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Un tema común que a menudo impregna las discusiones acerca de embriología y biología del desarrollo —en particular dentro de los círculos del Diseño Inteligente, pero también fuera de ellos—, es la idea de que la secuencia del ADN de un organismo no es completamente responsable del desarrollo de la estructura y arquitectura tridimensional que aparece dentro de las células, de los órganos y de los planes corporales. Como lo explica aquí el biólogo Jonathan Wells, cada célula de un organismo en desarrollo (con una o dos destacadas excepciones como los linfocitos T y B) —sea en la futura región de la cabeza del embrión como en la futura región de cola de un embrión— contiene exactamente la misma secuencia de ADN (un fenómeno conocido como «equivalencia genómica»). La expresión génica diferencial hace referencia a la activación de diferentes genes dentro de tejidos específicos de un organismo en intervalos específicos durante el desarrollo. Las células de la cabeza han de activar diferentes genes que las de la cola, y «saben» qué genes deben activar porque reciben información respecto de su situación espacial desde fuera de ellas mismas —y, por tanto, de más allá de la competencia de la secuencia del ADN. De importancia crítica para los patrones de la expresión génica tenemos los factores de transcripción que se unen al ADN. Estas proteínas especializadas seleccionan genes para su activación o represión reconociendo secuencias específicas de bases que aparecen en sus regiones promotoras. Una subsiguiente interacción con sus secuencias cognadas da como resultado una cascada de sucesos. Esto involucra a menudo cambios en la arquitectura de la cromatina, lo que lleva al ensamblaje de un complejo de transcripción activo (Cosma et al. 1999). Lo importante es observar que los tipos de factores de transcripción presentes en una célula no son, en y por ellos mismos, suficientes para definir sus respectivas gamas de expresión génica. Los patrones de metilación del ADN (que, según parecen indicar los datos, sólo afectan a genes que ya han sido silenciados por otros mecanismos en el embrión), además de unos pocos mecanismos adicionales, sirven como un elegante sistema de «memoria epigenética» para asegurar la irreversibilidad de la expresión génica diferencial (Bird, 2002). De hecho, el artículo de Bird observa que: Un modelo de «solo factores de transcripción» predeciría que el patrón de expresión génica de un núcleo diferenciado sería completamente reversible al quedar expuesto a una nueva gama de factores. Aunque muchos aspectos de la expresión pueden reprogramarse de esta manera (Gurdon 1999), algunas marcas de diferenciación son evidentemente tan estables que la inmersión en un citoplasma ajeno no puede borrar la memoria. Rinn et al. (2006) observan que: Los fibroblastos son células mesenquimatosas con muchas funciones vitales durante el desarrollo, la reparación de tejidos y enfermedades. Los fibroblastos procedentes de diferentes lugares anatómicos presentan patrones distintos y característicos de expresión génica, pero los principios que gobiernan su especialización molecular son mal comprendidos. La organización espacial de la diferenciación celular podría conseguirse mediante una especificación singular de cada tipo celular; alternativamente, la organización podría surgir mediante una interpretación por parte de las células de su posición en el seno de un sistema de coordenadas. Luego los autores intentan soslayar la evidente paradoja planteada por la especificidad espacial en relación con la equivalencia genómica postulando que unas «secuencias diana» —códigos postales moleculares, si se quiere decir de esta manera— de aminoácidos son responsables del direccionamiento de proteínas a emplazamientos concretos en la célula. Pero estos «códigos postales moleculares» no originan un sistema espacial coordinado: lo presuponen. Meyer (2004) lo explica de esta manera: Así, en cada nueva generación la forma y la estructura de la célula surgen como resultado a la vez de productos génicos y de una estructura u organización tridimensional preexistentes. Las estructuras celulares se construyen con proteínas, pero las proteínas encuentran su camino a los emplazamientos correctos en parte debido a los patrones y organización tridimensionales preexistentes inherentes en las estructuras celulares. La forma tridimensional preexistente presente en la generación precedente (sea inherente en la membrana celular, en los centrosomas, el citoesqueleto u otros rasgos del huevo fertilizado) contribuye a la producción de forma en la siguiente generación. Ni las proteínas estructurales por sí solas, ni los genes que las codifican, son suficientes para determinar la forma y estructura tridimensionales de las entidades que conforman. Los productos génicos proporcionan unas condiciones necesarias, pero no suficientes, para el desarrollo de la estructura tridimensional dentro de los planes de las células, los órganos y los cuerpos (Harold 1995:2767). Hace un par de meses apareció un interesante artículo en Nature, por Zhang et al. Habiendo activado el desarrollo epitelial usando una aguja, los investigadores documentaron que, en el gusano nematodo de laboratorio Caenorhabditis elegans, las células cercanas y sus movimientos contráctiles son indispensables para un desarrollo apropiado. Como lo hacen notar los autores en el resumen de sus métodos: Con el fin de aplicar fuerzas externas a embriones, se posicionó una aguja de 40 mm con un extremo romo sobre unos embriones que habían sido inmovilizados sobre una placa de Petri de vidrio (IWAKI) recibierto con polilisina y puestos sobre un microscopio confocal TCS SP2 invertido (Leica). El microscopio se programó luego para una secuencia de lapsos temporales en la dimensión xyzt con una distancia z de 6 mm, con una periodicidad de 1,6 s para imitar el pulso de la contracción muscular. Cosa enigmática, además de constituir el punto de anclaje para las células epiteliales, una estructura conocida como «hemidesmosoma», también sirve como «mecanosensor» que responde a la tensión inducida por células epiteliales cercanas disparando procesos de señalización que en último término resultan en la diferenciación de los tipos celulares. Estamos sólo comenzando a ascender los contrafuertes respecto a nuestra comprensión de la mecánica del desarrollo de los embriones y de los diversos procesos que subyacen al mismo. Hay todavía mucho que no se comprende bien acerca del desarrollo, y hay una enorme cantidad de información que todavía es necesario aprender. Pero me parece que está quedando más y más claro que el ADN no puede contener a la vez la información necesaria y suficiente para la morfogénesis de la forma organísmica. Uno es de manera natural llevado a plantearse cómo hubiera podido surgir un sistema tan sofisticado de control del desarrollo embriológico gracias a un proceso darwinista por etapas que, se debe recordar, tradicionalmente implica cambios en la secuencia del ADN. Y ya hemos visto la impotencia de la teoría sintética neodarwinista al nivel del ADN, bien aparte de los niveles de rica complejidad de información suplementaria que presiden el espectáculo de la vida. ¡Ay!, para muchos darwinistas modernos cualquier intento de criticar estos escenarios equivalen a expresar un argumento de lo que llaman «el dios de los agujeros» y a violar el principio para ellos inviolable del naturalismo metodológico. Incluso aunque las probabilidades aparecen virtualmente nulas, según se nos dice, e incluso aunque por ahora no podemos concebir un escenario darwinista verosímil que hubiera podido producir un sistema como éste, sin embargo, se insiste, tiene que haber alguno. Algunos biólogos evolutivos reconocen este extremo y confiesan que se sienten impelidos a abrazar el darwinismo no primordialmente por razones científicas, sino por razones metodológicas, como, por ejemplo, Richard Lewontin, 1997), que en el artículo vinculado dice: «... tenemos un compromiso previo, un compromiso con el materialismo. No se trata de que los métodos y las instituciones de la ciencia nos obliguen de alguna manera a aceptar una explicación material del mundo fenomenológico, sino al contrario, que estamos obligados por nuestra adhesión previa a las causas materiales a crear un aparato de investigación y un conjunto de conceptos que produzcan explicaciones materiales, no importa cuán contrarias sean a la intuición, no importa lo extrañas que sean para los no iniciados. Además, este materialismo es absoluto, porque no podemos permitir un Pie Divino en la puerta.» [Énfasis añadido.] En tanto que este
planteamiento puede ser bastante cómodo para algunos (de este
modo no tienen
que incurrir en ningún riesgo de que su edificio conceptual
pueda ser refutado),
yo, sencillamente, no tengo suficiente fe para aceptar tal postura. Beyond The Genome: A Non-Reductionist Perspective On Development / Jonathan M. June 2, 2011 10:16 AM | PermalinkTítulo y enlace con el original: Beyond The Genome: A Non-Reductionist Perspective On Development - 2 Junio 2011 Autor:
Jonathan M. es estudiante de último año de la
licenciatura en biología forense. ©
Jonathan
M
2011 SEDIN |
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