Tema 2 Genética mendeliana de la conducta | El Manual de Ensamblaje de un Ser Humano Defectuoso (Primer plato)

Si alguna vez has intentado montar un mueble de diseño sueco a las tres de la mañana, con una llave allen desgastada y dos tornillos de menos, ya entiendes cómo funciona tu propia biología.
Ya sabes que tu cuerpo no es una obra maestra de la ingeniería. Es una cajonera de contrachapado montada a toda leche por un operario con prisa por irse a comer.

Alguien en la fábrica perdió los planos originales y te entregó una fotocopia borrosa. Eso es tu genotipo: la información pura. La dotación genética que te ha tocado en suerte. El libreto de instrucciones arrugado en el fondo de la caja.

Por otro lado, está la mesa que acabas de colocar en el salón. Esa que parecía recta en la foto del catálogo, pero a la que le tambalea una pata. Eso es el Fenotipo: la manifestación observable de esos planos tras pelearse contra el ambiente.
La estructura real que intenta no venirse abajo cuando le pones peso encima.

Te pasas la vida buscando explicaciones místicas a tu ansiedad, a tu insomnio o a tu intensidad. La realidad es bastante más vulgar. Eres el producto de una cadena de montaje biológica donde la transcripción mete erratas a traición y los controles de calidad miraron para otro lado.

¿Qué diferencia realmente los planos del estropicio que tienes en el salón? Que el genotipo son las instrucciones impresas y el fenotipo es el mueble cojo que has terminado de construir.

Bienvenidos a «Diario de una Cebra».
Antes de las aclaraciones e indicaciones habituales, aviso de que esta es la tercera versión de este tema que hago. La primera nos llevaba a un casino clandestino, la segunda al sótano del ayuntamiento de Villa Mendel y en esta vamos a montar un mueble sueco.
¿Será la definitiva? No lo sé.
Como os he ido contando se me está atragantando el puré de guisantes.
La verdad es que el tema tiene telita. Por eso aviso que vamos a estar aquí un ratito y que se como empieza la historia pero que desconozco como puede terminar.
Pero al menos una cosa me ha quedado clara: a los genetistas autores de este capítulo del libro no les debieron avisar que debían escribirlo para personas cuyo objetivo es explicar y predecir la conducta humana.
O si se lo dijeron, vieron que daba poco de si el tema y decidieron plasmar todo su conocimiento sobre la genética mendeliana para que no pensáramos que carecían de él.
Probablemente, lo que ocurra es que la conducta humana es algo mucho más complejo y que todos esos procesos y constructos que estudiamos no tienen nada que ver con cómo se transmite un solo gen, sino que son el producto de transmisiones y combinaciones de miles de ellos.
Resumiendo, la textura y el color de los guisantes y la inteligencia se parecen tanto como un huevo a una castaña.
¿El tema de genética mendeliana de la conducta sobra?
Yo estoy convencido de que sí. Pero…. ¿así se hizo toda la vida?
Al menos le podían haber quitado el final sobre la conducta al nombre del capítulo
Ya os dije en el capítulo anterior que esta asignatura era un desafío.
Pero la ventaja es que me encantan los retos y los desafíos, me divierto con ellos.
Basta de rollos, a ver si a la tercera va la vencida

Ahora sí, para los que aterrizáis aquí por primera vez, el aviso de siempre: En cada episodio me pongo un disfraz distinto para reducir las veinte o treinta mil palabras habituales de un tema a la cuarta parte sin perder nada importante.
Hoy el origen es más amplio y denso así que, aviso a navegantes, para no estar aquí más de una hora, voy a hacer algo nuevo.
Vamos a dividir el menú en dos platos. De primero una crema de guisantes, que trataré de que quede lo más ligera posible.
De segundo guisantes con jamón.
Y los dos platos sin ponerme el gorro de chef, sino el peto de montador de muebles frustrado para tratar de entender la infumable densidad de la genética mendeliana sin que termines roncando sobre los apuntes.

Vamos con la crema de guisantes.
Aceptémoslo. Tu biología no es un templo sagrado. Es una cadena de montaje de bajo coste.
En este capítulo vamos a destripar los planos de fabricación nuestro ADN.
Veremos cómo la cadena de montaje copia mal las instrucciones mediante la transcripción y cómo los controles de calidad de la meiosis dejan pasar auténticos desastres.

Para los estudiantes de la UNED que necesitáis aprobar el examen sin perder la salud mental, tranquilos.
Vamos a tratar de revisar punto por punto el temario oficial en nuestro menú.
Comenzaremos hablando de Mendel y sus guisantes.
Desfilaremos por el control metabólico en bacterias, el síndrome de X frágil, la inactivación del cromosoma X y los homeogenes que diseñan tu cerebro.
También veremos cómo las meteduras de pata en las piezas provocan síndromes dramáticos cuando falla la regulación a largo plazo.

Y no nos olvidemos de las herramientas matemáticas básicas. Veremos el Cuadro de Punnett, la rejilla donde cruzamos los datos del padre y de la madre. Una tabla de multiplicar biológica para calcular las probabilidades de que tu descendencia herede un tornillo de más o una pata más corta.

Ya en la segunda parte abordaremos esos casos donde las leyes básicas de la herencia parecen saltarse el guion con la impronta genómica. La marca de origen que hace que un gen se exprese o se silencia según provenga del padre o de la madre. O el sello de fábrica que determina si terminas con el síndrome de Prader-Willi o con el de Angelman por un simple fallo en el mismo trozo de información.

¿Por qué hemos decidido analizar el genoma humano usando el manual de montaje de una cajonera sueca?
Porque asumir el absurdo de nuestra cadena de montaje biológica es el mejor camino para entender la teoría de la genética mendeliana sin morir de aburrimiento en el intento.

Para comenzar esta historia de hoy debemos remontarnos a 1866. Ese año un monje agustino llamado Gregor Mendel se aburría soberanamente en su monasterio de Austria.
Mientras los sabios de la época afirmaban que la herencia era como mezclar café con leche (un chorro de tu padre, un chorro de tu madre y sale un tono intermedio), Mendel se puso a cruzar plantas de guisantes.
Descubrió que la biología no funciona con mezclas de líquidos. Funciona con cajas de piezas cerradas.

El principio básico que desmontó el mito del café con leche y demostró que la herencia transmite paquetes discretos e indivisibles es el concepto de herencia particulada: Si cruzas dos plantas de raza pura (la generación parental P), una con semillas lisas y otra rugosas, no obtienes semillas medio arrugadas. En la primera generación filial (la F1), todas las plantas salen lisas. El rasgo rugoso parece haber desaparecido de la faz de la tierra. Pero no se ha destruido. Solo ha quedado enmascarado porque el alelo liso es dominante y el rugoso es recesivo.

Pero antes de continuar tenemos que definir lo que es un alelo. Un alelo es cada una de las variantes que puede presentar un gen. En el caso del gen de la rugosidad de los guisantes, tenemos el alelo rugoso y el alelo liso.

Si en nuestra dotación genética tenemos dos alelos iguales seremos homocigóticos para ese gen.
Si los dos son diferentes, seremos heterocigóticos.

Los humanos somos diploides, por eso tenemos dos alelos para cada gen, uno que heredamos del padre y otro que heredamos de la madre. Y por eso hemos evolucionado y nos hemos ido adaptando.

La sorpresa llega cuando dejas que esas plantas híbridas de la F1 se autofecunden para crear la F2. De repente, de cada cuatro plantas, tres salen lisas y una vuelve a salir rugosa. El tornillo defectuoso que creías haber tirado a la basura reaparece intacto dos generaciones después.

Para explicar por qué la variante recesiva reaparece en una proporción constante de tres a uno en la F2, el principio oficial es la Ley de la Segregación. Esta ley establece que las dos copias de cada gen que posee un individuo se separan de forma limpia e independiente durante la formación de los gametos. Cada óvulo o espermatozoide recibe solo un alelo. Al juntarse en la fecundación, se restablece la dotación doble.

Para predecir qué combinaciones van a salir de un cruce sin volverte loco, la herramienta matemática se conoce como Cuadro de Punnett. No es más que una cuadrícula de apuestas genéticas. Imagina una tabla de dos por dos. En el eje horizontal pones los alelos que aporta la madre. En el eje vertical, los del padre.

Si cruzas dos heterocigotos para el color de la flor (Aa con Aa, donde ‘A’ es el alelo violeta dominante y ‘a’ es el blanco recesivo), la tabla te muestra cuatro casillas posibles: una casilla AA, dos casillas Aa y una casilla aa.

Esto nos da una proporción genotípica de uno a dos a uno (un 25% de homocigotos dominantes AA, un 50% de heterocigotos Aa y un 25% de homocigotos recesivos aa).
Pero en el salón de tu casa, lo que tú ves (el fenotipo) sigue la famosa proporción tres a uno: un 75% de flores violetas frente a un 25% de flores blancas.
Si tus dos padres son portadores de la versión defectuosa de un gen (Bb), tienes un 25% de probabilidades exactas de heredar el par ‘bb’ y ensamblar la pata coja en tu propio organismo.
Para los que me estéis leyendo os dejo un ejemplo de cuadro de Punnet

Pero Mendel no se quedó ahí. Decidió complicarse la vida y analizar dos caracteres a la vez. Por ejemplo, el color de la semilla (amarillo o verde) y su forma (lisa o rugosa). Al cruzar dihíbridos (AaBb con AaBb), la descendencia en la F2 produce dieciséis combinaciones posibles con una proporción fenotípica de nueve tres tres uno (9:3:3:1).

Para entender que el color de la semilla no condiciona si esta será lisa o rugosa, nos referimos formalmente a la Ley de la Combinación Independiente. Esta segunda ley demuestra que los miembros de parejas de alelos diferentes se segregan o combinan independientemente unos de otros cuando se forman los gametos.

El fabricante empaqueta las instrucciones de la pata por un lado y las del acabado del barniz por otro. Que te toque una pata corta no obliga a que el mueble sea de color nogal.

Muy bonita la segunda ley, aunque os hago un spoiler, hay veces que los genes van tan juntos en la hebra que no suelen separarse, así que nuestros genetistas la ignoran y le ponen nombres bonitos a esa casuística en lugar de hacer caso a Karl Popper, aplicar el falsacionismo a esta segunda ley y derogarla. Esto no lo pongáis en el examen por si acaso se enfadan

Antes de pasar a ver el apasionante proceso de como se duplica el ADN vamos a hacer un pequeño caso práctico de esos que caen en los exámenes

El enunciado dice así: Se sabe que la cleptomanía es una conducta socialmente anómala, la cual está relacionada con una falta del control de impulsos. Un gen que se ha relacionado con la ausencia de ese control es el que sintetiza el receptor D4 de la dopamina.

Suponga que Felipe manifiesta esa conducta y que es albino, de modo que su genotipo es “ddaa”, considerando que “d” es el alelo recesivo del gen D4 que influye en la aparición de la cleptomanía y que el alelo “a” influye en la del albinismo.

Recientemente, Felipe se ha casado y quisiera ser padre, pero está preocupado por el hecho de que pudiera tener descendencia cleptómana como él.

Su pareja, Julia, es heterocigota para los alelos del gen D4 (Dd) y del albinismo (Aa), pero su padre también era albino (aa).

En consecuencia, teniendo en cuenta que el genotipo de Julia es DdAa,
¿Cuál es la probabilidad de que tenga con Felipe algún descendiente con la anomalía comportamental que él tiene y que no sea albino como su padre y su marido?

Hasta aquí el enunciado.
Para empezar, el padre de Julia no pinta nada aquí. Se nos ha acoplado al problema. No le hagamos caso y terminará callándose.

Sin entrar a juzgar el hecho de que si hablamos de receptores de Dopamina sería mucho más adecuado hablar de algún trastorno del DSM-V de cuyo nombre no quiero acordarme y bastante más moderno que la cleptomanía, aceptemos pulpo como animal de compañía.
Al menos no nos han hablado de drapetomanía o histeria femenina. Podría haber sido peor

Tenemos al pobre Felipe que es homocigoto recesivo para ambas características. Es decir para la cleptomanía tiene un genotipo dd y para el albinismo tiene un genotipo aa. Así que al pobre le ha tocado la lotería genética y su fenotipo es cleptómano y albino.

Julia, en cambio, es heterocigota. Para cada característica tiene un alelo dominante y uno recesivo. Así que su genotipo es Aa para el albinismo y Dd para la cleptomanía
La muchacha ha tenido más suerte en la lotería y en su fenotipo no se manifiesta ninguna de las dos características.

Así que, para responder con la precisión científica que se nos supone como expertos genetistas, aplicamos la ley de la segregación de Mendel que dice que los alelos se segregan de manera independiente para formar los gametos, o células reproductoras.

Vamos primero al gen de la cleptomanía

Los espermatozoides de Felipe son todos ‘d’
Los óvulos de Julia, pueden ser ‘D’ o ‘d’ con una probabilidad del 50% cada uno.

Así que la probabilidad de que un óvulo fecundado tenga el genotipo cleptómano (dd) es de 1 * 0.5 = 0.5 o 50%

Y ahora vamos con el albinismo
Los espermatozoides de Felipe son todos ‘a’
Los óvulos de Julia pueden ser ‘A’ o ‘a’ al 50%.

De nuevo la probabilidad de que el embrión resultante sea no albino (Aa) es del 50%

Lo que nos piden es la probabilidad de ser cleptomano (dd) y no Albino (Aa). Así que aplicamos la Ley de la Combinación Independiente establece que la probabilidad de que se den conjuntamente dos rasgos independientes es igual al producto de sus probabilidades individuales.

0.5 * 0.5 = 0.25
Esto es, la probabilidad de que tengan un cleptómano o cleptómana, no albino o no albina es del 25 %.

¿Por qué los experimentos con guisantes de Mendel demostraron que tu biología no es una mezcla homogénea de tus padres? Porque la herencia transmite paquetes discretos e independientes de información que se segregan intactos y se combinan en proporciones matemáticas exactas en cada generación.

Mendel pensaba que los genes eran hojas sueltas volando por el taller.
En 1902, Walter Sutton y Theodor Boveri miraron por el microscopio y descubrieron que la fábrica es bastante más ordenada. Las páginas no van volando. Van encuadernadas en tomos gigantescos.

Este descubrimiento de la ubicación física de las instrucciones se denomina Teoría Cromosómica de la Herencia: Los genes están colocados en hilera dentro de los cromosomas. Cada instrucción ocupa un sitio fijo, como la página del manual donde te explican cómo poner las bisagras.

En tu cuerpo hay dos tipos de formato de manual.
Por un lado están las Células diploides y por otro las las células haploides.
Tus células somáticas, las que forman tu piel o tus neuronas, son diploides. Tienen dos copias completas de cada tomo, representadas como ‘2n’. Una copia viene de tu padre y otra de tu madre.
Los gametos, es decir, tus óvulos o espermatozoides, son haploides. Solo llevan una copia, representada como una ‘n’ solitaria.

En las mujeres hay 23 cromosomas distintos.
Tienen 22 autosomas más la pareja del cromosoma X.
Los autosomas son los cromosomas que no intervienen directamente en la determinación del sexo del individuo
En los hombres, como no, la cosa se complica. Siempre andamos complicándolo todo y eso que solemos ser más simples que el mecanismo de un chupete
Hay 24 cromosomas diferentes. Tenemos los 22 autosomas, el cromosoma X y un cromosoma Y, que es como un folleto suplementario recortado, una X a la que le falta una pata.

Cuando la célula decide multiplicarse por mitosis para reparar un desperfecto, necesita duplicar el catálogo entero. Para abrir el libro por la mitad, la fábrica utiliza una enzima especializada llamada helicasa. La helicasa actúa como un abrelatas. Rompe los puentes de hidrógeno que unen las bases nitrogenadas y abre la doble hélice de ADN para que la maquinaria copie el plano letra por letra.

Pero la cosa se pone interesante cuando lo que fabricas son repuestos para la siguiente generación.
No puedes enviar un manual doble.
Tienes que reducir la información a la mitad.
Recuerda que la siguiente generación debe recibir un alelo del padre y otro de la madre para garantizar la variabilidad genética.
No puedes hacer trampas y mandar tus dos alelos, solo puedes mandar uno.
Para eso están los gametos que ya hemos visto que son haploides y llevan una sola copia
El proceso de división celular reductora se conoce como meiosis

La meiosis ocurre en dos fases. En la Meiosis I, la célula diploide se divide y entrega un único juego de cromosomas a cada célula hija.

Durante la Profase I, los cromosomas homólogos se buscan y se emparejan punto por punto. Forman estructuras compuestas por cuatro cromátidas llamadas tétradas o bivalentes.
Una cromátida es cada una de las dos mitades idénticas de un cromosoma que se ha duplicado para prepararse para la división celular

Mientras esas cuatro cromátidas están pegadas, ocurre un intercambio físico de información llamado sobrecruzamiento. Las cromátidas se cruzan formando puntos de contacto llamados quiasmas.

La célula rompe el papel y pega un trozo del tomo paterno en el tomo materno. Eso produce la recombinación génica. Es el motivo exacto por el cual no eres una copia clónica de tus hermanos.

¿De qué depende que dos instrucciones de la misma página se separen durante el sobrecruzamiento? De la distancia física que las separa. Si dos genes están muy alejados en el cromosoma, es facilísimo que la tijera corte entre ellos. Pero si están pegados uno al lado del otro, van a viajar juntos.

Cuando dos genes están tan cerca que es casi imposible separarlos al cortar el papel, hablamos de Ligamiento. El ligamiento enmascara la segunda ley de Mendel. Si dos rasgos están ligados, no se combinan de forma independiente. Viajan en el mismo paquete de transporte.

Por supuesto, la cadena de montaje comete errores. A veces los operarios celulares meten la pata al separar las parejas de cromosomas. Cuando una pareja de cromosomas no se separa adecuadamente en la meiosis, el fenómeno se denomina no disyunción meiótica. Si esto ocurre, un gameto se queda con dos copias de la misma página y otro se queda totalmente vacío. Es el origen directo de aberraciones en el número de cromosomas, como las trisomías o las monosomías.

¿Cómo consigue el taller celular que nunca salgan dos muebles idénticos en la línea de montaje? Barajando los cuadernillos de instrucciones en la meiosis e intercambiando trozos de plano mediante sobrecruzamiento.

El plano maestro de la fábrica no anda tirado por la mesa.
Está guardado en una caja fuerte acorazada dentro del núcleo celular.

Esa estructura se llama Doble hélice de ADN. James Watson y Francis Crick descubrieron en 1953 que el plano original son dos cadenas enrolladas en espiral. La estructura la forman azúcares y fosfatos, pero lo importante son los listones centrales: cuatro bases nitrogenadas llamadas Adenina, Timina, Citosina y Guanina.

La unión entre estos listones sigue una regla matemática inviolable conocida como Complementariedad de bases. La Adenina solo encaja con la Timina. La Citosina solo encaja con la Guanina.

Si en el examen te dicen que el ADN de tu célula tiene un diecisiete por ciento de Timina, no entres en pánico. Por pura lógica de Chargaff, sabes que tiene exactamente otro diecisiete por ciento de Adenina (porque se aparean 1:1).
Eso suma un treinta y cuatro por ciento.
El sesenta y seis por ciento restante se divide a partes iguales entre Citosina y Guanina. Es decir, un treinta y tres por ciento de cada una. Matemáticas puras de almacén.

El flujo de trabajo para la fabricación de proteínas sigue una dirección obligatoria llamada: Dogma Central de la Biología Molecular.

Francis Crick lo formuló originalmente en 1957.
Pero en 1970 descubrieron la transcriptasa inversa (la enzima que permite pasar de ARN a ADN en los virus), así que ese año reformuló su dogma central de la biología molecular.

La información fluye del ADN al ARN mediante la transcripción, y del ARN a la proteína mediante la traducción. El proceso se realiza en tres fases:

Es decir: Plano maestro -> Fotocopia arrugada -> Mueble montado.

Como hemos visto, existe una enzima pirata llamada Transcriptasa inversa

Esta enzima permite a virus como los retrovirus copiar su información desde su propio ARN hacia el ADN de la célula huésped. Reescribe el manual oficial desde una fotocopia infectada.

Como el ADN no puede salir del núcleo sin arriesgarse a que le caiga café encima, la célula hace fotocopias de trabajo.

El proceso para sacar esa hoja suelta de papel se llama Transcripción. Una enzima llamada ARN polimerasa se engancha a una región del ADN llamada promotor. Abre la doble cadena y sintetiza una hebra de ARN mensajero.

Aquí hay un cambio de imprenta crucial: el ARN no usa Timina. Usa Uracilo. Si la hebra molde de ADN dice Adenina, el ARN pondrá Uracilo porque la Timina es muy cara y se sustituye por una copia del Temu.
Si en la hebra molde de ADN ves un trece por ciento de Timina, sabes que en la hebra del ARN mensajero resultante habrá un trece por ciento de Adenina.

Las reglas para traducir ese texto a piezas reales forman el Código Genético. El código genético es degenerando o redundante, es no superpuesto y es universal

Degenerado o redundante, significa que hay sesenta y cuatro palabras de tres letras para codificar solo veinte aminoácidos. Hay sinónimos de sobra.

También es no superpuesto: cada letra pertenece a un único triplete. Es lineal, sin saltos ni comas.

Y es universal: la misma instrucción fabrica una pata de silla en una bacteria o en tu corteza cerebral.

La palabra de tres letras en el ARN mensajero se llama codón. Y la pieza de transporte que trae el aminoácido correcto lleva una clave complementaria llamada Anticodón

Haz la prueba en tu cabeza.
Si el triplete del ADN original va en dirección 5′->3′ y es AGT, la hebra molde de ADN complementaria se lee en dirección 3′->5′ y será TCA. Por complementariedad de bases su codón en el ARNm será AGU, recuerda que el ARN no lleva Timina y se sustituye por Uracilo

El ARN de transferencia que acude con la pieza llevará el anticodón complementario (UCA). Es un sistema de encaje ciego perfecto.

Y todo este coñazo de letras, siglas y demás familia que nos sirve para fabricar proteínas se entiende mejor con un ejemplo del día a día. La insulina. Pero eso sería muy simple para diario de una cebra. Hagámoslo un poco más absurdo, imagina que la insulina es el tornillo clave de nuestro mueble de diseño sueco de hoy

En la fábrica hay un búnker cerrado bajo llave (el núcleo de la célula).
Allí se guarda el libro maestro con los diseños de la empresa.
El diseño del tornillo de insulina dice: «Para fabricar este componente, se deben ensamblar exactamente 51 piezas individuales en un orden estricto».
Ese libro maestro jamás sale del búnker para evitar que se dañe o se ensucie con la grasa de las máquinas.

Cuando las alarmas de la fábrica avisan de que ha entrado un pedido de muebles, la planta de producción necesita tornillos de insulina de inmediato.
Un operario entra al búnker, saca una fotocopia de la página del tornillo (el ARN mensajero) y sale corriendo hacia la nave de producción. El plano original se queda a salvo dentro del búnker.

En la nave de producción hay tolvas llenas de miles de piezas sueltas de diferentes formas (los aminoácidos).
Para moverlas, la fábrica utiliza pequeños robots automatizados de transporte (los ARNt). Cada robot tiene un enganche magnético único en su base (el anticodón) y solo puede cargar un tipo de pieza específico.

A modo de resumen, en el ADN el triptófano está codificado con la secuencia 5′-TGG-3′ en el ADN.
La cadena molde, por complementariedad es 3′-ACC-5′.
Esto se fotocopia en el ARNm y queda 5′ – UGG -3′ a esto se le llama codón.
Cuando llega a los ribosomas se empareja con el anticodón: 3′-ACC-5′ que lleva pegadita su molécula de Triptófano

La máquina de la línea de montaje suelda una pieza detrás de otra a una velocidad increíble.

Tras leer los 51 códigos del papel, la línea de montaje escupe una tira recta con las 51 piezas soldadas en fila. Al caer en la bandeja, la tira metálica se retuerce mecánicamente sobre sí misma debido a su propio diseño, adquiriendo la forma tridimensional de un tornillo.

Los sistemas de empaquetado de la fábrica lo meten en un contenedor de transporte (las vesículas celulares) y lo envían fuera de la fábrica directo al torrente sanguíneo para que pueda usarse en nuestro dichoso mueble.

Si la célula necesita parar la producción de proteínas de golpe, utiliza el ARN de interferencia. Pequeños fragmentos de ARN de doble hebra junto con un complejo multiproteico se unen al ARN mensajero y bloquean su traducción o lo destruyen directamente. Es el saboteador de la planta que rompe la fotocopia antes de que llegue a las manos del montador.

¿Por qué tu biología necesita un sistema de transcripción en lugar de leer directamente el ADN original? Porque la integridad del plano maestro exige quedarse protegida en el núcleo mientras la fábrica trabaja con fotocopias descartables de ARN.

La fábrica celular no es tonta. No va a encender todas las sierras ni a gastar electricidad fabricando bisagras si no hay madera en la cinta. La biología economiza recursos mediante sistemas de encendido y apagado según la prisa del momento.

François Jacob y Jacques Monod descubrieron en 1961 cómo la bacteria Escherichia coli gestiona su presupuesto energético cuando entra leche en el sistema. El mecanismo oficial de control metabólico se denomina Operón lac. Es como un interruptor automático.
Mientras no hay lactosa, una proteína represora se pega al operador y le bloquea el paso a la ARN polimerasa.
Es un candado en el botón de encendido.
Pero cuando la lactosa entra, se transforma en alolactosa. Esta molécula actúa como inductor, se une al represor, le hace cambiar de forma y el candado cae solo.
La máquina se pone a fabricar enzimas para procesar la leche hasta que se acaba el alimento.
Cuando no queda lactosa, el represor se vuelve a enganchar al operador. Ahorro energético puro.

Pero en tu cuerpo pluricelular la cosa va más allá de procesar la cena. Una neurona y una célula de la piel tienen exactamente el mismo catálogo de instrucciones. La diferencia es que la piel ha pegado con pegamento industrial las páginas de las neuronas para no leerlas nunca.

Para estructurar la forma de un organismo entero durante el desarrollo embrionario se necesitan los planos maestros.
Estos planos maestros son los homeogenes.
Contienen una secuencia de 180 bases llamada homeobox.
Se encargan de la regionalización del sistema nervioso y de decirle a cada pieza dónde colocarse.
Deciden qué es la cabeza, qué es la cola y dónde van las patas.

Eso es nuestro ADN, que si lo desenrrollaramos alcanzaría los 2 metros de longitud y sin embargo se comprime hasta ocupar solo 200 micras en el momento de la división celular.

Para bloquear el acceso a esos planos a largo plazo existen dos vías.

La primera es que la hélice se mantenga tan apretada como un nudo marinero, esto es la heterocromatina y es inaccesible.
Si la hélice está desenrollada como una cuerda floja, la ARN polimerasa puede leerla; eso es la eucromatina.

La segunda es un mecanismo químico directo para silenciar un gen de forma permanente: la Metilación del ADN
Consiste en pegar un grupo metilo en la base de citosina. El metilo actúa como un sello de cera que le impide el paso a la maquinaria de transcripción.
Por eso tus neuronas siguen siendo neuronas y no les da por fabricar ácido gástrico a mitad de la tarde.

Claro que la imprenta comete erratas. Una mutación es cualquier cambio permanente en el texto del ADN.
Puede ser puntual, cuando cambias una sola letra por otra, generando un polimorfismo de un solo nucleótido o SNP.
O puede ser un cambio de marco de lectura si borras o metes una letra extra, lo que arruina la frase entera desde ese punto en adelante.

A veces el desastre no ocurre por cambiar la letra, sino por quién te entregó el papel. La impronta genómica significa que un gen viene desactivado de fábrica según proceda del padre o de la madre. La célula sabe qué progenitor le dio cada tomo.

El ejemplo estrella de esta chapuza de edición ocurre en el brazo largo del cromosoma 15, en la región 15q11-13. Allí se sitúa un grupo de genes donde conviven unos que sufren impronta en el espermatozoide con otros que la sufren en el óvulo

Si sufres una deleción y pierdes ese fragmento del cromosoma que venía de tu padre, la copia de tu madre está silenciada por la propia impronta (quedando ausente o inactivo el gen de origen paterno y sin poder expresarse el materno por la impronta).

El cuadro clínico resultante es el Síndrome de Prader-Willi. Estos pacientes padecen discapacidad intelectual, una ansiedad voraz e hiperfagia desencadenada que los lleva a la obesidad severa si no se les cierra la cocina con llave. También puede ocurrir si heredas las dos copias del cromosoma 15 de tu madre (disomía uniparental materna).

Pero si la misma deleción en exactamente ese mismo trozo de papel procede del gameto de tu madre (dejando ausente la copia materna y con la paterna silenciada por impronta), o si se muta/inactiva el gen UBE3A materno (mientras el paterno está improntado), la película cambia por completo.

En ese caso el diagnóstico es el Síndrome de Angelman

El resultado es una discapacidad intelectual grave, ausencia de habla, ataxia con movimientos torpes como de marioneta y una risa compulsiva e inmotivada. Mismo fallo cromosómico, pero consecuencias totalmente opuestas según el sello de origen del paquete.

Y ahora, después de disfrutar de esta crema de guisantes, vamos a rebañar bien el plato.
Si te preguntan en el examen sobre afirmaciones del ADN recuerda que la longitud del ADN en una célula del cuerpo humano alcanza los 2 metros, que en el momento de la división celular, la longitud del ADN, considerando en su conjunto todos los cromosomas metafásicos, es de 200 micras y que en la la interfase celular, al material genético se le llama cromatina.

Recuerda también que la heterocromatina está mas densamente empaquetada que la eucromatina.

¿Por qué la pérdida del mismo segmento de ADN en el cromosoma 15 produce un cuadro de apetito voraz e incontrolable en un caso y un trastorno con risa convulsiva y movimientos de marioneta en el otro?
Porque la fábrica biológica marca el origen parental del plano, dejando inactivo el gen de un progenitor mediante impronta y si se pierde el del otro por deleción, se destruye el control del organismo según de qué lado venía la copia intacta.

Y con esto damos por terminado el primer plato del menú. Hemos terminado la crema de guisantes. Espero que te haya resultado digerible. Te prometo que mi intención era que fuera lo más ligera posible.

He hecho lo que he podido con los guisantes caducados que tenía.
Haz la digestión, practica los cuadros de Punnet, límpiate los restos de cromatina con la servilleta y trata de hacer la digestión. Voy a terminar de dar los últimos toques al segundo plato: guisantes con jamón sin quitarme el mono de montador de muebles frustrado.

Hoy, más que nunca. muchas gracias por tu compañía.