Cómo hacer un gusano, Rhodaballo, ratón o una persona básicamente con los mismos genes

La biología es una contrainencia. Estamos casi sorprendidos siempre. Por lo general, tratamos de aplicar la lógica o el sentido común para explicar lo que miramos en la naturaleza. Pero al final, descubrimos demasiadas veces, la evolución decidió por carreteras lejos de lo que esperaríamos, de lo que asumiríamos como una “ruta natural”.

En el campo de la genética, esto sucede todo el tiempo. A finales del siglo pasado, comenzamos a tener suficiente tecnología avanzada para que el orden (lea) genomas de seres vivos, su ADN, su material genético, sus instrucciones de libros.

Los genomas son muy, muy, muy muy, mil millones de letras A, T, G y C que ocurren en todas las combinaciones posibles. El ADN es una doble hélice, una molécula que se ha reducido con dos arcos y cadenas complementarias. Y siempre se combina con T y G con C. y sabemos que gracias a James Watson y Francis Cric, quienes junto con Rosalind Franklin descubrieron la estructura de ADN.

Pequeño pero lleno de genes

En el genoma de cada bacteria, la levadura, la planta o los animales son genes, unidades funcionales que han escrito el diseño, un plan que todo ser vivo debe desarrollar.

Bueno, la primera criatura viviente cuyo genoma era una bacteria secuenciada, la gripe de hemófilus, que causaba infecciones graves en niños pequeños (bronquitis, juegos de palabras, neumonía, meningitis …) y actualmente existen vacunas. El genoma de este microorganismo patogénico se obtuvo en 1995. años y resultó exactamente 1,869 gen, lo suficiente como para causar la enfermedad.

El año que viene conocimos a los genomas de otra vida de la uniquidad: la levadura de cerevisiae de Saccharomices, la que usamos para hacer pan, vino o cerveza, uno de los seres vivos más utilizados en biotecnología. Descubrimos que el quass tenía 6.600 genes, tres veces y media más que las bacterias delanteras.

En 1998, los primeros genomas del animal, un gusano hecho de solo un tamaño milimétrico y aproximadamente mil células llamadas Elegans Ceenorhabditis. Resultó tener casi 20,000 genes (exactamente 19 985). Algo absolutamente sorprendente: enfrentamos la vida de ser que tenía muchos más genes que las células que las expresaron. Dos años después, descubrimos el genoma de viñoma (o fruta), Drosophila melanogaster, que “solo” toma 13,986 genes para la vida.

La gente tiene menos genes que el gusano

Pero la gran sorpresa se produjo en 2001. años, cuando se completó el primer borrador del genoma humano. Por supuesto, las expectativas eran muy altas como contendría el genio. Muchos investigadores consideraron que, al menos, el genoma del ser humano (Homo sapiens) debería haber sido en una casa de 100,000 genes, dada la complejidad de nuestra aplicación. Parecía lógico que teníamos mucho más que un gusano que apenas podía ver a simple vista.

Pero estábamos equivocados: hemos descubierto que nuestro genoma contiene menos genes de los que el gusano debería vivir, exactamente 19 871. Años. La humildad curativa y los nuevos hallazgos de imprevisibilidad de la biología, lo que nos recordó que recordaba que nuevamente recordaba que recordaba que nuevamente lo recordaba nuevamente.

Este resultado inaudito se completó en años consecutivos obteniendo en 2022. Genes de ratón (MUS musculus), con un gen 22 070; que en 2003. El primer Centa de Fish (Dario Rio), con 25 592; Incluso el genoma de Rodaballo (Scophalmus makimus), obtenido en 2006 años en los que contamos 21,263 gen. Todos nos superaron.

La diferencia no está en número

¿Cómo puede ser ese gusano, Rhodaballo, un mouse o una persona tiene alrededor de 20,000 y, sin embargo, conduce a animales tan diferentes? Esto se debe a que no solo hay genes en el ADN, sino también las secuencias interdepartamentales (que se encuentra en el medio del gen).

En los mamíferos, 20,000 genes ocupan solo el 2% de todo el genoma. En el 98%restante, existen secuencias repetitivas y, de una manera muy importante, los elementos reguladores, los interruptores que determinan cuándo el gen y dónde se activa la célula, en las que la célula también debe funcionar. Por lo tanto, dos animales muy diferentes pueden tener los mismos genes, pero usarlos de manera diferente porque incluyen diferentes interruptores.

Para comprender la importancia de estos interruptores, piense en la casa, con una planta baja que consta de dos habitaciones y pasillos, primer piso con tres dormitorios y áticos. Al menos siete bombillas deben encender todas estas habitaciones. La forma más fácil de usar estas bombillas es que un interruptor las enciende o se apaga a la vez, pero no cambiaría. Podemos agregar tres interruptores más para girar en la planta baja, el primer piso y el ático separado. Y si agregamos otros siete interruptores (uno por habitación), también podemos incluir cada residencia de forma independiente.

En cada situación tendremos el mismo número de bombillas (el mismo número de genes), pero las usamos de manera diferente gracias a la presencia de diferentes interruptores, aumentando la complejidad y la diversidad, o, que es, lo que crea nuevos tipos de seres vivos.

La jirafa no tiene más cuello uterino que antílope

Casi todos los mamíferos tienen siete cuello uterino. Incluso una jirafa, una nueva sorpresa de la biología, tiene la misma columna vertical que un antílope, mucho más grande. Por lo tanto, tu cuello termina por más tiempo. La excepción es perezosa que representa la columna cervical cervical, lo que le permite girar la cabeza de 270 grados y observar lo que sucede a su alrededor sin moverse, mostrando la ley de un esfuerzo mínimo que ha igualado a este animal. Los interruptores de genes definen cuánto tenemos vértebras cervicales también tendremos lo grande que será.

Los interruptores gengerianos también definen, por ejemplo, por ejemplo, en el que las vértebras mantendrán las costillas (vértebras torácicas) y no. Las personas tienen 12 vértebras torácicas y ratones, 13. Pero las serpientes pueden tener 200 o 300 costillas de vértebras en todo el cuerpo. Si estamos modificando experimentalmente el patrón de expresión génica por uno de estos interruptores, podemos obtener un mouse que mantenga las costillas en cada una de sus vértebras.

Los genes definidos por los segmentos del cuerpo, las vértebras son genes Hox, también son responsables de que algunos animales sean pendientes que surgen de cada vértebras, así como de Rodaballo (y con sus espinas esqueléticas, que nos molestan). Las serpientes perdieron sus extremidades, no porque perdieron genes, sino porque tienen ciertos interruptores de genes desactivados. Todavía están activos en el resto de las vértebras, que podemos continuar creando piernas, brazos, piernas o aletas cuando nos desarrollamos.

¿Cómo ganaron o perdieron estos interruptores? Básicamente, gracias por los elementos móviles, pase la boquilla de la investigadora Barbara McClintock 1943. Año, estudiando maíz, y en 1983. Estudió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 1983. Años. Con estos genes de salto, el gen puede ganar o perder interruptores, que alcanzan otras partes del genoma, modificando dónde y cuándo comenzará el gen. Por lo tanto, podemos tener animales con un número similar de genes, pero con formas muy diferentes: para su uso diferente.

Menos genes que el geranio

Finalmente, pensemos en las plantas. ¿Tenemos más o menos genes de personas que Geranium? La lógica y nuestro sentido común nos llevarían a que los animales tengan más genes que las plantas. Sin embargo, lo contrario sucede. Soja (glicina max) no menos de 55 897 genes y maíz (zea mais), 39 591. A Melona (Cucumis Melon) superó a US 2899. ¿Cómo puede ser? Muy simple: las plantas, a diferencia de los animales, no se mueven. Sin embargo, deben resolver todos los problemas que les suceden donde sea que estén, y necesitan muchas más funciones (más genes).

Si el sol les da, deben activar genes que les permitan salvar y perder el agua. Si Caterpillar comienza a morder sus hojas, es mejor comenzar a activar la producción de toxinas que rechazan esos insectos. Por lo tanto, los extractos de hierbas han originado tantos medicamentos que usan en la farmacia en el tratamiento de nuestras enfermedades.

Este artículo está inspirado en el escenario de la conferencia sobre la disipación científica que el autor realizó en mayo de 2025. Año en un evento científico en Cosmocaiki en Barcelona, ​​dedicado a la biodiversidad.