De los Apeninos a los Andes en una célula

Muchos nos quedamos traumatizados con la serie de dibujos animados 'Marco, de los Apeninos a los Andes', estrenada en 1976 por TVE y basada en un cuento breve de 1886 de Edmundo de Amicis. En ella se describen las peripecias de un niño de 13 años que desde Génova va a buscar a su madre, emigrante en Argentina. Un peregrinaje lleno de aventuras y principalmente de pequeñas desgracias. Suerte del mono Amedio que añadía la nota cómica. Me sirve ahora de excusa para introducirnos el camino tortuoso que hacen las biomoléculas de la vida dentro de la célula desde el nacimiento hasta su muerte. Podríamos llamarlo también una geografía y topología celular.

El ADN de los humanos tiene una longitud de unos dos metros. Y estos 200 centímetros de ADN los tenemos en cada célula. Como se pueden imaginar no lo tenemos estirado, porque en ese caso pareceríamos un erizo ambulante o Espinete, sino que está delicadamente compactado. Lo tenemos enrollado alrededor de unas proteínas llamadas histonas como si se tratase de un collar de perlas. Y como se compacta a cada tipo de tejido o órgano está altamente regulado para no 'ahogar' a los genes necesarios para ese tejido celular y en cambio asfixiar al gen que no debe estar activo en ese lugar.

En la otra punta del cromosoma

Que nuestro ADN no adopte esta estructura de doble cadena en pura línea recta, sino que se vertebre en una conformación tridimensional como si de un 'jigsaw' se tratase provoca cosas muy curiosas. Por ejemplo, una pequeña región de una punta de un cromosoma puede controlar la función de un gen localizado en la otra punta del cromosoma. Y hasta regiones localizadas en cromosomas diferentes pueden 'hablar' e interactuar. Hay más cosas interesantes. Si se mira algún dibujo del ADN dentro del núcleo celular, siempre me ha recordado un plato de espaguetis. No obstante, no son espaguetis al azar. Hay 'dominios nucleares'. Regiones con genes con funciones o regulaciones similares se acaban ordenando en el espacio muy cerca. “Dios los cría y ellos se juntan”, que decía mi abuelo.

El ADN se comunica gracias a la producción de la molécula llamada ARN que tiene que emigrar (como el pobre Marco) del núcleo celular al líquido que ocupa la mayoría de la célula (citosol o citoplasma). Y la primera frontera es la membrana nuclear. Sin papeles (un patrón determinado de marcas químicas) no pasa. Una vez fuera del núcleo, el ARN se va a unas fabricas que originan proteínas llamadas ribosomas y allí empieza a 'descodificarse' el mensaje con la cadencia de una pauta de tres letras para un aminoácido hasta que tenemos la proteína. ¿Pero ahora a dónde va esta proteína solita por el mundo? Hay unas cisternas extrañas, como si fuesen una nave inmensa abandonada tipo Alien o Prometeus, llamada retículo endoplasmático donde las proteínas son modificadas (con la colaboración de los ribosomas) para decidir si se van a trabajar al núcleo, al citosol o a la membrana celular.

Allí las tenemos, otras biomoléculas de peregrinación en nuestro medio intracelular buscando un lugar en la vida, como nosotros hasta nuestra muerte. Algunas proteínas, aún más valientes, no se quedan en la célula sino que 'saltan' su barrera y son secretadas al exterior, siendo el estudio del “secretoma” celular una de las áreas donde más se trabaja en la biología moderna. ¿Y la muerte de las proteínas? Pues también está finamente controlada. El mismo retículo endoplasmático tiene varias vías moleculares para degradar las proteínas que han envejecido y no hacen su trabajo o han salido defectuosas de inicio. La célula no tiene compasión y no permite jubilaciones doradas de sus proteínas ni se preocupa de las pequeñas taras de las proteínas. Hacia la vacuola de degradación y camino del proteosoma y... ¡adiós muy buenas!

Este viaje de vida, crecimiento y muerte a una escala minúscula es lo que se espera de nuestras células. Si se desvían del mismo, aparecen muchas enfermedades. Un virus que secuestra una proteína por su propio beneficio, un gen del cáncer que convierte a otra proteína en demasiado abundante, una neurona en una demencia que hace precipitar otra proteína privándola de si tarea… En el último capítulo de Marco, el niño encuentra a su madre en Tucumán a punto de morir, pero la visión de su querido hijo la salva. Quizá con menos romanticismo, muchos de los fármacos usados hoy acaban induciendo un equilibrio de nuestro ADN, ARN y proteínas, como si fuesen la familia de los felices Hollister. Salud y lecturas nostálgicas para el fin de semana.