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El ADN es la molécula más importante que conocemos para la vida. ¿Pero qué pasa cuando se estropea? Cada día, millones de mutaciones destruyen la información que contiene. Sin embargo, aquí estamos. ¿Cómo es posible? La respuesta está en su sistema de reparación.

El código genético es una secuencia de instrucciones grabadas en cadenas larguísimas. De alguna manera, es como un libro de instrucciones muy complejo, codificado en secuencias de cuatro letras. Este complicadísimo código encierra todos los secretos necesarios, toda la información, para crear un ser vivo.

¿Qué pasa cuando se corrompe esa información? Las consecuencias pueden pasar desapercibidas o ser completamente catastróficas. Por suerte, la parte más importante de la vida, el ADN, está protegido por numerosas medidas de seguridad. ¿Cómo funcionan?

¿Qué es una mutación y qué tiene de malo?

Una mutación es un cambio. En genética, ese cambio significa sustituir una de las letras que conforman el código por otra. Se estima que se producen hasta un millón de mutaciones y lesiones por día en el ADN. Las mutaciones tienen muchos orígenes: productos químicos, rayos ultravioleta, radiactividad, la actividad metabólica y hasta la propia maquinaria celular.

El ADN funciona como una cremallera, donde una hebra se une a otra, formando lo que conocemos como cadena de ADN. Estas dos hebras se unen entre sí porque son contrarias y complementarias. De esta manera, siempre que tengamos una de las hebras podemos conocer la otra, y, por tanto, la cadena completa. A cada uno de los "dientes" de cada hebra, que enganchan entre sí, se les conoce como "pares de bases".

Estas bases, o dientes, son las que conforman el código. Como decíamos antes, existen cuatro letras. Así, por poner un ejemplo, uno de los dientes será Adenina (A), otro Timina (T) y otro Guanina (G) (ATG). En su hebra contraria tendremos Timina, Adenina y Citosina (TAC), ya que Adenina solo se puede unir a Timina y Guanina a Citosina (A-T, G-C). Cada combinación de tres letras se llama codón y expresa un aminoácido, las piezas más pequeñas de una proteína o una instrucción.

Una mutación puede no suponer un problema, o puede suponerlo todo.

En las mutaciones, estas letras son cambiadas o eliminadas de la hebra. Si de pronto ATG se convierte en ACG o AG, el codón dejará de tener sentido. ATG es un codón de stop, indica dónde tiene que pararse la codificación. Si no está, la proteína no podrá acabar.

Sin embargo, si cambia una letra en otro apartado menos importante, la proteína, o lo que exprese el código, podría no verse afectada. Por eso, una mutación puede no suponer un problema o puede suponerlo todo. Teniendo en cuenta la cantidad de cambios que hay al día, necesitamos mecanismos eficientes que arreglen el ADN.

¿Cómo se repara el ADN?

Existen dos casos básicos en los que el ADN se estropea: mutaciones y pérdida de la cadena. En el primero se cambian las letras, mientras que en el segundo se pierde un fragmento. Por otro lado, el daño puede ocurrir en una sola hebra o en las dos.

Cuando solo ocurre en una hebra, existen varias proteínas especializadas en reparar el daño "copiando" la estructura a partir de la otra hebra. El primer mecanismo es la reparación sobre la marcha, de las que se encargan las mismas enzimas que trabajan directamente sobre el ADN (las ADN Polimerasas). Estas se encargan de abrir la cadena, copiar la información y prepararla, además de repararla si algo no está bien.

Sin embargo, si el trabajo sobre la cadena ha continuado antes de que las ADN polimerasas reparen el daño, entra en juego otro juego de proteínas, la fotoliasa y la metiltransferasa. Estas se encargan de la reparación directa sin tener que hacer grandes cambios en la cadena.

La apoptosis ocurre cuando el daño es tal que se ejecuta automáticamente la instrucción de destruir la célula para evitar problemas.

Si esto no soluciona el problema, entonces será la glicosidasa la encargada de hacer una reparación por escisión. Esto consiste en cortar la base incorrecta y colocar la adecuada, a partir de la copia complementaria. Este mecanismo sirve para arreglar cambios grandes.

Si ninguno de los tres mecanismos ha detectado un error, o este ha ocurrido después, puede que haya un problema en dos dientes que no deberían estar unidos. Esto se detecta cuando ya se ha copiado la parte del ADN necesario. Entonces, otro mecanismo que no conocemos demasiado bien en nuestras células (ni en eucariotas) se encarga de sustituir adecuadamente la cadena, comprobando cuál es la combinación correcta varias veces.

En el caso de que la hebra haya perdido parte de la información, se produce una reacción llamada "Respuesta SOS" que consiste en un rellenado de emergencia para evitar que la maquinaria celular "se atasque". Este sistema se utiliza como emergencia, ya que nada asegura que pueda contener la misma información original, de manera que se podría acumular un cambio genético provocado por el propio mecanismo.

Cuando todo sale mal

En el cáncer, las células dejan de hacer su trabajo correctamente pero no se detienen.

El peor de los casos implica que haya una rotura en la cadena al completo, de forma que no hay ningún "molde" para reconstruir la información. Esto es muy peligroso para la célula y los mecanismos en estos casos son muy complejos y tienen una alta tasa de errores, apareciendo muchos cambios indeseados.

Algunos mecanismos intentan reconstruir la parte faltante, mientras que otros tratan de unir y pegar los "trozos" separados de la cadena. Si todo sale mal, la célula puede entrar en dos modos: inutilizada, en un caso que se denomina senescencia, donde la célula se vuelve inútil; o apoptosis, es decir, suicidio celular. Esto ocurre cuando el daño es tal que se ejecuta automáticamente la instrucción de destruir la célula para evitar problemas.

Existe, sin embargo, un tercer caso: las células tumorales. Las instrucciones de inactivación y apoptosis también están codificadas en el ADN. ¿Qué pasa si son estas instrucciones las que se corrompen? Eso mismo ocurre en el cáncer, cuando las células dejan de hacer su trabajo correctamente pero no se detienen. Todo lo contrario, comienzan a reproducirse sin control, ocupando espacio y consumiendo recursos que necesitan otras células.

Por eso los cánceres son tan complejos: las razones, las expresiones y las manifestaciones dependen de miles de factores, todos enterrados en las instrucciones genéticas. Si no existiesen los mecanismos de reparación, la vida no podría existir, porque el ADN es demasiado delicado. Por suerte, tenemos un complejísimo sistema guardián en cada una de nuestras células.

 

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