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Genes enanos

Es posible que en el ADN haya numerosas unidades funcionales de corta longitud, como el gen del arroz pulido en la mosca del vinagre

Una de las sorpresas de la moderna biología fue el descubrimiento de que no todo el ADN de las células sirve para algo. Si eliminamos de nuestros genomas el ADN que contiene la información para la fabricación de las proteínas y la información para el control de dicha fabricación y de la propia reproducción del ADN, queda todavía mucho ADN que parece no ejercer función alguna. De hecho, solo alrededor del 5% del ADN de nuestro genoma parece poseer alguna función. Por esta razón, al resto del ADN se le denominó, no con gran acierto, ADN basura.

La existencia de ADN inútil ha sido demostrada experimentalmente. Se han podido generar ratones a los que se ha eliminado hasta el 1% del genoma que se localiza en los llamados desiertos de ADN, extensas zonas de los cromosomas carentes de genes. Los ratones nacían vivitos y coleando, sin echar en falta el ADN que les había sido sustraído por los investigadores. Esto demuestra, en efecto, que dicho ADN no debe ejercer función alguna; al menos, no ejerce una función importante para la vida de esos ratones.

Sin embargo, no todo el ADN basura ha resultado ser inútil, después de todo. Y es que, en ocasiones, tiramos a la basura lo que puede y debe ser reciclado, incluso el ADN. De hecho, en 2006, los investigadores Andrew Fire y Craig C Mello recibían el premio Nobel por el descubrimiento de los genes llamados micro-ARNs, o ARNs de interferencia, que antes formaban parte del ADN basura. Los micro-ARN son pequeños genes que producen ARNs encaminados a regular, por interferencia con los ARNs mensajeros, la producción de las proteínas codificadas por los genes normales. Estos genes de interferencia pueden regular hasta el 30% de todos nuestros genes, y pueden ser utilizados como herramientas génicas para bloquear el funcionamiento indeseado de algunos genes mutados, como, por ejemplo, los que pueden generar un cáncer.

Micro genes

Y bien, un nuevo descubrimiento viene a reducir aún más la cantidad de ADN basura que poseemos y, como casi siempre, se apoya en una larga cadena de descubrimientos anteriores que conducen hasta él, incluido el descubrimiento de los micro-ARNs a los que me refería antes. En todo caso, el descubrimiento viene a regalarnos otra pequeña revolución en la Biología Molecular, revolución que esperemos, permita nuevos avances en el tratamiento de algunas enfermedades ¿De qué se trata tan trascendental descubrimiento?

Hasta ahora, se consideraba que los genes eran fragmentos de ADN que debían producir proteínas de, al menos, más de 100 aminoácidos de longitud. Esto implicaba que los genes debían poseer más de 300 letras (nucleótidos) de longitud, ya que un aminoácido es codificado en el ADN por tres nucleótidos. Existían proteínas más pequeñas pero se creía que todas eran producidas por la fragmentación de proteínas más largas.

Sin embargo, se sabía que el genoma estaba lleno de posibles genes enanos que podrían producir proteínas de menos de 100 aminoácidos si fueran identificados como tales genes por la maquinaria celular de producción de proteínas. No obstante, nadie había estudiado en detalle si esto podía ser el caso. Y bien esto es lo que han demostrado Yuki Kageyama y su equipo de investigadores del Instituto Okazaki de Biología Integral, en Japón, quienes publican los resultados de sus estudios en la revista Science.

Genes por los pelos

Los investigadores han descubierto que el gen de la mosca de laboratorio (Drosophila melanogaster) denominado arroz pulido, produce de manera directa nada menos que cuatro proteínas pequeñas, llamadas en general péptidos, que poseen de 11 a 32 aminoácidos de longitud. El gen arroz pulido se denomina así porque mutaciones en el mismo generan larvas de moscas carentes de pelos y que, por tanto, poseen un aspecto pulido como un grano de arroz.

Los investigadores encontraron que los cuatro péptidos producidos por el gen arroz pulido son necesarios para activar el funcionamiento de otra proteína, producida (no es broma) por el gen llamado bebé afeitado (¡qué divertidos son los nombres de los genes de la mosca de laboratorio y qué sentido del humor tienen quienes se los dan!). Esta proteína es la responsable del crecimiento de los pelos en las larvas de la mosca. Si los péptidos de arroz pulido no se producen, la proteína producida por bebé afeitado no se activa, y la mosca nace calva.

Este descubrimiento es reminiscente del descubrimiento del los micro ARNs al que nos referíamos antes. Puesto que existen numerosos potenciales genes enanos, es posible que muchos de ellos ejerzan igualmente una función reguladora, al igual que la ejercida por los micro ARNs. La identificación de cuáles de esos genes son efectivos y de cuál es su función particular contribuirá de manera importante a la comprensión de los mecanismos moleculares del funcionamiento de los genes y al desarrollo de nuevas herramientas terapéuticas basadas en los péptidos producidos por ellos. Sin duda, aún queda mucho por conocer sobre esa maravillosa molécula de la vida que es el ADN.

Jorge Laborda es Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Castilla-La Mancha

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