El sistema de traducción es de una complejidad mareante, pero la lógica de su funcionamiento es relativamente simple (hasta el punto de que fue deducida hace 40 años, sin necesidad de dato experimental alguno, por el gran científico británico Francis Crick).

Un gen es una larga hilera de bases (letras químicas). Cada serie de tres bases en un gen significa un aminoácido en la proteína correspondiente. Las siguientes tres bases en el gen significan el siguiente aminoácido en la proteína, etcétera. No existe ninguna relación física inevitable entre cada serie de tres bases y el aminoácido correspondiente. Entonces, ¿en qué se basa la traducción de la una en el otro?

Pues se basa en un truco sucio y aparentemente arbitrario. El truco sucio son los adaptadores (o tARN) predichos por Crick y que, sencillamente, llevan tres bases en un extremo que se acoplan a las tres bases del gen (por las mismas reglas de complementariedad entre bases que mantienen juntas las dos hileras del ADN) y un aminoácido en el otro. Algo así como un palillo que lleva pinchada por un extremo la palabra manzana y por el otro... ¡una manzana!

Bien, pero ¿de dónde salen esos adaptadores? Los construye un grupo de 20 proteínas denominadas, horriblemente, aminoacil-tRNA sintetasas, una por cada aminoácido distinto. Estas 20 proteínas son el diccionario genético: las responsables únicas de que cada serie de tres bases signifique un aminoácido y no otro.

Los estudiosos del origen de la vida se enfrentan aquí al más ponzoñoso de los círculos viciosos. Para que un ser vivo funcione necesita genes, proteínas y el diccionario que transforma los unos en las otras. Pero el diccionario es un grupo de 20 proteínas. La información necesaria para construirlas está en 20 genes. Pero esa información no puede leerse sin las 20 proteínas que forman el diccionario.

Lluís Ribas de Pouplana (gerundense) y Paul Schimmel, ambos del Scripps Research Institute (La Jolla, California), han descubierto (Cell, 26 de enero) que las 20 proteínas del diccionario se pueden dividir en tres pares de clases, según un criterio inesperado y enigmático: por cada proteína de una clase que se pega a un adaptador (o tARN), hay una de su clase enfrentada que se puede pegar al mismo adaptador al mismo tiempo.

Las 20 proteínas del diccionario así clasificadas dividen, lógicamente, a los 20 aminoácidos existentes en también tres pares de clases. Y la clasificación de los aminoácidos que resulta de ello no es, en absoluto, arbitraria. Los aminoácidos de una clase y los de su clase enfrentada tienen una estructura química muy similar.

Lo anterior no puede ser fruto de una casualidad: debe de querer decir algo. Ribas y Schimmel creen haber dado con una pista esencial sobre cómo era el código genético a medio formar. Proponen que el diccionario primitivo sólo contenía unas cuantas palabras para significar siete u ocho aminoácidos, en lugar de los 20 actuales, y que las proteínas del diccionario funcionaban a pares por entonces. Explicar cómo surgió ese código primitivo todavía es un problema, pero desde luego es un problema muchísimo menor que formar de golpe el código actual con sus 20 aminoácidos. El gradualismo darwiniano se ha abierto camino en la oscura noche de los tiempos.