Nuestro impacto sobre nuestros genes

Hemos visto en el articulo sobre las proteínas (La proteína, esa estrella desconocida) que nuestros genes estaban transcritos para producir proteínas y enzimas. Este ADN codificante representa el 2% de nuestro espacio de almacenamiento de la información genética que constituye nuestro genoma (el conjunto de nuestro material genético). Los biólogos se han entonces preguntado a qué podía corresponder los 98% restantes.

Esos 98% aguardan unas pequeñas moléculas de ARN y en particular de ARN interferentes. Calificamos esta parte del ADN no codificante o ADN «basura», porque durante mucho tiempo los científicos ha creído que se trataba de residuos de mutación de ADN bacteriano o que procedían de virus que habían «encallado» en nuestro código genético. Sin embargo, este ADN «basura» está lejos de ser inútil: forma el epigenoma. Es decir, el conjunto de genes que determinan las modificaciones epigeneticas de una célula gracias a las moléculas de ARN que circulan en nuestro cuerpo y que actúan como interruptores químicos on/off. Esos ARN son capaces de controlar los genes y así de provocar o «apagar» acciones pedidas y efectuadas por las células.

Antes del estudio de la epigenetica, la mayoría de los biólogos pensaban que los seres vivos eran solo el resultado de su «programa genético». O sea, de los que hemos heredado de nuestros ancestros. Esta reflexión plantea en realidad un importante problema: el de la responsabilidad en cuanto a nuestro modo de vida y de nuestro comportamiento. Porque si todo ya estuviera programado en nuestros genes, no podríamos adaptar nuestro comportamiento en función del medio ambiente que nos rodea, ni decidir transformarlo. 

El término epigenetico fue establecido por el científico y filosofo Conrad Hal Waddington en 1942. Una etimología que deja esta información biológica «por encima de nuestro código genético ». Es una modificación de la expresión de los genes sin perjudicar al ADN. Este proceso es natural y necesario al buen funcionamiento de nuestro organismo.

El ejemplo más conocido, con el fin de ilustrar la epigenetica, es el de los gemelos mono-zigotos, que proceden de una misma célula huevo.  Dos seres vivos compartiendo el mismo patrimonio genético, y entonces el mismo código ADN. Sin embargo, si están colocados cada uno en unos medio ambiente diferentes, tales como dos países distintos, un modo de alimentación propio a cada uno, va a provocar unas diferencias epigeneticas. Podremos entonces observar diferencias de comportamiento, físicas y biológicas.

Actualmente sabemos que los padres no solo transmiten sus genes a sus hijos. Hemos visto en el articulo « ese hermoso legado de nuestras madres » que ellas transmitían también sus mitocondrias. También sabemos que durante el embarazo y desde su principio, la mujer influye en el desarrollo celular de su hijo. Por consecuencia, lo que vivimos cada día influye en nuestros genes.

Para comprender donde tienen lugar las modificaciones de nuestros genes, hay que ampliar hasta nuestra doble hélice de ADN, cuando la condensación de esa misma. Para alcanzar el estado de cromosoma, nuestro banco de datos va a enrollarse al rededor de proteínas llamadas histonas. El ensamblaje de 8 de esas histonas combinadas al ADN forma lo que se llama un nucleosoma.

El conjunto de nucleosomas va entonces formar la eucromatina o lo que se llama mas popularmente una estructura de collar de perlas. La fase cromosoma llegara después cuando esta eucromatina se condensara aun mas para formar la heterocromatina. No obstante, de manera general, se tratara de la parte de nuestra ADN poco condensada que sufrirá esas modificaciones epigeneticas, o sea la eucromatina.

Numerosas modificaciones fueron puestas de relieve, pero las más estudiadas son la metilación y la acetilación. La acetilación es claramente asociada a la activación de los genes, al contrario de la desacetilación. Mientras que la metilación puede tener una función de activación y de bloqueo de nuestros genes. Esos dos mecanismos actúan sobre las extremidades de nuestras histonas en el seno de nuestro ADN poco condensado.

Gracias a esas investigaciones, comprendemos mejor los mecanismos de la epigenetica y nos volvemos actores de nuestra propia evolución. En efecto, nuestros comportamientos cotidianos influyen en la expresión de nuestros genes.    

Fuentes :

1.     Henri Altan. La fin du tout génétique. INRA Editions, 1999.

2.     Henri Atlan. L’Organisation biologique et la théorie de l’information. Seuil, 2006.

3.     Joël De Rosnay. La symphonie du vivant. LLL, 2018.

4.     Lincoln Taiz. Plant Physiology. Suinauer Associates Inc, 1991.

5.     Michel Morange. Quelle place pour l’épigénétique ? Med Sci, 2005.

6.     Michel Morange. L’épigénétique ; un domaine de recherches aux multiples facettes. Med Sci, 2005.

7.     Sophie Laget et Pierre-Antoine Defossez. Le double jeu de l’épigénétique. Med Sci. 20008.