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Reportaje:

La clave que distingue a los gemelos

El ambiente y el envejecimiento causan cambios diferenciales en la activación de los genes de dos hermanos idénticos

Los gemelos idénticos u homozigóticos son auténticos clones naturales, puesto que nacen con los mismos genes. Pero esta identidad genética no da lugar a dos personas iguales: con los años disminuye su parecido físico, tienen diferente susceptibilidad a las enfermedades, desarrollan personalidades distintas y hasta puede ocurrir que un gemelo sufra una enfermedad genética como el cáncer y el otro no. ¿Qué origina estas diferencias? "El ambiente" es una respuesta demasiado burda para un científico, pero hasta ahora no había otra. Un grupo de investigadores, españoles en su mayoría, ha encontrado que la clave está en el epigenoma y la epigenética.

Las diferencias observadas en los gemelos (1 de cada 250 nacimientos) se deben a las variaciones de pequeñas marcas químicas del ADN, que en la especie humana contiene unos 25.000 genes. Los gemelos tienen el mismo genoma (los 25.000 genes iguales) pero difieren en su epigenoma (el patrón de marcas químicas), según ha constatado el equipo de Manel Esteller, director del Laboratorio de Epigenética del Cáncer del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). La importancia de estas variaciones epigenéticas es que pueden activar o inhibir la expresión de algunos genes, y esto es lo que explicaría, según los científicos, las diferencias físicas o de susceptibilidad a enfermedades.

La epigenética explica cómo actúan sobre los genes el ejercicio, el tabaquismo o la dieta

"La epigenética", explica Esteller, "son los vestidos que cubren el ADN desnudo: vestidos transparentes que permiten ver el ADN y expresar los genes, o bien vestidos gruesos y opacos que protegen el ADN y no dejan ver los genes, reprimiendo su expresión". Las distintas características físicas y biológicas (fenotipo) que distinguen a dos gemelos se deben, según este investigador, a que sus genes (genotipo) estén más o menos tapados por el ropaje epigenético.

La investigación del grupo de Esteller se basa en la comparación del ADN de 80 gemelos españoles, 30 varones y 50 mujeres, de entre 3 y 74 años. Uno de los hallazgos clave es que las variaciones epigenéticas entre una pareja de gemelos son mayores cuanto más diferente sea su estilo de vida y mayor sea su edad, de acuerdo con el trabajo que publican hoy en Proceedings of the Nacional Academy of Sciences (PNAS) y cuyo primer firmante es el español Mario F. Fraga, del Laboratorio de Epigenética del CNIO.

La epigenética se revela, sobre todo a partir de esta investigación, como un puente entre el medio ambiente y la biología, como el mecanismo bioquímico que explica cómo actúan sobre los genes los factores ambientales, ya sea la contaminación, la dieta o el tabaquismo.

Gracias a la epigenética es posible entender cómo a partir de un mismo genotipo se pueden originar diversos fenotipos. "He aquí algo en lo que no repararon ni Mendel ni Watson y Crick

[los pioneros de la genética]", ha dicho a propósito del trabajo de Esteller el director de la iniciativa pública del Proyecto Genoma Humano, Francis Collins.

Los gemelos tienen al nacer el mismo genoma y el mismo epigenoma, y lo que provoca la individualidad epigenética son los factores ambientales y el envejecimiento, "ambos por igual con nuestros datos actuales", según Esteller. Esto significa que si el genoma es el libro de la especie y de nuestros antepasados, el epigenoma serían las anotaciones al margen que explican la vida de un individuo concreto.

La individualidad epigenética se va grabando en los genes con pequeños cambios bioquímicos, principalmente metilaciones de la citosina (una de las cuatro bases que forman el ADN) y acetilaciones y metilaciones de las histonas (proteínas asociadas al ADN). Estos leves cambios bastan para facilitar o impedir la activación de los genes: la metilación los desactiva y la acetilación los activa. Según Esteller, "entre un 6% y un 8% de nuestro genoma se halla metilado".

Muchas enfermedades, desde el cáncer a trastornos mentales como la esquizofrenia, tienen un componente hereditario (genético) y otro ambiental (epigenético), y por eso en algunas parejas de gemelos uno desarrolla esquizofrenia y el otro no. Para el desarrollo de un cáncer, cuentan por igual las alteraciones genéticas (mutaciones) como las epigenéticas, según Esteller, pues "todos los tumores humanos tienen alterado su genoma y su epigenoma".

Las mutaciones que se pueden producir en los genes se transmiten siempre por la herencia, y ésta ha sido la base de la evolución biológica. Ahora, la epigenética aborda la herencia de los patrones de expresión de los genes, y en este sentido "rescata alguna de las viejas ideas del denostado Lamarck sobre la herencia de los caracteres adquiridos", afirma Esteller.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Martes, 12 de julio de 2005