Epigenética: la ortografía del ADN 🔠🧬

Entendiendo la genética como una lengua, observamos que tiene abecedario, sintaxis y ortografía. El abecedario genético está compuesto por 4 letras, las bases nitrogenadas A, C, T y G, que forman palabras en grupos de 3, teniendo cada triplete un significado asociado a un aminoácido. La sintaxis ordena estos tripletes para que las frases, los genes, tengan sentido, dando lugar a la secuenciación de nuestro ADN. Cuando la sintaxis de una frase falla, esta pierde el sentido y el gen no se expresa. La epigenética es finalmente la ortografía del ADN, define el énfasis de las frases, sus puntuaciones, sus acentuaciones y exclamaciones o sus ocultaciones entre paréntesis. Esta ortografía es la responsable de que una célula exprese o silencie cada uno de sus genes.

Información hereditaria que no está en los genes

Los genes no dictan en exclusiva nuestra personalidad, nuestras características, nuestro fenotipo. Sabemos que el entorno, nuestros hábitos, dietas, relaciones sociales, alteran el funcionamiento de las instrucciones genéticas que heredamos. Has leído bien, alteran el funcionamiento de nuestro genoma, pero no su contenido. Nuestro estilo de vida puede acabar modificando por tanto el manual que conforman nuestros genes, igual que un estudiante subraya o tacha párrafos de sus apuntes, alterando la lectura de los mismos pero no su contenido. Y esto no queda aquí porque estas modificaciones en la lectura de nuestros genes son también hereditarias por nuestras siguientes generaciones, aunque también son reversibles de nuevo según el entorno y hábitos. La epigenética hace referencia por tanto a la información hereditaria que no está en los genes pero sí genera modificaciones en la expresión de los mismos, modificaciones que no obedecen a una alteración de la secuencia del ADN sino a diversos mecanismos de regulación genética.

Los mecanismos de regulación genética que generan cambios epigenéticos se basan generalmente en variaciones en la conformación de la cromatina. Como sabemos, hay zonas de nuestro ADN que se encuentran más compactas y otras más laxas. Las zonas más compactas corresponden a genes que no se expresan, no dan lugar a las proteínas para las cuales codifican. Serán las zonas más laxas las que podrán ser leídas y se expresarán. El grado de compactación de determinadas zonas de nuestro genoma viene definido por la cromatina. La cromatina es una estructura dinámica y cambiante y los cambios en la misma pueden también heredarse, como se hereda la secuencia de ADN. Esto es información epigenética hereditaria.

La regulación epigenética se puede dar por tanto por cambios en la conformación de la cromatina. El estado en el que se encuentre la cromatina determinará si un gen se expresará o no, y en caso de expresarse, el momento, el lugar y la forma en que podrá hacerlo. Si la cromatina se encuentra en un alto grado de compactación o condensación, en el proceso de transcripción del ADN no se podrá acceder a dicha región del genoma y el gen no se transcribirá. Por el contrario, en las zonas con cromatina menos condensada, más laxa, tendremos transcripciones de los genes y sus posteriores traducciones. Ésta es una de las formas en que se da la regulación del genoma, otras pueden intervenir en el proceso de traducción, es decir, a nivel post-transcripcional del gen, permitiendo su transcripción pero no su traducción.

Epigenética y mutaciones

La cromatina define por tanto qué genes en una célula se expresarán y qué genes no, produciéndose o no las proteínas de cada gen. El hecho de que una zona de la cromatina esté más o menos abierta, es decir, permita más o menos la expresión de los genes, guarda relación con que en dicha zona se acumulen o no mutaciones en los genes. Podemos pensar primeramente que esta relación se basa en una acumulación mayor de mutaciones en las zonas más abiertas, por estar más expuestas. Sin embargo, nuestra intuición nos falla en esta idea. Son las zonas más cerradas, más compactas de nuestro genoma las que tienen mayor probabilidad de acumular mayor cantidad de mutaciones. La razón es sencilla: las células tienen mecanismos de reparación. Estos mecanismos de reparación serán más fácilmente aplicables a zonas más accesibles del genoma, aquellas donde la cromatina está menos condensada, más laxa. Como extrapolación a una situación cotidiana, pensemos en algo que se ha estropeado y la puerta del lugar en el que se encuentra está más o menos abierta o es más o menos fácil de abrir. Si está abierta podremos entrar a repararlo, de la misma manera que si una zona de la cromatina está menos condensada podrá acumular mutaciones pero, pudiendo acceder a ella, toda la maquinaria que permita reparar ese daño podrá acceder y repararlo. Si una zona de la cromatina de ADN de una célula es demasiado compacta, no se podrá acceder para su reparación y la célula podrá llegar a ser una célula tumoral. Se comprueba así que factores epigenéticos pueden jugar un importante papel en la aparición de tumores.

En los últimos años, se ha prestado un especial interés por tanto en el desarrollo de tecnologías que permiten prever el comportamiento de los genes además de fármacos que controlen los cambios epigenéticos que provocan estos comportamientos.

¿Podemos desarrollar buenos hábitos para cambiar nuestra expresión genética?

Si ya sabemos que no solo nuestros genes determinan nuestro fenotipo, sino que nuestro entorno influye en cómo estos se expresan, podemos llegar a pensar que, desarrollando buenos hábitos seremos capaces de favorecer la expresión de determinados genes de nuestro ADN, provocando que se expresen características positivas o que negativas se silencien. Pues bien, probablemente sí. Sin embargo, la epigenética es un campo que comenzó a estudiarse a mediados del siglo XX, lo cual representa actualmente un tiempo de estudio relativamente corto. De hecho, a nivel epigenético, del ser humano aún existe un amplio desconocimiento ya que los fenómenos epigenéticos han empezado a estudiarse en organismos más sencillos, como pueden ser bacterias o animales más pequeños. Sin embargo, extrapolando experimentos con ratones, se ha podido ver que camadas que se tratan con cariño y tranquilidad traspasan esta tranquilidad a sus crías al nacer, y en el caso contrario las lleva a concebir crías más estresadas, heredando así las siguientes generaciones las variaciones epigenéticas ocasionadas por el entorno en la camada.

Descubrir que no todo está en los genes ha descolocado inicialmente a la comunidad científica dedicada al estudio de la genética, pero a su vez ha abierto un amplio campo de investigación. Ahora que sabemos que nuestro entorno, nuestros hábitos y relaciones sociales pueden alterar en parte nuestra información genética, comprobamos cómo la ciencia demuestra que el destino no está escrito, ni siquiera en los genes.

“Los fármacos epigenéticos cambian el software de las células”

Manel Esteller