domingo, 11 de diciembre de 2011

El entorno influye en nuestro ADN


La razón de aprender a lo largo de toda la vida es la razón por la cual uno puede levantarse por la mañana con mucho entusiasmo(1)






Al margen del código del ADN, se conoce el Código epigenético.

Código epigenético es la relación que el ADN o ARN tiene con las proteínas que lo cubren (histonas) y estas histonas sufren pequeñas modificaciones químicas que podrían hacer que hicieran cosas muy distintas, no todo está escrito en los genes, la influencia del ambiente sobre las características y el desarrollo del individuo, la novedad es que ahora hemos descubierto como actúa el entorno sobre el ADN , porqué mecanismos quedan marcadas en los genes las experiencias vividas, el conjunto de esas marcas y su acción sobre la expresión de los genes y sobre el individuo se llama epigenética(1)

Nosotros somos más que nuestros genes, nuestros genes es la secuencia de ADN, es solo una parte de la explicación hay algo más allá de nuestra genética y es la epigenética, las modificaciones químicas que se añaden a ese ADN(2)

El conjunto de factores ambientales que actúan modulando la expresión de la información recogida en el genotipo es muy variado y se les denomina FACTORES EPIGENETICOS. Sus efectos sobre el sistema nervioso pueden tener un mayor o menor grado de reversibilidad(5)

Los efectos menos reversibles están asociados a determinados periodos de máxima susceptibilidad del sistema nervioso, los denominados periodos críticos que generalmente, se circunscriben a la etapa perinatal. Un ejemplo de ello es la acción que ejercen las hormonas sexuales en las primeras etapas del desarrollo postnatal de diversas aves y mamíferos, alterando la población neuronal de algunas regiones del sistema nervioso involucrado en la conducta sexual de las especies estudiadas(5)

Los efectos reversibles están relacionados con una propiedad muy importante del sistema nervioso : la plasticidad neuronal, que es la capacidad que tienen las neuronas de experimentar cambios en su morfología y fisiología frente a distintas situaciones ambientales. Esta propiedad ha tenido gran importancia a lo largo de la filogenia al favorecer la aparición de procesos tan importantes como el aprendizaje y la memoria que, a su vez, han permitido el desarrollo de sistemas nerviosos que respondan mejor a los retos ambientales(5)

Finalmente, a los mecanismos indicados hay que añadir los factores biológicos que intervienen en la causación inmediata del comportamiento, los mecanismos por los que los estimulos se presentan e integran dentro del sistema nervioso central, es decir, los procesos de sensación y percepción, como dicha representación del entorno produce cambios en el estado interno del organismo, esto es, los procesos de motivación, emoción y aprendizaje y como estos cambios fisiológicos en el medio interno influyen en la forma en que el organismo interactúa con su ambiente al desplegar el comportamiento(5)

Es muy útil tomar el ejemplo en el caso de los gemelos, comparten genoma, pero la alimentación, el estrés y otras circunstancias ambientales de su desarrollo hacen que cada vez se diferencien más entre si y determina el que llegue aparecer o no ciertas enfermedades como el cáncer . El ambiente deja marcas sobre el adn y sus histonas (las proteínas sobre las que se enrolla el adn ) para empaquetarse en cromosomas , marcas que determinan la activación o silenciación de la expresión de los genes sobre los que se encuentra, es un código de activación que actúa sobre el código de bases de los genes del ADN a lo que los científicos denominan epigenoma(4)

Es importante recordar que la metilación del ADN es un proceso esencial para la vida, es esencial para muchos procesos biológicos como el embarazo, el crecimiento y el mismo envejecimiento(2)

Cuando hablamos de que el cáncer es una enfermedad del ambiente, quiere decir que nuestro ambiente ataca a nuestro ADN , hasta ahora hemos pensado que ese ataque sólo afectaba a los genes de forma genética, pero ese ataque a los genes puede ser epigenético, cambiando la metilación del ADN, cambiando la metilación de las histonas, a diferencia de la genética podemos modular nuestra epigenetica con fármacos , hoy en dia tenemos fármacos que reparan en parte los patrones epigeneticos y esos fármacos se empiezan a usar para ciertas formas de leucemias, linfomas, diabetes, experimento en ratas : la elección de pareja puede deberse a los patrones de marca que llevan sobre sus cromosomas (2)

En los gemelos humanos idénticos su composición genética es idéntica la hipótesis en vigor es que los dos individuos han experimentado un conjunto de interacciones con el entorno totalmente diferente, por lo tanto la expresión global del patrón de ADN ha cambiado en esos dos individuos y ha habido una interacción entre el medio y el genoma pero no en el adn sino en el modelo epigenético (1)

Desde el punto de vista evolutivo el ADN es una molécula muy eficiente se le puede comparar con la memoria de un ordenador no se almacena en un único sitio de la memoria sino que hay trozos de ese archivo en toda la memoria y lo que las reúne es el programa que dice que esta sección de aquí y la de allá, todas pertenecen al mismo documento Word que se acaba de crear, el ADN tiene todas estas piezas de información funcional a veces están físicamente una a lado de la otra y otras veces están distribuidas y lo que ocurre es que necesitamos un programa para reunirlas dicho programa procede de la interacción entre el ARN y los fragmentos de marcas epigenéticas(1)

Cuando se hablaba de la genética recién descubierta en los años 50 por dos premios nobel James Dewey Watson y Francis Crick, habían descubierto la naturaleza de la molécula del ADN, pensábamos entonces que esto nos permitiría predecir la conducta de todo el mundo por que conoceríamos lo que son los genes , las instrucciones de cómo uno debe comportarse y van pasando los años y cada vez es más complicado ahora resulta que ya no solo depende de las instrucciones genéticas sino de la epigenética y que depende además de las interrelaciones de una serie de moléculas y proteínas es complicadísimo poder predecir lo que vamos a ser o cómo vamos a comportarnos , por que pertenece a lo que llamamos los sistemas complejos en donde las interrelaciones son tan numerosas es imposible poder predecir por ejemplo el cambio climático o en una epidemia cómo se va a extender que canales va a utilizar cuáles son las razones fundamentales de que una epidemia o una pandemia se extienda, lo mismo ocurre con las instrucciones genéticas(3)

Es cierto que elementos no genéticos fueron heredados?: es importante destacar cada vez que algunas de nuestras células se dividen justo antes de la división todas estas marcas, todas estas modificaciones de la histona y del ADN asociado, miles de millones de bases todo esto desaparece, cada vez que el ADN se replica, desaparecen las marcas , pero en cuanto se replica el ADN en una nueva célula estas marcas vuelven exactamente a como eran antes y no estamos nada seguro de como se produce esto(1)

Hace 50 años se sospechaba que el ARN (mensajero) que va desde el gen a la proteína estaba en el origen de la vida y ahora cuando hemos visto que es mucho más importante de lo que creíamos que no solo es un mensajero sino un vicepresidente con poder ejecutivo para hacer muchas cosas nos ha convencido un poco más de que realmente es el ARN el que estuvo en el origen de la vida en el planeta(3)


Terminologia

Duplicacion del ADN : es el proceso mediante el cual se forman dos copias idénticas a la molecula original. La replicación del ADN es semiconservativa, con ello se quiere indicar que cada una de las moléculas obtenidas tras el proceso porta una hebra del ADN que se ha duplicado. El proceso es catalizado por la acción de un conjunto de enzimas que forman el complejo enzimático de duplicación, una de estas enzimas es la ADN polimerasa que utiliza de molde una de las hebras del ADN original y va construyendo las nuevas hebras incorporando los nucleotidos según la regla de la complementariedad de bases. Cada una de estas moléculas de ADN constituirá, respectivamente cada una de las cromatidas del cromosoma metafísico

Gen : segmento de la molécula de ADN en el que se codifica la información de un polipéptido o en sentido amplio, de un ARN . Incluye también las secuencias de ADN reguladoras y los intrones.

Metilación : del adn es una reacción catalizada enzimáticamente mediante la cual se inserta un grupo metilo (-CH3) en la base nitrogenada de los nucleótidos (sobre todo afecta a los de citosina). Ello provoca un cambio que impide la unión de la enzima ARN polimerasa y por tanto evita la transcripción del gen afectado.

Mutación : ocurren al azar y son generalmente perjudiciales, aunque también en ocasiones pueden ser beneficiosas. Se producen de forma natural durante la replicación del ADN y a causa de agentes mutágenos, como las radiaciones ionizantes o diversos compuestos químicos. Las mutaciones genómicas afectan a cromosomas completos.

Replicación : síntesis de una nueva molécula de ADN a partir de otra preexistente.



Fuentes: Thomas Gingeras Genetista. Cold Spring Harbor Laboratory Redes secretos del genoma(1)

Manel Esteller Director Programa Epigenetica y Biologia del Cancer Redes secretos del genoma(2)

Eduard Punset(3)

Comentarios Redes secretos del genoma(4)


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