Si las células tienen la misma información genética, ¿por qué son diferentes?

Lo que observas, es uno de los resultados del fenómeno de la epigenética.

Sí, todas las células que forman nuestro cuerpo, o mejor dicho casi todas, tienen los mismos genes y mismo número de cromosomas. Todas se originaron por mitosis a partir de una misma célula huevo. ¿Cómo es posible que unas terminen siendo neuronas y otras glóbulos rojos, sin nada de ADN?

Aquí entra el fascinante campo de la epigenética: los mecanismos que regulan y modifican la función de los genes, sin alterar su información, es decir el orden de los nucleótidos que forman el gen.

De los mecanismos identificados, los que tienen mayor consenso hasta ahora, son cuatro:

• metilación del ADN,
• modificación de histonas,
• ARNs no-codificantes, y
• factores de transcripción. Aunque otros investigadores, agregan otros más[1] .

Todos comparten dos características importantes, son heredables y su acción es dependiente de señales del ambiente.

Esto último es importante aclarar. Con señales del ambiente, hablando de genes o cromosomas, nos referimos a TODO lo que esta afuera del núcleo (si es una célula eucariota) o afuera de la célula (si es una célula procariota). Ambiente acá, se refiere a todo aquello que pueda provocar una señal que termine llegando al núcleo en forma de una enzima u otra proteína, que active alguno de estos mecanismos.

Volviendo al ejemplo de la célula huevo: casi inmediatamente después de que el óvulo es fecundado, se produce una asimetría en el citoplasma del cigoto. Fíjate en el ejemplo de un gusano marino[2]; justo luego de la fecundación, ocurre que el núcleo atrae un grupo de ARN mensajeros y otras proteínas se van hacia el polo opuesto.

Esto provoca que las dos primeras células hijas, a pesar de tener los mismos genes, tengan citoplasmas de una composición muy diferente. Este ambiente intracelular distinto, va a encender genes distintos en esos núcleos. Se establecen así dos linajes celulares distintos, que van a mantener un diferente patrón de encendido y apagado de genes, en la mayoría de los casos, hasta que el organismo sea un adulto: El grupo de células que dará origen al cordón neural, por ejemplo, encenderá un grupo de genes y el resto se mantendrán apagados, porque no tienen el estímulo externo que provoque su encendido.

Conforme las células se van dividiendo y multiplicando, generan otros linajes celulares con distintos destinos que van interactuando: otras señales producidas por otro linaje celular (o incluso por hormonas del ambiente intrauterino, en el caso del desarrollo de un embrión humano), encenderán otros genes en otro grupo de células y así es como se van formando el hígado, los huesos, etc. etc. Es esta interacción tan finamente orquestada de señales y mecanismos epigenéticos, lo que produce semejante diversidad y especialización. Lo complejo del asunto, también explica por qué a veces, pueden ocurrir fallos con terribles consecuencias.[3]

Por otro lado, también explica fenómenos muy interesantes que ocurren entre individuos dentro de una misma especie, como el cambio de sexo de algunos peces cuando hay sobrepoblación de uno u otro sexo,

las diferencias entre razas,

y hasta en el comportamiento de hermanos gemelos.

La investigación de los mecanismos epigenéticos y qué tanto influyen en la evolución, sigue dando resultados más que interesantes y que nos atañen muy íntimamente.

Saludos!

Notas al pie