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| Imagen de Miroslaw Miras en Pixabay |
Si alguna vez has tomado una clase de biología en la escuela secundaria, es posible que te consideres un genetista consumado. ¿Por qué tus ojos son azules? genes ¿Por qué tu cabello es rizado? Genes, claro. Nos enseñan desde el principio que nuestros rasgos están predeterminados por nuestro ADN, por los genes que heredamos de nuestros padres. Incluso nuestra predisposición a ciertas condiciones de salud, se nos dice, está escrita en nuestro código genético. Esta idea de que nuestro "destino genético" está sellado incluso antes de que nazcamos impregna gran parte de nuestra educación y comprensión de la genética.
Dos alelos para ojos marrones y BAM, tienes un par de mirones color chocolate. Heredas una copia de un gen que te ponga en riesgo de cáncer y es probable que lo desarrolles. Simple. Excepto que no lo es.
“Al contrario de lo que puedas pensar, tu destino genético no está predeterminado”, escribe Aubrey Milunsky en su libro de 2001 Your Genetic Destiny: Know Your Genes, Secure your Health, Save Your Life. “A pesar de nuestros planos genéticos, hay mucho que podemos hacer para asegurar nuestra salud, e incluso para salvar nuestras vidas o las de nuestros seres queridos”.
Por supuesto, los genes tienen un papel importante que desempeñar, pero resulta que la historia que nos cuentan en la escuela es una versión súper diluida de las cosas. Es mucho más que solo el ADN, lo que realmente tiene sentido: algo tan fundamental como determinar nuestro destino genético debería, con razón, ser bastante complicado de explicar.
Pero estamos a punto de intentarlo. Permítenos presentarte el mundo de la epigenética.
¿Qué es la epigenética?
La epigenética es el estudio de los cambios que afectan la expresión génica (el proceso mediante el cual las instrucciones del ADN se convierten en un producto funcional, por ejemplo, una proteína) sin alterar realmente la secuencia del ADN.
La pista está en el nombre: “epi” es una palabra griega que significa “además”. En este caso, significa además del genoma, factores más allá del código genético que pueden afectar las características observables de un organismo, su fenotipo.
Entonces, mientras los genes están ocupados apuntalando nuestros rasgos físicos, la epigenética está ocupada jugando con nuestro ADN. Los cambios epigenéticos pueden afectar la forma en que nuestros cuerpos "leen" una secuencia de ADN, activando y desactivando efectivamente los genes a su antojo.
Los cambios epigenéticos están intrínsecamente vinculados a nuestro comportamiento y entorno: cosas como la dieta y el ejercicio a veces pueden provocar cambios epigenéticos que podrían alterar la expresión génica. También son reversibles ya que la secuencia de ADN en sí permanece sin cambios.
¿Cómo modifica la epigenética el ADN?
Eso está muy bien, pero ¿qué significa realmente? La secuencia de ADN es exactamente la misma y, sin embargo, estos "cambios" misteriosos pueden modificar por completo la forma en que se expresa: es confuso, por decir lo menos.
El ADN está formado por cuatro bases: adenina, citosina, guanina y timina (A, C, G y T), que son esencialmente su "código". Los cambios epigenéticos no interfieren con este código en el sentido de que no alteran la secuencia de bases, pero sí afectan a la molécula de ADN de varias maneras.
Una de estas formas es la metilación, el proceso de agregar un grupo químico, un grupo metilo, de ahí el nombre, al ADN. Cuando se agregan en el lugar correcto de la molécula de ADN, estos grupos pueden evitar que las proteínas se unan y, por lo tanto, "lean" el ADN.
Otro tipo de cambio epigenético es la modificación de histonas. Las histonas son proteínas que interactúan con el ADN y ayudan a empaquetarlo en los cromosomas. Cuando el ADN está estrechamente empaquetado alrededor de múltiples histonas, es menos accesible para las proteínas de "lectura" y, por lo tanto, no se expresará. Al agregar o eliminar grupos químicos a las histonas, la epigenética puede cambiar la forma en que el ADN interactúa con ellos y "apagar" o "encender" los genes.
“Los cambios epigenéticos conocidos [también] incluyen cambios en la expresión génica durante la embriogénesis [desarrollo embrionario], que puede conducir desde un solo óvulo fertilizado e indiferenciado a una amplia gama de diferentes tipos de células y tipos de tejidos (cerebro, corazón, músculo, otros órganos) en el embrión en desarrollo”, dijo a IFLScience David Scott Wishart, Profesor Universitario Distinguido en los Departamentos de Ciencias de la Computación y Ciencias Biológicas de la Universidad de Alberta.
Estos y muchos otros cambios epigenéticos influyen en la expresión génica a lo largo de nuestras vidas y contribuyen a nuestro destino genético.
Causas de los cambios epigenéticos
En cuanto a por qué ocurren estos cambios, hay innumerables razones, explicó Wishart.
“Los cambios epigenéticos surgen a través de la acción de gradientes químicos o proteicos dentro de las células (en el caso de la embriogénesis) o a través de la acción de químicos, proteínas o pequeños fragmentos de ARN (siARN, miARN) que conducen a cambios reversibles en la estructura del ADN o cambios en cómo El ADN se lee o se transcribe”.
“Los cambios epigenéticos también pueden surgir de la oxidación del ADN (a través de productos químicos) o la expresión de ciertas proteínas o fragmentos de ARN que interfieren con la expresión génica”, agregó Wishart.
Y, como insinuamos anteriormente, el medio ambiente ocasionalmente puede jugar un papel en esto.
“Algunos de estos efectos pueden deberse al estrés, la dieta, la exposición a ciertos químicos, la exposición a virus o bacterias, o la presencia de ciertas proteínas. En general, los cambios epigenéticos reflejan los efectos ambientales en el genoma”.
Sin embargo, Wishart se apresura a agregar que esto es bastante raro.
“Muchas exposiciones ambientales no conducen a cambios epigenéticos o genéticos. Por lo tanto, es importante tener en cuenta que las exposiciones ambientales solo ocasionalmente se convierten en eventos epigenéticos. El medio ambiente afecta mucho más que el ADN y algunos de estos efectos son mucho más profundos y significativos para la salud y la enfermedad que los eventos epigenéticos o mutagénicos”.
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| El medio ambiente afecta mucho más que el ADN y algunos de estos efectos son mucho más profundos y significativos para la salud. Imagen de Julien Tromeur en Pixabay |
Efectos de la epigenética
Como hemos establecido, los cambios epigenéticos pueden tener un efecto profundo en la expresión génica y, por lo tanto, en nuestro destino genético. Pero, ¿cómo es exactamente esto? ¿Cómo, específicamente, estos cambios impactan en nuestro desarrollo, nuestro fenotipo, nuestra salud?
Nuestros cambios epigenéticos pueden influir en nuestra descendencia, y tal vez incluso en la "descendencia mayor", convirtiéndolos en dictadores del destino a lo largo de generaciones.
Según Wishart, la epigenética es fundamental en el desarrollo del embrión humano: juega un papel clave en la formación de nuestras extremidades y órganos, y en la diferenciación de nuestras células y tejidos.
En los adultos, puede desempeñar un papel en el desarrollo de enfermedades, como la obesidad, el cáncer, las enfermedades cardíacas y la diabetes. "Estas enfermedades son todas 'ambientales'", explicó Wishart. "Pueden ser causados por una dieta deficiente, pero la dieta también modifica la expresión de los genes, de modo que incluso si alguien vuelve a una dieta saludable, los cambios epigenéticos aún pueden persistir e incluso pueden transmitirse a otras generaciones".
Y no solo afectan el destino de nuestra especie. En el reino animal, los cambios epigenéticos pueden afectar la determinación del sexo de las tortugas, que depende de la temperatura. Y en el mundo de las plantas, tienen un papel que desempeñar en el tiempo de floración, por ejemplo.
¿Genética vs epigenética vs algo más?
Cuando se trata del destino, sabemos que la genética es importante. Y sabemos que la epigenética tampoco debe pasarse por alto. Pero, ¿cuál pesa más en la balanza del destino genético?
“El código genético es más importante para determinar tu destino que la epigenética”, dice Wishart. “Sin embargo, la genética y la epigenética solo juegan un papel menor en su destino general o fenotipo general”.
Entonces, ¿qué tiene la última palabra, sino la genética o la epigenética?
“Los efectos directos de tu entorno, tu dieta, tu estilo de vida, tu microbioma, tu exposición a bacterias o virus y otros factores no genéticos y no epigenéticos juegan un papel mucho más importante en la determinación de tu salud, tu calidad de vida o cuánto vivirás.”
Estas cosas, nos dijo Wishart, son parte del "exposoma", una medida de todas las cosas a las que un individuo está expuesto durante su vida y cómo se relacionan con la salud. No actúan sobre el ADN, sino que afectan nuestras proteínas, células, tejidos u órganos.
Según Wishart, nuestros genes pueden explicar solo el 5 por ciento de las muertes o enfermedades. “El otro 95 por ciento de las muertes son el resultado de aquello a lo que has estado expuesto. Las infecciones por bacterias y virus causan alrededor del 30 por ciento de todos los cánceres, la exposición al humo del fuego o la contaminación del aire mata a decenas de millones de personas debido al daño directo a los tejidos pulmonares, comer en exceso (obesidad) causa la mayoría de los casos de enfermedades cardíacas, derrames cerebrales y diabetes.
Si bien nuestros genes pueden ser, hasta cierto punto, un modelo de nuestros rasgos, no son una especie de bola de cristal congénita que revelará lo que nos espera en el futuro. El ADN no necesariamente predice nuestro destino, y no solo por la epigenética. Resulta que el exposoma tiene mucho de lo que responder. Pero, afortunadamente, eso es algo que podemos controlar.
“Es difícil cambiar tu genoma, es fácil cambiar tu exposición”, dijo Wishart. “Por eso tu destino está en tus manos, tu destino no está en tu ADN”.
Este artículo apareció por primera vez en el número 7 la revista digital gratuita CURIOUS, perteneciente a IFLScience.