Es hora de admitir que los genes no son el modelo de la vida

Cómo funciona la vida: una guía del usuario sobre la nueva biología Filipe Bola Pan Macmillan (2024)

Durante demasiado tiempo, los científicos se han contentado con adoptar la perezosa metáfora de los sistemas vivos que funcionan simplemente como máquinas, dice el escritor científico Philip Ball en como funciona la vida. Sin embargo, es importante ser abierto sobre la complejidad de la biología –incluido lo que no sabemos– porque la comprensión pública afecta las políticas, la atención sanitaria y la confianza en la ciencia. «Mientras insistamos en que las células son computadoras y los genes son su código», escribe Ball, la vida bien puede estar «salpicada de magia invisible». Pero la realidad “es mucho más interesante y maravillosa”, como explica en esta guía del usuario de lectura obligada tanto para biólogos como para no biólogos.

Cuando se secuenció el genoma humano en 2001, muchos pensaron que sería un “manual de instrucciones” para la vida. Pero resultó que el genoma no era un modelo. De hecho, la mayoría de los genes no tienen una función predefinida que pueda determinarse a partir de su secuencia de ADN.

En cambio, la actividad de los genes –ya sea que se expresen o no, por ejemplo, o la longitud de la proteína que codifican– depende de una multitud de factores externos, desde la dieta hasta el entorno en el que se desarrolla el organismo. Y cada rasgo puede verse influenciado por muchos genes. Por ejemplo, se han identificado mutaciones en casi 300 genes que indican el riesgo de que una persona desarrolle esquizofrenia.

Un paseo por la evolución de las mentes

Por lo tanto, afirma Ball, es una enorme simplificación decir que los genes causan tal o cual enfermedad. La realidad es que los organismos son extremadamente robustos y, a menudo, se puede realizar una función específica incluso cuando se eliminan genes clave. Por ejemplo, aunque el HCN4 El gen codifica una proteína que actúa como marcapasos principal del corazón, el corazón mantiene su ritmo incluso si el gen está mutado.¹.

Otra metáfora que Ball critica es la de una proteína con una forma fija que se une a su objetivo, de forma similar a como encaja una llave en una cerradura. Muchas proteínas, señala, tienen dominios desordenados: secciones cuya forma no es fija sino que cambia constantemente.

Esta “vaguedad e imprecisión” no es un diseño descuidado, sino una característica esencial de las interacciones entre proteínas. El desorden convierte a las proteínas en “comunicadores versátiles”, capaces de responder rápidamente a los cambios en la célula, uniéndose a diferentes parejas y transmitiendo diferentes señales según las circunstancias. Por ejemplo, la proteína aconitasa puede pasar del metabolismo del azúcar a promover la ingesta de hierro en los glóbulos rojos cuando el hierro es escaso. Casi el 70% de los dominios proteicos pueden estar desordenados.

También deberían cuestionarse las opiniones clásicas sobre la evolución. A menudo se piensa que la evolución es “un proceso lento en el que permitir que mutaciones aleatorias cambien un aminoácido por otro y ver qué efecto tiene esto”. Pero, de hecho, las proteínas suelen estar formadas por varias secciones llamadas módulos; reorganizar, duplicar y modificar estos módulos es una forma común de producir una nueva proteína útil.

Más adelante en el libro, Ball aborda la cuestión filosófica de qué hace que un organismo esté vivo. La agencia (la capacidad de un organismo de provocar cambios en sí mismo o en su entorno para lograr una meta) es el enfoque central del autor. Sostiene que dicha agencia es atribuible a organismos enteros, no sólo a sus genomas. Los genes, las proteínas y los procesos como la evolución no tienen objetivos, pero una persona ciertamente los tiene. Lo mismo ocurre con las plantas y las bacterias, en niveles más simples: una bacteria puede evitar algunos estímulos y sentirse atraída por otros, por ejemplo. Destronar el genoma de esta manera desafía el pensamiento estándar actual sobre la biología, y creo que ese desafío es muy necesario.

La neurociencia necesita algunas ideas nuevas

Ball no es el único que pide un replanteamiento drástico de la forma en que los científicos discuten la biología. Hubo una avalancha de publicaciones en este sentido el año pasado, escritas por mí y por otros.^dos–4. Todos describen razones para redefinir lo que hacen los genes. Todos destacan los procesos fisiológicos mediante los cuales los organismos controlan sus genomas. Y todos sostienen que la agencia y el propósito son características definitivas de la vida que han sido descuidadas en las visiones convencionales de la biología centradas en los genes.

Este estallido de actividad representa un pensamiento frustrado de que “es hora de impacientarse con la vieja visión”, como dice Ball. La genética por sí sola no puede ayudarnos a comprender y tratar muchas de las enfermedades que causan la mayor carga sanitaria, como la esquizofrenia, las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. Estas condiciones son esencialmente fisiológicas, enfatiza el autor: a pesar de tener componentes genéticos, son causadas por procesos celulares que no funcionan correctamente. Estos procesos holísticos son lo que debemos comprender si queremos encontrar curas.

En definitiva, Ball concluye que “estamos en el comienzo de un replanteamiento profundo de cómo funciona la vida”. En mi opinión, empezar es la palabra clave aquí. Los científicos deben tener cuidado de no reemplazar un viejo conjunto de dogmas por uno nuevo. Es hora de dejar de fingir que sabemos más o menos cómo funciona la vida. En lugar de ello, deberíamos dejar que nuestras ideas evolucionen a medida que se hagan más descubrimientos en las próximas décadas. Sentarse en la incertidumbre mientras trabajamos para hacer estos descubrimientos será la gran tarea de la biología en el siglo XXI.

Conflicto de intereses

El autor declara que no existen conflictos de intereses.