¿Podemos controlar nuestra inteligencia modificando el ARN?

Un estudio reciente sobre cefalópodos desvela un sistema hasta ahora desconocido que permite realizar mutaciones a nivel del ARN, en contraposición a las mutaciones convencionales realizadas sobre el ADN.
Antes de empezar con el tema de hoy, explicaré algunos conceptos básicos en biología.

El ácido desoxirribonucleico, ADN, (deoxyribonucleic acid, DNA), junto con el ARN (ácido ribonucleico), constituyen el principal componente genético que contiene las instrucciones necesarias para el desarrollo y funcionamiento de los organismos vivos y de virus. ¿Quién lleva esta información genética? Los genes, que son segmentos presentes en el ADN, los cuales van a codificar para la síntesis de proteínas.

 Figura 1. ADN de una célula eucariota.

Figura 2. Estructura del ADN. Su unidad elemental es el nucleótido, formado a su vez por ácido fosfórico y nucleósidos (base nitrogenadas: A, G, C, T en el caso de ADN/ U para ARN y pentosas). Como se observa en la figura anterior, ambas hebras se enroscan dando lugar a la doble hélice de ADN. 

Según el dogma central de la biología, el ADN se duplica y la información que contiene se convierte en ARN mensajero que tras la traducción dará lugar a proteínas.

 Figura 3. Dogma central de la biología. Consta de 3 etapas: replicación, transcripción y traducción de la información genética a proteínas.

Bien, este hecho, según afirma Eli Eisenberg y sus colaboradores, de la Universidad de Tel Aviv, en la revista Cell, no lo cumplirían ciertos organismos ya que cuentan con unas enzimas, ADAR (desaminasa de adenosina que actúan sobre ARN), que modifican químicamente los residuos de adenosina convirtiéndolos en residuos de inosina durante el proceso de transcripción del ARN. Tras esto, la maquinaria celular interpreta el residuo de inosina como un residuo de guanosina.

Figura 4. Las enzimas ADAR convierten la adenosina (nucleósido formado por una pentosa y la base nitrogenada adenina) en el nucleósido inosina, el cual es reconocido por la maquinaria celular como guanosina (nucleósido con guanina y una pentosa), produciéndose así el cambio A por G.

 Figura 5. La enzima ADAR se une a una región bicatenaria del ARN mensajero recién sintetizado a través de los dominios de unión. Esta región está formada por regiones exónicas (codificarán para la síntesis de proteínas) e intrónicas (se eliminarán y por tanto no darán lugar a proteínas)

El estudio se realizó en calamares, sepias y pulpos, pertenecientes a la familia de los cefalópodos. Observaron que este proceso de editado del ARN era más activo en una especie de calamar, sepias y en dos especies de pulpos. Los calamares tienen unos 20.000 genes, pero tienen alrededor de 11.000 sitios con esta capacidad de "edición" del ARN. Rápidamente nos formulamos esta pregunta: ¿tendremos nosotros también esa capacidad? Se sabe que los seres humanos tenemos unos 20.000 genes, pero apenas unas decenas de sitios para poder editar el ARN que puedan codificar proteínas funcionales.

Por tanto, tendría sentido pensar que esta capacidad para editar tantos transcritos tiene que cumplir, al menos, una función importante que ha permitido mantener este proceso a lo largo de la historia evolutiva de estos animales. Joshua Rosenthal, autor principal del estudio, del Marine Biological Laboratory en Woods Hole (Estados Unidos) propone que los cambios de temperatura (resistencia al frío) o la experiencia (memoria) podrían ser los responsables de la regulación de este mecanismo. La mayoría de los calamares se encuentran a unos 1.000 metros bajo la superficie donde el agua es más fría, tanto es así que el calamar colosal y el gigante se encuentran en aguas cercanas a la Antártida.

  

 Figura  6. Mesonychoteuthis hamiltoni (calamar colosal). Se descubrió en 1925 al analizar el estómago de un cachalote. Su longitud varía entr elos 12 y 14 metros y sus ojos alcanzan los 27 centímetros de diámetro. 

Figura 7. Calamar gigante (género Architeuthis) en las costas de Galicia (2016). El ataque producido por un animal similiar le costó la vida. Los machos miden 10 metros mienttras que las hembras alcanzan los 14 metros.

Y hablando sobre cefalópodos de grandes dimensiones, en Piratas del Caribe aparece la figura del Kraken, (criatura marina de la mitología escandinava que la utiliza el pirata Davy Jones para atacar barcos enemigos). Aquí os dejo más información: http://es.lospiratasdelcaribe.wikia.com/wiki/Kraken

Volviendo al tema del editado del ARN, Eisenberg afirma que "se trata de un mecanismo para producir proteínas que no están codificadas en el ADN, que no están presentes en la secuencia genómica. Para estos cefalópodos, no se trata de una excepción, sino más bien de la regla: la mayor parte de las proteínas sufre ese proceso de edición". Según comentan algunos científicos, este hecho podría explicar el complejo comportamiento y la elevada inteligencia de estos cefalópodos debido a que la edición del ARN se da con mayor frecuencia en el sistema nervioso, afectando así a proteínas que intervienen en excitabilidad y morfología neuronal. En New Scientist definen este procesos como " una forma especial de evolución" basada en edición del ARN en lugar de en mutaciones del ADN.

En último término, esta novedosa noticia sin duda abrirá la puerta a futuras investigaciones sobre la evolucion genética. ¿Quién sabe cuántos apasionantes mecanismos quedan todavía por descubrir?

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