Animales, plantas y bacterias

Seg¨²n la teor¨ªa del gen ego¨ªsta, los organismos vivos no son otra cosa que veh¨ªculos para que el ADN que contienen pueda replicarse, expansionarse y ejercer su dominio sobre los genes competidores. No debemos extra?arnos, por tanto, que cuando se trata de genomas no nos andemos por las ramas y el que realmente nos interese sea el genoma humano. Aunque si queremos una explicaci¨®n m¨¢s inmediata podr¨ªamos resumir diciendo que se trata de conjuntar dos preceptos famosos, el m¨¢s cl¨¢sico de con¨®cete a ti mismo y el m¨¢s pr¨¢ctico de enriqueceos. El estudio del genoma humano nos proporciona lo mejor de estos dos mundos. Pero en la superficie de la Tierra calculamos que hay entre 20 y 30 millones de especies vivas con genomas que encierran una historia y una riqueza gen¨¦tica irrepetibles. El genoma humano es el primero de la fila en nuestra visi¨®n antropoc¨¦ntrico-comercial, pero a ¨¦l le siguen otras especies que nos interesan por distintas razones. En primer lugar, hay no m¨¢s all¨¢ de un centenar de especies que son las fuentes de nuestra alimentaci¨®n. Son sobre todo animales y plantas que devoramos vivos o muertos, pero tambi¨¦n hongos, bacterias y levaduras que muchas veces nos ayudan a digerir adecuadamente los alimentos. Son buenos ejemplos de ello el arroz, el cerdo o la levadura cervecera.

En segundo lugar, hay algunos centenares de virus, bacterias y hongos que son pat¨®genos nuestros. Buenos ejemplos de ellos son los que producen la tuberculosis o la malaria. En tercer lugar, hay especies que ni comemos ni nos comen, pero son sistemas modelo que nos ayudan a ir a fondo en nuestro conocimiento de los genes y su funcionamiento. Los mejores ejemplos son justamente los primeros genomas completados, como el nematodo Caenorhabditis elegans, la mosca Drosophila melanogaster, la planta Arabidopsis thaliana o, en otro orden de cosas, el genoma del rat¨®n.

De hecho, y por razones obvias, los primeros genomas que han sido completados han sido los que tienen un menor tama?o. El primero entre los genomas complejos fue el de la levadura, en 1997, para seguir el del nematodo, en 1999, y, ya en este a?o, el de la Drosophila. El genoma de la planta Arabidopsis thaliana se espera completo tambi¨¦n dentro de pocas semanas. Para compararnos siempre con nosotros, el genoma humano es 20 veces mayor que estos genomas modelo, pero no debemos pensar que esto sea motivo de ning¨²n privilegio especial, ya que el ma¨ªz tiene un genoma de longitud muy parecida al humano, el de la cebolla es tres veces mayor, y hay plantas con genomas 50 veces mayores al humano.

Por una parte nos interesan los genomas de pat¨®genos. Las especies que nos producen enfermedades importantes las combatimos con antibi¨®ticos, es decir, con sustancias que interfieren en el funcionamiento de alguna funci¨®n esencial del pat¨®geno, pero que no afectan a nuestra especie. Tenemos antibi¨®ticos que funcionan muy bien contra bacterias u hongos y los empleamos con ¨¦xito, pero para algunas infecciones importantes no tenemos buenos antibi¨®ticos.

El genoma de un pat¨®geno nos permite deducir la estructura de cualquiera de las prote¨ªnas que posee. Si se trata de una prote¨ªna importante cuyo funcionamiento es esencial para esta especie, podemos utilizar este conocimiento para tratar de dise?ar una sustancia qu¨ªmica que interfiera con ella. Esto es un antibi¨®tico. Hay bacterias, como la famosa Escherichia coli, que son tambi¨¦n modelos de estudio de los genes y la comparaci¨®n entre genomas de bacterias est¨¢ siendo de gran inter¨¦s.

En las plantas, las razones para el estudio de sus genomas las encontramos en la necesidad de conocer las bases gen¨¦ticas de su fisiolog¨ªa y de c¨®mo se forman y se defienden. Pero debemos recordar que las especies que cultivamos tienen poco que ver con las especies que el hombre neol¨ªtico comenz¨® a cosechar hace unos 10.000 a?os y que la mejora de plantas est¨¢ en la base de nuestra alimentaci¨®n. El conocimiento de los genomas nos permitir¨¢ actuar sobre ellas de forma m¨¢s dirigida y no ¨²nicamente produciendo plantas transg¨¦nicas, sino tambi¨¦n utilizando los datos de los proyectos genoma para los programas de mejora tradicional o incluso para dise?ar nuevos herbicidas.

Por estas razones se est¨¢n completando genomas representativos de los dos grandes grupos de plantas con flores, el genoma de la Arabidopsis thaliana y el del arroz. Tambi¨¦n se ha puesto en marcha el genoma del pino como ejemplo de las con¨ªferas, y ya est¨¢n en marcha los proyectos de genomas m¨¢s complejos, como el del ma¨ªz o el tomate. En Espa?a se ha hablado del genoma del mel¨®n, de los c¨ªtricos o del olivo.

En animales, los primeros genomas en ser terminados han sido genomas peque?os que fueron escogidos por su inter¨¦s como modelos biol¨®gicos. El C. elegans es un sistema del que se conoce la formaci¨®n del animal c¨¦lula a c¨¦lula y del que se va sabiendo c¨®mo cada uno de los 19.000 genes que contiene afecta el funcionamiento de c¨¦lulas o grupos de c¨¦lulas determinadas.

Algo parecido puede decirse de la mosca Drosophila, de cuyo genoma ha sorprendido el peque?o n¨²mero de genes, unos 14.000, menor que el de C. elegans (19.000). Desde el nacimiento de la gen¨¦tica, la mosca es el sistema mejor conocido y permite comprender las bases gen¨¦ticas del desarrollo animal que, sabemos, tienen unas bases universales. Ya en el estado actual de nuestros conocimientos, sabemos que varios centenares de genes relacionados con patolog¨ªas importantes en el hombre tienen su an¨¢logo en Drosophila.

Otro ejemplo m¨¢s pr¨®ximo es el rat¨®n. Es obvio que ciertos experimentos, como la disrupci¨®n de genes para producir mutaciones que nos permitan conocer el funcionamiento de genes importantes, no se puede hacer en la especie humana. El rat¨®n es nuestro modelo m¨¢s pr¨®ximo.

Pere Puigdom¨¦nech es profesor de Investigaci¨®n del CSIC.