El ADN es la base de toda la vida en la Tierra, y lo cierto es que poco sabemos sobre el ácido desoxirribonucleico. Por su importancia y también porque sigue siendo uno de los grandes misterios de la biología, queremos explicarte algunos datos curiosos sobre el ADN que seguro no conocías.

 

10. James Watson y Francis Crick no descubrieron el ADN

En verdad, el crédito por descubrir el ADN debe ir a Friedrich Miescher, un bioquímico suizo que en 1869 estaba investigando el pus en vendajes quirúrgicos –un poco asqueroso, lo sé– cuando una sustancia que él no conocía apareció en su microscopio. Él la llamó “nucleína” porque se encontraba dentro del núcleo de las células.

9. La herencia según Miescher

Aunque el ADN también puede encontrarse en la mitocondria, es el que encontramos en el núcleo de las células el que cumple el papel fundamental desde el punto de vista hereditario. Miescher especuló sobre esto en una carta enviada a su tío, en la que le decía que la nucleína podía tener relación con la herencia.

8. Le llevó décadas a Miescher probar que estaba en lo correcto

Sin duda alguna, Miescher era un adelantado. Recién a comienzos del siglo XX los científicos comenzaron a sospechar que los cromosomas –densas estructuras de ADN y proteína– estaban relacionadas a la genética. Fue Thomas Hunt Morgan el que mostró que las diferencias moleculares en los cromosomas corresponden con la herencia genética en las moscas de la fruta.

7. La duda sobre los genes

En 1933, cuando Morgan ganó el premio Nobel por su trabajo con los cromosomas, muchos científicos aún dudaban de la existencia de los genes, y no había un consenso sobre lo que eran. El concepto de genes finalmente se acuñó en 1944, cuando el biólogo molecular Oswald Avery demostró que los genes no solo eran reales sino que estaban compuestos de ADN.

6. El LSD y el ADN

Nueve años antes del descubrimiento de Avery, Watson y Crick publicaron un artículo en la revista Nature que describía la estructura de doble hélice del ADN. Algunas fuentes dicen que esta estructura la percibió Crick mientras estaba bajo los efectos del LSD.

5. ¿Por qué es Watson y Crick y no Crick y Watson?

¿Cómo decidieron quién debía ser nombrado primero? Sin duda alguna, la respuesta es extremadamente simple: se limitaron a lanzar una moneda, aunque Watson siempre creyó que él debía ser el primer autor.

4. El ADN es diestro

Cuando vemos el dibujo de la estructura del ADN, vemos que es una hélice. Esto significa que el ADN es asimétrico desde el punto de vista de que la molécula y su imagen en un espejo no se pueden superponer. Un ejemplo de esto mismo son las manos: son espejos la una de la otra, pero las pongas como las pongas jamás podrás superponer una a la otra. Por esta razón, podemos decir que el ADN es diestro.

3. Pero en algunas ocasiones puede ser zurdo

Es cierto que la mayoría de los ADN son diestros, pero hay ocasiones en que no es así. Entre los tipos de ADN, el A-ADN y B-ADN son diestros, mientras que el Z-ADN es zurdo.

2. El ADN puede existir en variedad de formas

Aunque todos tenemos la idea del ADN de doble hélice, lo cierto es que existen muchos tipos de ADN con formas variadas y extrañas: desde una triple hélice hasta cualquier forma que se te pueda ocurrir. Por años, el ADN ha servido como una especie de material de construcción no solo para la biología sino también para la tecnología.

1. Se puede hacer ADN sintético

Los hilos de ADN pueden construirse mediante cadenas de nucleótidos. Estos están hechos de tres compuestos fundamentales: un fosfato, un azúcar con un grupo carbono 5 y una de las bases estándar –adenina, guanina, citosina, timina–. Poniendo moléculas artificiales en cualquiera de estos puntos podemos generar ADN sintético. Probablemente el más conocido sea el XNA, que hoy en día puede replicarse y evolucionar, llegando a ser incluso más fuerte que el real.

¿Conocías alguna de estas curiosidades sobre el ADN? ¿Crees que es importante seguir investigando la genética y cómo funciona el ADN desde el punto de vista médico?

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Una nueva técnica genómica descubre funciones vitales entre los billones de bacterias que viven en nuestro intestino

El microbioma (conjunto de microbios que viven en el intestino humano) se ha estudiado hasta ahora aislando y cultivando bacterias por las técnicas convencionales, lo que tiene el problema de que solo algunas bacterias crecen en cultivo. Ahora, el Proyecto Microbioma Humano usa un enfoque metagenómico, consistente en extraer todo el ADN y secuenciarlo en masa, al estilo de lo que se lleva haciendo unos años con el agua de mar. Los científicos empiezan a descubrir así las enzimas y rutas metabólicas que son importantes para los humanos, sobre todo para generar aminoácidos, los componentes de las proteínas.

La investigación del microbioma no solo tiene un interés básico. La composición de nuestras bacterias intestinales afecta a la maduración del sistema inmune humano, y es un factor relevante en el desarrollo de las enfermedades no solo gastrointestinales, sino también cardiovasculares. Sus relaciones con el cáncer y la diabetes están sometidas a investigación activa.

Emily Balskus y su grupo del departamento de biología química de la Universidad de Harvard, junto a colegas del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts, también en Boston) y el Instituto Broad, uno de los nodos del proyecto genoma, han desarrollado una nueva técnica llamada enzimología genómica, y presentan sus resultados en Science.

Como todo en biología, las enzimas (proteínas que catalizan reacciones químicas) se agrupan en superfamilias, o grandes grupos de decenas de miles de enzimas relacionadas por su origen común. También suelen compartir aspectos de su mecanismo, pero solo en un sentido profundo de su lógica química que no revela de inmediato su función metabólica concreta, su lugar exacto en el laberinto de reacciones que conforma la cocina de cualquier célula viva. Balskus y sus colaboradores han logrado utilizar los datos masivos del metagenoma de 378 personas, y las poderosas matemáticas de la genómica, para averiguar la función exacta de las enzimas más importantes. Esa es la nueva enzimología genómica.

La técnica funciona de manera similar a la construcción de un árbol genealógico, y produce redes de similitud de secuencia (sequence similarity networks, SSN). Al igual que el ADN, las proteínas son textos o secuencias, que se pueden comparar entre sí como dos frases o dos cadenas de números. Los algoritmos de comparación generan árboles evolutivos, donde cada rama agrupa unas secuencias tan similares que es muy probable que tengan la misma función. Luego hay que comprobarlo por métodos bioquímicos convencionales, pero la enzimología genómica focaliza mucho el problema hasta hacerlo tratable.

Hay otra peculiaridad de las bacterias que resulta de suma utilidad. Los genes de las enzimas con funciones relacionadas, como las que catalizan sucesivas reacciones de la misma ruta metabólica, están a menudo contiguos en el genoma. Conociendo algo de una ruta metabólica, esto da una pista importante sobre la función de cualquiera de ellas.

Para explicar el hallazgo principal de los científicos de Boston, hay que utilizar un poco de nomenclatura bioquímica, que no es el más atractivo de los géneros literarios. Una de las enzimas clave, hasta ahora desconocida, interviene en la ruta metabólica que produce la L-prolina, un aminoácido fundamental en las proteínas: la enzima se alimenta de un compuesto llamado trans-4-hidroxiprolina, lo deshidrata y lo pone en condiciones de generar la L-prolina. Balskus y sus colegas han comprobado que esa enzima es universal en los microbiomas de todas las personas analizadas.

“El metabolismo de la prolina”, escribe en un comentario Margaret Glasner, del departamento de Bioquímica y Biofísica de la Universidad de Texas A&M, “puede ser un nexo importante entre el microbioma del intestino y la salud humana, porque el metabolismo de ese aminoácido se asocia en humanos con el cáncer y con las respuestas celulares al estrés”.

Nuestra química más fundamental

El trabajo abre perspectivas inexploradas hasta ahora. La enzima de la prolina es la más importante caracterizada, pero es miembro de una superfamilia, muchos de cuyos miembros son también ubicuos en todos los metagenomas analizados. Y la técnica, por otra parte, puede utilizarse para descubrir enzimas en otros contextos, como los suelos contaminados y los ambientes extremos.

El microbioma humano se ha revelado en los últimos tiempos como un colaborador necesario de nuestra química más fundamental. Sin él, de hecho, no seríamos seres vivos autónomos. Nuestras bacterias nos ayudan a metabolizar (transformar) los componentes de la dieta que nosotros no sabemos digerir; sintetiza nutrientes y vitaminas esenciales para el funcionamiento de nuestras células (las vitaminas suelen ser coenzimas, o factores que las enzimas necesitan para su funcionamiento); y gestiona compuestos cuyas combinaciones afectan a la salud. La propensión a la obesidad, por ejemplo, tiene relación con la composición del microbioma.

El Proyecto Microbioma Humano es una iniciativa de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) de Estados Unidos, la locomotora de la investigación biomédica pública mundial. Aunque se fundó en 2008 con fondos (115 millones de dólares) para cinco años, sus muestras y resultados siguen siendo una fuente de exploración, como muestra la investigación actual. Su objetivo es el estudio exhaustivo de las bacterias del intestino, sobre todo en relación con las condiciones patológicas. También incluye las bacterias de la boca, la nariz, la piel y la vagina.

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Pedro Chicot, afectado por un cáncer de colon (Zaragoza).
  • Hace cuatro años, Pedro (de 71 años) volvió a escuchar la palabra cáncer para referirse a su diagnóstico
  • En esta ocasión, el tumor era de colon, no de próstata. Hoy, continúa en tratamiento por tener algunas zonas más afectadas
  • Como él dice, “esta enfermedad tiende a cronificarse, aunque estés toda la vida en tratamiento”

Hace cuatro años, Pedro (de 71 años) volvió a escuchar la palabra cáncer para referirse a su diagnóstico. La primera vez, en 2009, fue de próstata. En esta ocasión, el tumor afectaba al colon. Apenas habían pasado cinco años y justo cuando ya esperaba el alta médica, tuvo que mentalizarse de nuevo para afrontar una enfermedad que, como él dice, “no es tan mortal como la gente cree. Tiende a cronificarse, aunque estés toda la vida en tratamiento“.

Para sorpresa de todos, el tamaño de este segundo tumor “era enorme”, medía 10 centímetros. “No se había manifestado con ninguno de los síntomas habituales”, señala Pedro. Ante tal magnitud, directamente le llevaron a quirófano y, en principio, la operación fue exitosa, “tanto que no me dieron ni ‘quimio’ ni radioterapia”. Sin embargo, el año pasado, en una de las revisiones, se detectó sangre en la orina y rápidamente se iniciaron las sesiones de ‘quimio’ por recidiva. Era el mismo tumor, pero se había trasladado a la vejiga.

Continúa en tratamiento

Dada su agresividad, optaron nuevamente por una intervención quirúrgica. Pedro va relatando su historial clínico con un tono muy sereno y algunas dosis de bromas. Transmite aceptación y optimismo. “Me tuvieron que hacer una colostomía y una urostomía. Es decir, llevo dos bolsas, una para cada cosa. La verdad es que las manejo bastante bien”. Aparte de esto, el seguimiento médico es muy frecuente, especialmente teniendo en cuenta la detección de algunos puntos mínimos afectados en el hígado, en el pulmón y en una vértebra. “He recibido una sesión de radioterapia muy intensa precisamente para la vértebra” y para el resto, “llevo tres sesiones de quimio, una cada dos semanas”.

Lo peculiar de su ‘quimio’ es que no se reduce al gotero durante unas tres horas y media en el hospital, sino que se lleva a casa un suministrador que le sigue dosificando medicación 48 horas más. A los dos días de quitárselo, empiezan los efectos secundarios: cansancio, náuseas y vómitos en algunas ocasiones. “Es como si fuera una mala gripe sin fiebre”.

El apoyo, esencial

Pedro ya sabe cómo ir afrontando sus molestias en la medida de lo posible. Algunos “truquillos” y apoyo en técnicas de relajación y meditación. Pero si hay algo esencial para ir superando peldaño a peldaño es la familia, los amigos, la socialización. El peligro de esta enfermedad, advierte, “es que es muy solitaria y te sientes tentado a quedarte recluido en casa y así, poco a poco te vas diluyendo”. Aunque ahora se ha tomado un descanso, lleva años siendo voluntario en la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC) y ha visto muchos casos así. “Hay quien no quiere saber que tiene cáncer y tiende a evitar esa realidad, pero creo que el camino es afrontarlo, con ayuda familiar, de amigos y médicos”.

Cuando Pedro habla, se nota su vocación de comunicador. Es licenciado en derecho, pero se puede decir que lleva toda la vida trabajando como programador de contenidos en Radio Nacional de España, algunos años en Madrid y después en Zaragoza, ciudad donde nació y en la que vive actualmente. Sus palabras están llenas de realismo, pero sin perder el buen humor con el que acostumbra a charlar. Lleva años en contacto con el cáncer, como testimonio y como voluntario de la AECC y tiene claro que a pesar del alto índice de mortalidad que supone el cáncer, “conozco a muchísima gente que continúa trabajando. La vida no termina. Te das cuenta que se puede y se debe seguir adelante, aun con la conciencia de que es una enfermedad grave”, subraya. Por suerte, “el cáncer tiende a cronificarse, aunque estés toda la vida en tratamiento […] Me gusta vivir”.

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Investigadores de la Universidad de Jaén, en colaboración con la Universidad de Granada y la empresa biotecnológica australiana Propanc, han logrado determinar un ratio sinérgico y óptimo para la combinación dos proenzimas pancreáticas en un fármaco que podría tener importantes aplicaciones oncológicas en el tratamiento contra el cáncer de páncreas y de ovario.

La profesora del departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad de Jaén y responsable del grupo de investigación Tecnologías Biológicas, Macarena Perán, ha liderado un estudio que demuestra la eficacia antitumoral de la formulación de dos proenzimas pancreáticas (Tripsinógeno y Quimotripsinógeno A) en la terapia contra el cáncer de páncreas y de ovario.

Este estudio forma parte de un proyecto internacional de investigación de la empresa biotecnológica australiana Propanc, en el que también colabora el grupo de investigación Terapias Avanzadas: Diferenciación, regeneración y cáncer de la Universidad de Granada que encabeza el investigador Juan Antonio Marchal, así como el Hospital Universitario Virgen de las Nieves de Granada.

Su investigación ha logrado determinar un ratio sinérgico y óptimo para la combinación de estas dos proenzimas pancreáticas, para conseguir una formulación eficaz que han denominado PRP. “Este fármaco puede englobarse dentro de la nueva tendencia de terapias biológicas, que se basa en la utilización de elementos naturales, en este caso dos proenzimas que se producen continuamente en nuestro páncreas y nos ayudan en la digestión”, indica Perán.

A su vez, los investigadores han realizado ensayos con modelos animales que demuestran que el uso de esta formulación contribuye a la reducción del tamaño de los tumores, así como ensayos in vitro con 24 líneas celulares que evidencian que la PRP tiene propiedades que inhiben la migración, angiogénesis e invasión de las células cancerosas.

“A través de estos dos experimentos comprobamos, por un lado, que el tamaño de los tumores analizados en animales disminuye; y por otro, que la PRP limita la movilidad, la formación de nuevos vasos sanguíneos y la capacidad de invasión y expansión de las células cancerosas en diferentes tipos de cáncer”, explica la experta de la UJA.

Ensayo con 46 pacientes con cánceres metastásicos

Además, gracias a una autorización especial obtenida en Reino Unido como proyecto farmacéutico, el equipo realizó un ensayo con 46 pacientes con cánceres metastásicos de distinto origen. Tras la administración del tratamiento, aumentó la esperanza de vida de estos enfermos de forma significativa.

“Observamos que más de un 40% de esos pacientes, con unas expectativas muy limitadas por lo avanzado de su enfermedad, incrementaron su esperanza de vida en el doble de tiempo esperado, en promedio de seis a nueve meses, sin tener otros efectos secundarios asociados al tratamiento”, argumenta Macarena Perán.

Estos resultados han sido publicados en la revista Scientic Reports. Los siguientes pasos de este proyecto se dirigen a la validación biológica de esta formulación en un ensayo clínico con seres humanos que se va a desarrollar próximamente en Alemania y que podría tener una importante aplicación oncológica en el tratamiento del cáncer de páncreas y de ovario. Mientras tanto, el grupo de investigación de la UJA trabaja junto a Propanc en la posibilidad de formar una spin off con el apoyo de la Oficina de Transferencia de Resultados de la Investigación (OTRI) de la UJA.

La lucha contra el cáncer es uno de los principales retos a los que se enfrenta la sociedad. En ese sentido, la celebración del Día Internacional contra el cáncer, que coincide con este 4 de febrero, sirve, según Macarena Perán, para “resaltar la necesidad de sensibilizar a la clase política de la importancia de la financiación en la investigación sobre cualquier enfermedad, y sobre todo en torno al cáncer. Es imprescindible dotar de recursos a los investigadores para que su trabajo traiga consigo hallazgos que supongan avances determinantes para lograr frenar la alta tasa de mortalidad y sufrimiento que conlleva esta enfermedad.

De izquierda a derecha, los investigadores, Juan Antonio Marchal, Macarena Perán y Elena López. / UJA
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