¿Es cierto que un tomate tiene más genes que un humano?

Esta pregunta es sumamente interesante y da para una clase entera de biología molecular. Si te mueres por saber, te recomiendo que veas a una pregunta similar donde explico el asunto sin muchos rodeos. Pero esto es quora así que hoy toca irnos por la primera opción. Así que rebana tus tomates, prepárate un sandwich -o mejor aún una ensalada- y siéntate en un lugar cómodo que ahí vamos.

Nuestra historia, empieza, como toda buena historia, con una idea muy loca que parecía prácticamente imposible de realizar: secuenciar el genoma humano entero. Para ponernos en contexto, estamos en una época en la que secuenciar un sólo gen de unas 2 mil o 3 mil bases le tomaba a un estudiante de doctorado especializado unos 2 o 3 años completar. El genoma humano tiene nada más y nada menos que 3 mil millones de bases. A menos que pensaras contratar miles de científicos semi-esclavizados por un par de décadas, la idea de lograr esa hazaña era una locura total. Pero siempre hay un científico (en este caso un grupo) con ideas locas.

El proyecto de secuenciar el genoma humano nació en medio de la controversia. No sólo era una cosa muy difícil de hacer, a muchos no les quedaba clara su utilidad. No se trataba de una investigación que tuviese una hipótesis clara detrás y la conclusión era el objetivo mismo. Filas y filas de viejos científicos indignados expresaron su animosidad al ver cómo se estaba tirando el dinero (que en esos momentos ya era más o menos escaso) público para ese proyecto que muchos veían como un elefante blanco.

Pero los del proyecto humano tampoco eran tontos y sabían bien que si querían volar antes tenían que aprender a caminar. Así que antes de secuenciar el genoma humano, se dedicaron a secuenciar genomas considerablemente más pequeños, empezando por el de una bacteria que es el organismo más usado para realizar investigación en biología molecular: E. Coli. Coli tiene poco más de 4 millones de bases. Y aunque aún secuenciar ese genoma pequeño representó un reto, el genoma fue secuenciado gracias a la colaboración internacional de varios grupos de investigación y liberado públicamente -más de esto adelante-.

Por supuesto una de las primeras cosas que se hicieron fue determinar el número de genes. La bacteria tenía alrededor de 4,000 genes. Entonces se hicieron matemáticas de forma rápida: Si E. Coli tiene 4 millones de bases y 4,000 genes, las levaduras con un genoma de 12 millones debía tener entre 10 y 12 mil, las moscas con 180 millones debían andar entre 50 y 100 mil genes y los humanos con 3 mil millones debían tener entre 100 mil y 300 mil genes. La primera sorpresa llegó cuando se completó el genoma de la levadura: tan sólo se pudieron encontrar unos 6 mil genes; apenas 2 mil más que la bacteria. Pero las levaduras son organismos unicelulares simples, así que la franca preocupación no se tuvo hasta que se completó el genoma de la mosca: solamente había unos 20 a 25 mil genes, muy por debajo de lo esperado dado el tamaño del genoma. Algo raro estaba pasando.

Por esos momentos también sucedió algo que le dio un tremendo impulso al proyecto público del genoma humano: uno de los participantes del proyecto pensó que sería buena idea recaudar fondos del capital privado, fundar una empresa, hacer la secuenciación y luego cobrarle a los científicos por acceder a ella. Y de paso patentar cualquier gen que pudiera tener alguna utilidad médica en el futuro. La amenaza de que una empresa terminara siendo dueña de nuestra información genética fue suficiente para disipar las dudas y se comenzó una carrera frenética para ver quién terminaba la secuencia primero. A la vez que el consorcio público secuenciaba genes, iba liberando las secuencias al dominio público para evitar que pudieran ser patentadas. Aquello se convirtió en una pelea épica como la que se dio entre los hackers buenos del código abierto y los programadores coorporativos de cierto sistema operativo que usa ventanas. Sólo que en nuestro caso sí la ganaron los buenos. El consorcio público publicó la primera versión de la secuencia del genoma humano en febrero de 2001, apenas unos días antes que la compañía privada.

Luego del merecido festejo, vino un balde de agua fría que pocos esperaban: en el genoma humano, no se podían encontrar más que unos 25 mil genes. Sí, 25 igual que en el genoma de la humilde mosca. Con el tiempo y el mejoramiento de las técnicas para mapear genes ese número ahora está en unos 30 mil genes.

Entonces, ¿para qué tanto genoma si tenemos tan pocos genes? La frustación y sorpresa de muchos llevó a varios científicos a concluir que el 95% del genoma era simplemente basura, y a los detractores que en un inicio no habían estado de acuerdo con el proyecto a decir en coro: se los dijimos! Por supuesto que la realidad es otra. Puedes encontrar más detalles para no desviarnos demasiado.

Bueeenoo, dirán algunos, no tenemos muchos genes pero ¿qué tal el tamaño de nuestro genoma? (porque aún muchos siguen fijados con el tema de los tamaños). Pues bien, resulta que muchas plantas hacen que nuestro genoma se vea pequeño. Los pinos tienen 22 mil millones de bases, 7 veces más que nosotros. El tomate, para volver a la pregunta, no es tan grande, pues "sólo" tiene 950 millones, unas tres veces menos que nosotros. Sin embargo, podemos encontrar fácilmente poco más de 31 mil genes en el tomate. La razón parece ser en parte la domesticación. A través del proceso de domesticación se promovieron eventos que a niveles genéticos son de bastante envergadura: el tomate sufrió 3 duplicaciones totales de su genoma. Así que acumuló una cantidad considerable de genes que fue perdiendo con el tiempo pero le ayudaron a ponerse un pelín arriba de nosotros. Esto lo podemos observar como algo común en otras plantas domesticadas, aunque también sucede en la naturaleza.

Dicho todo esto, tal vez vale la pena preguntarnos ¿Qué es un gen? Resulta que la respuesta no está tan clara después de todo este tiempo y dependiendo de la definición podría haber una reivindicación del orgullo humano. De forma tradicional se considera que un gen es la secuencia que se necesita para generar una proteína (). El paso de gen a RNA a proteína es lo que se conoce como dogma central de la biología molecular y por ser dogma y ser central es lógico que se use como una definición a la que no se le puede discutir mucho. Sin embargo, hace relativamente poco tiempo, nos empezamos a dar cuenta que hay muchas zonas del genoma que producen RNA que es inservible para hacer proteínas. A estas regiones se les conoce como regiones no codificantes. ¿Y adivinen qué? Se ven mucho como genes, a excepción de que su secuencia no puede ser traducida a proteínas. Y tenemos muchas de esas regiones. Así que si ampliamos la definición de gen, de un plumazo podemos sumarle unos 20,000 genes no codificantes a los 30,000 que ya conocíamos. Y la lista va aumentando, pues cada vez se descubren cada vez más de forma experimental y se afinan los algoritmos bioinformáticos para desenterrarlos en la secuencia. Claro que no hay que mantener las espectativas tan altas porque en una de esas resulta que el tomate también tiene más genes no codificantes que nosotros.

El caso es que a casi 20 años de que se publicó la primera secuencia del genoma humano, y a 40 de que se inició la idea loca de secuenciarlo, todavía seguimos descubriendo muchas cosas interesantes. ¿Quién hubiera dicho que leer el libro de la vida iba a ser tan difícil, y a la vez tan apasionante?

Pd. Tal vez alguno quedó preocupado por los miles de estudiantes doctorales semi-esclavizados necesarios para secuenciar el genoma. ¿Qué pasó con ellos? ¿Los alimentaban bien? ¿Qué? ¿Nadie pensó en ellos? Típico. Pues bien, no hubo (tantos) estudiantes semi-esclavizados, al final el problema se resolvió mayoritariamente con robots y técnicas mejoradas de secuenciación.