LOS NUEVOS GIROS DEL ADN Se realizó un experimento en el cual cohabitaron 2 especies de la mosca del vinagre, se esperaba que ambas permanecieran genéticamente aisladas, según lo establecido por Mendel. Nunca se pensó que los genes pudiesen ser transportados por parásitos comunes a las dos especies, esto hizo que la genética diera un giro sorprendente. En contra de lo esperado ahora se sabe que los genes pueden saltar de un cromosoma a otro, se alargan, se contraen, incluso hay organismos que podrían alterar sus genes en respuesta a cambios ambientales. Alrededor de los años 50 se identificó el ADN con el material genético iniciando la era de la biología molecular. Aunque "gen" fue reemplazado por "ADN", no se alteraron los fundamentos de la genética. Se descifró que el ADN se encontraba en forma de doble hélice en una secuencia de cuatro bases nucleotídicas. Cada una de estas dos hebras actuaba de molde para sintetizar la complementaria de ARN que se dirigía a los ribosomas donde se interpretaban las bases de 3 en 3 ensamblando el aminoácido correspondiente para formar una proteína. GENES SALTARINES O TRANSPOSONES El primer indicio que se tuvo respecto al dinamismo del genoma fue gracias a experimentos realizados con maíz, estos presentaban algunos patrones de pigmentos imposibles de explicar mediante las reglas comunes, por lo que se expuso que algunos genes no tenían un lugar fijo en el cromosoma y saltaban de un lugar a otro en cada generación, siendo estos saltos incrementados por factores ambientales y de estrés. Luego de mucho tiempo se retomaron los estudios, se demostró el traslado de segmentos de ADN de un lado a otro en un mismo cromosoma o entre cromosomas repercutiendo en la expresión de los genes. Ciertos transposones portan una enzima llamada retrotranscriptasa, que es la que utilizan para moverse. Las alteraciones que pueden producir estos saltos de ADN pueden alcanzar grandes dimensiones. Por ejemplo este gen puede saltar inactivando el gen encargado de producir el factor coagulante de la sangre, produciendo así una enfermedad conocida como hemofilia. Esta enfermedad puede tenerla el hijo de padres sanos, pues estos portaban el transposon pero en un sitio distinto. La información que poseen los transposones se transmite verticalmente, es decir de una generación a otra. La posibilidad de que sea transmitida horizontalmente es decir de un organismo a otro, incluso entre especies distintas fue descartada y luego retomada años más tarde cuando se descubrió la presencia de un transposón P que saltó de una especie de mosca a otra. Las moscas silvestres de la cepa D. melanogaster poseen un elemento P que las hace incompatible con las de su misma especie aisladas en un laboratorio (producen descendientes estériles), Este elemento P. lo tiene también otra especie de mosca la D. willistoni. Lo que sugiere que pasó de una mosca a la otra. Esto se confirma en el minuto que una de las especies de moscas es atacada por un parásito llamado "ácaros" el cual poseía un aparato bucal que al microscopio electrónico presenta gran semejanza con los finos tubos utilizados por los biólogos para realizar la transferencia de genes. Los científicos propusieron que los ácaros que se habían alimentado de moscas D.willistoni portaban en su boca el elemento P. que se introducía a las moscas D. melanogaster, cuando este se alimentaba de su huevo. No se descarta la intervención de virus en el proceso de saltos entre las especies, utilizando su propio material genético, actuando como vehículos del transposón. Si se demuestra la transmisión horizontal, habría que concederles a los transposones la categoría de agentes de cambio evolutivo. Algunos dicen que los transposones producen macromutaciones, siendo así reguladores genéticos, a nivel del genotipo se traduce en nuevos patrones de desarrollo. En el ser humano un transposón podría ser responsable de la doble expresión de la amilasa, una en el páncreas y la otra en la saliva. Se le asocia también con la evolución a saltos que presentan los fósiles, los organismos presentaron años atrás tensiones que intensificaron la frecuencia de los saltos y por esto hubo una mayor tasa de mutación y por tanto la evolución fue más rápida. GENES ENORMES Los genes saltarines representan un tipo de mutación no prevista se trata de genes anómalos que se agrandan con trágicas consecuencias, y cuyo estudio ha llevado a comprender mejor extraños patrones de herencia asociados con el “síndrome del X frágil”(causa frecuente del retraso mental) en que el extremo del brazo largo del cromosoma X se mantiene unido al resto por una fína hebra de ADN. En los individuos normales, el gen FMR-1 contiene unas 60 repeticiónes de cierta frecuencia nucleotídica, que en los portadores sanos se puede elevar hasta a 200 copias. En los enfermos, la region se repite cientos de miles de veces, adquiriendo dimensiónes desproporcionadas. Los niños con “X fragil” son descendientes de portadores sanos; se deduce, que los genes mutantes crecen de una generación a la siguiente. Alteraciónes génicas similares causan: “distrofia miotónica”, y “atrofia muscular espinal y bulbar”, y se cree que cierta forma aberrante de la enzima ADN polimerasa es la culpable. Hay muchas regiones repetidas en el genoma, pero no se observa un crecimiento desproporcionado. La respuesta podría estar dada por la inestabilidad de determinadas configuraciónes del gen FMR-1, que predispondrían el crecimiento exagerado. El alelo inestable crece hasta una longitud crítica, el gen se dispara en individuos que han heredado el cromosoma “X frágil” de su madre, por lo tanto habría primero un cambio de alelo estable a inestable. La mayoría de las mutaciónes alcanzan una frecuencia de equilibrio estable a las pocas generaciones, ya que la selección favorece o elimina de forma proporcional los efectos de la mutación, pero la mutación de la que estamos hablando no deja sentir sus consecuencias en las primeras generaciónes. Cuando se trata de enfermedades ligadas al cromosoma X, deberían hallarse afectados todos los varones portadores del cromosoma “X frágil”, pero el 20% son normales ya que portan formas premutadas, más cortas, del FMR-1. Sus hijos también son normales, pero sus genes crecen un poco. La siguiente generación sí se ve afectada ya que las regiónes repetidas se han multiplicado desproporcionadamente. Los principales cambios de las secuencias nucleotídicas se producen sólo en la línea germinal de la madre, pero ahora se habla de otro fenomeno que viola el dogma genético tradicional: la “impronta cromosomica dependiente del sexo”. IMPRONTA GÉNICA El efecto ejercido por un gen no depende de su procedencia paterna o materna, pero se han hallado ejemplos en los que machos y hembras ejercen una marca sobre los génes que transmiten. No se conoce con certeza el mecanismo preciso de la “impronta génica”, el proceso puede implicar la metilación de ciertas citosinas. La metilación del ADN esta relacionada aparentemente con la inactivación génica. Charles D. Laird sostiene que la clave es la impronta al cromosoma “X frágil” y no el crecimiento del gén. Esto lo esplica con un modelo basado en la observación de hembras, éstas poseen 2 cromosomas X en cada célula e inactivan uno de ellos antes de que la célula entre en meiosis.Una mutación cromosómica en las portadoras del gen “X frágil” impide borrar la impronta del sitio “X frágil”. Desde su punto de vista, las mutaciones de crecimiento serían efectos secundarios de la impronta inactivadora en el sitio frágil. MUTACIONES DIRIGIDAS Últimamente se habla del efecto del ambiente sobre el genoma. Se sabe que radiaciones, productos químicos carcinógenos y otros provocan mutaciones. Pero se investiga aún si el estrés puede dirigir estas mutaciones también. La idea de que el medio configurara la herencia hizo la distinción y separación entre células somáticas que podían cambiar en respuesta al ambiente y las germinales que no. Pero hay excepciones y estas abren la posibilidad de que en algunas especies los cambios genéticos que favorezcan la supervivencia pueden ser transmitidos inmediatamente a la siguiente generación, así los organismos mutarían para adaptarse al medio. El debate en torno a las mutaciones dirigidas cuando se reexaminó con experimentos que las mutaciones favorables no son mas probables que las desfavorables, el resultado fue que las mutaciones se conducían de forma activa en dirección beneficiosa. Después se presentaron pruebas mas convincentes de mutaciones inducidas por la selección, en experimentos con bacterias hambrientas que necesitaban dos mutaciones independientes para utilizar una fuente de alimento, la probabilidad de que ocurrieran era bajísima sin embargo muchas de estas se lograron adaptar al ambiente. Esto también lo han confirmado en levaduras. Se desconoce la naturaleza del mecanismo se han hecho muchas propuestas pero la mas aceptable aunque no ha sido apoyada por la experimentación es el modelo de la mutogenesis transcripcional, en la que el ADN activo sufre mutaciones muy rápidas en la transcripción por ser más vulnerable al estar en una hebra. Se piensa también que en una población sometida al estrés una cantidad de esta entra en un estado hipermutable y solo la parte de esta que adquiera una mutación beneficiosa sobrevivirá. Muchos dudan de la existencia de las mutaciones dirigidas, creen que esto se trata de una dependencia fisiológica de ciertas tasas de mutaciones. REVISION DE ESTILO DEL ARN Las moléculas de ARN transcritas del ADN sufren una serie de transformaciones antes de la síntesis de proteínas. Esta maduración del ARN implica la pérdida de intrones (secuencias que no significan nada ) y así el empalme de exones o secuencias con sentido, quedando más corta la molécula. Algo extraordinario ocurre en la corrección del ARN ya que la información crucial que no esta especificada en el ADN se agrega al ARN. La corrección implica adición o modificación de ciertas bases ya presentes. El caso más conocido de corrección del ARN es el de los parásitos tripanosomas que constan de un ADN mitocondrial muy peculiar siendo en varios casos más corto que el ARN. Esto se debe a la agregación de algunas uridinas al ARN para darle sentido. Los maxicírculos y minicírculos, partes del ADN mitocondrial, producen pequeños “ ARN guías” que buscan omisiones en los ARN mensajeros corrigiéndolas. El ARN guía y el mensajero encajan, por lo que si falta una uridina en el mensajero se produce una distorsión en el alineamiento. Esto produce la introducción de una uridina en el lugar correspondiente. Se piensa que el mismo ARN guía puede donar las uridinas. La corrección del ARN crea la secuencia de ARN mensajero madura. UN CÓDIGO NO TAN UNIVERSAL El código utilizado para descifrar el ARN procedente del núcleo difiere del que se usa para el ARN de mitocondrias y cloroplastos. Los codones no siempre se leen en secuencia lineal, los ribosomas pueden saltar hacia delante o atrás hasta encontrar un determinado codón. Esta nueva imagen de un genoma dinámico no menoscaba el modelo tradicional que describe la mayoría de los fenómenos genéticos en la mayoría de los organismos, la mayoría de las veces. Ahora queda el gran desafío de explorar las excepciones y encontrar nuevas reglas más eficaces, si es que existen.