Genes enanos

Una de las sorpresas de la moderna biolog¨ªa fue el descubrimiento de que no todo el ADN de las c¨¦lulas sirve para algo. Si eliminamos de nuestros genomas el ADN que contiene la informaci¨®n para la fabricaci¨®n de las prote¨ªnas y la informaci¨®n para el control de dicha fabricaci¨®n y de la propia reproducci¨®n del ADN, queda todav¨ªa mucho ADN que parece no ejercer funci¨®n alguna. De hecho, solo alrededor del 5% del ADN de nuestro genoma parece poseer alguna funci¨®n. Por esta raz¨®n, al resto del ADN se le denomin¨®, no con gran acierto, ADN basura.

La existencia de ADN in¨²til 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 nac¨ªan vivitos y coleando, sin echar en falta el ADN que les hab¨ªa sido sustra¨ªdo por los investigadores. Esto demuestra, en efecto, que dicho ADN no debe ejercer funci¨®n alguna; al menos, no ejerce una funci¨®n importante para la vida de esos ratones.

Sin embargo, no todo el ADN basura ha resultado ser in¨²til, despu¨¦s 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 recib¨ªan 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 peque?os genes que producen ARNs encaminados a regular, por interferencia con los ARNs mensajeros, la producci¨®n de las prote¨ªnas codificadas por los genes normales. Estos genes de interferencia pueden regular hasta el 30% de todos nuestros genes, y pueden ser utilizados como herramientas g¨¦nicas para bloquear el funcionamiento indeseado de algunos genes mutados, como, por ejemplo, los que pueden generar un c¨¢ncer.

Micro genes

Y bien, un nuevo descubrimiento viene a reducir a¨²n m¨¢s la cantidad de ADN basura que poseemos y, como casi siempre, se apoya en una larga cadena de descubrimientos anteriores que conducen hasta ¨¦l, incluido el descubrimiento de los micro-ARNs a los que me refer¨ªa antes. En todo caso, el descubrimiento viene a regalarnos otra peque?a revoluci¨®n en la Biolog¨ªa Molecular, revoluci¨®n que esperemos, permita nuevos avances en el tratamiento de algunas enfermedades ?De qu¨¦ se trata tan trascendental descubrimiento?

Hasta ahora, se consideraba que los genes eran fragmentos de ADN que deb¨ªan producir prote¨ªnas de, al menos, m¨¢s de 100 amino¨¢cidos de longitud. Esto implicaba que los genes deb¨ªan poseer m¨¢s de 300 letras (nucle¨®tidos) de longitud, ya que un amino¨¢cido es codificado en el ADN por tres nucle¨®tidos. Exist¨ªan prote¨ªnas m¨¢s peque?as pero se cre¨ªa que todas eran producidas por la fragmentaci¨®n de prote¨ªnas m¨¢s largas.

Sin embargo, se sab¨ªa que el genoma estaba lleno de posibles genes enanos que podr¨ªan producir prote¨ªnas de menos de 100 amino¨¢cidos si fueran identificados como tales genes por la maquinaria celular de producci¨®n de prote¨ªnas. No obstante, nadie hab¨ªa estudiado en detalle si esto pod¨ªa ser el caso. Y bien esto es lo que han demostrado Yuki Kageyama y su equipo de investigadores del Instituto Okazaki de Biolog¨ªa Integral, en Jap¨®n, 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 prote¨ªnas peque?as, llamadas en general p¨¦ptidos, que poseen de 11 a 32 amino¨¢cidos de longitud. El gen arroz pulido se denomina as¨ª 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 p¨¦ptidos producidos por el gen arroz pulido son necesarios para activar el funcionamiento de otra prote¨ªna, producida (no es broma) por el gen llamado beb¨¦ afeitado (?qu¨¦ divertidos son los nombres de los genes de la mosca de laboratorio y qu¨¦ sentido del humor tienen quienes se los dan!). Esta prote¨ªna es la responsable del crecimiento de los pelos en las larvas de la mosca. Si los p¨¦ptidos de arroz pulido no se producen, la prote¨ªna producida por beb¨¦ afeitado no se activa, y la mosca nace calva.

Este descubrimiento es reminiscente del descubrimiento del los micro ARNs al que nos refer¨ªamos antes. Puesto que existen numerosos potenciales genes enanos, es posible que muchos de ellos ejerzan igualmente una funci¨®n reguladora, al igual que la ejercida por los micro ARNs. La identificaci¨®n de cu¨¢les de esos genes son efectivos y de cu¨¢l es su funci¨®n particular contribuir¨¢ de manera importante a la comprensi¨®n de los mecanismos moleculares del funcionamiento de los genes y al desarrollo de nuevas herramientas terap¨¦uticas basadas en los p¨¦ptidos producidos por ellos. Sin duda, a¨²n queda mucho por conocer sobre esa maravillosa mol¨¦cula de la vida que es el ADN.

Jorge Laborda es Catedr¨¢tico de Bioqu¨ªmica y Biolog¨ªa Molecular en la Universidad de Castilla-La Mancha