viernes, octubre 03, 2008

Ciencia: La Biología de la Fe

El Dr Bruce Lipton es un biólogo que ha tratado de encontrar la esencia del alma humana más allá de los paradigmas actuales de la ciencia reduccionista, pero siguiendo el mismo riguroso Método Científico que tan exitoso ha sido en la física y en la ciencia en general. Su libro The Biology of Belief (traducido al español como La biologia de la creencia) explora la nueva ciencia de la Epigenética, que literalmente significa sobre la genética (o fuera de ella) y que él ha descrito como "la nueva ciencia del poder personal" que está revolucionando nuestra comprensión del ADN en la relación mente-cuerpo, con profundos efectos sobre nuestras vidas personales y también como especie.

Mecanismos Epigenéticos

Por Qué tus Genes no son tu Destino

Uno de los más sorprendentes descubrimienos de la Epigenética en la Biología Evolutiva del Desarrollo (EVO-DEVO) es que basta que ciertas estructuras moleculares llamadas genes maestros, que regulan la producción de los llamados 'genetic switches' que existen dentro del material genético del ADN Chatarra, se expresen o se silencien, es decir que se "enciendan" o "apaguen" en el momento apropiado, para que entonces se produzca toda una cascada de eventos genéticos sincronizados a nivel celular que determinan desde la morfología de los organismos hasta la aparición de nuevas especies. Es decir, que la cuestión ya no es si uno tiene un gen o no, sino si dicho gen está expresado o silenciado.

Por otra parte además se ha descubierto que el ADN Chatarra (en inglés, Junk DNA) aunque constituye más de 98% del genoma, sin embargo no participa en la codificación de proteínas con las que se construyen los organismos. Es decir, tomando los humanos como ejemplo, los 22,000 genes que se encuentran bien empaquetados en los 23 pares de Cromosomas de cada una de las células del cuerpo (excepto en los glóbulos rojos), los cuales codifican los más de 100,000 diferentes tipos de proteínas que existen en el cuerpo humano, apenas constituyen el 2% del material genético en el núcleo celular; por lo cual el restante 98% es considerado 'chatarra'. Este hecho por si solo presenta sus propios misterios ya que resulta muy extraño que siendo la naturaleza tan eficiente en cuanto a los procesos biológicos, las células mantengan todo este inmenso material genético sin una función o un código aparente.

A diferencia de lo que ocurre con el bien conocido código genético de los codones basado en tripletes de cuatro nucleótidos, o sea, moléculas que son los bloques estructurales de la vida (representadas por las letras A,C,T,G) que permiten un total de 43 = 64 combinaciones y que de manera redundante codifican 20 aminoácidos (*) más los dos códigos especiales de comienzo y parada, con lo cual la fábrica biológica de la célula eucariota sintetiza todas las proteínas que se necesitan para que la vida pueda existir en todas sus complejas y diversas formas; desde organismos unicelulares como los hongos o Fungi, hasta el maravilloso cuerpo humano con sus 1013 células especializadas y organizadas en varias clases de tejidos, órganos y sistemas de control fisiológico (homeostasis) con realimentación negativa o positiva de señales bioquímicas y eléctricas, etc.

* Nota: El organelo de la Mitocondria, donde ocurre buena parte del metabolismo celular y que es responsable por la producción de energía a través de la síntesis del ATP, tiene una pequeña cantidad de ADN circular (similar a las bacterias) que es diferente al ADN nuclear y codifica 13 proteínas, con códigos adicionales que se heredan en forma no-Mendeliana por vía materna solamente.

La Epigenética y el Problema de la Morfogénesis

Otro hecho muy interesante es que se necesitan múltiples genes para codificar una clase de proteína (el cuerpo tiene muchas más clases de proteínas diferentes que genes) y que el código genético nuclear en fin de cuentas solo codifica la secuencia lineal de los aminoácidos, pero no la topología o la forma física tridimensional de la proteína. Las formas de las proteínas (las cuales pueden ser muy complejas, como por ejemplo la hemoglobina, la insulina, etc. que consisten en múltiples cadenas de polipéptidos con cientos de aminoácidos) son una cuestión clave en la biología molecular ya que precisamente esa conformación de la proteína es la que le permite hacer su función biológica al actuar sobre los correspondientes receptores que existen en la membrana celular, como si fuera una llave abriendo una cerradura; que de no ser por su forma solo sería una proteína ‘desnaturalizada’ sin función biológica. Y si bien se sabe que las células pueden producir estas complejas formas tridimensionales en los organelos celulares del Ribosoma y el Aparato de Golgi (cuyo mecanismo de transporte es uno de los problemas no resueltos de la biología) tal y como si fueran lineas de ensamblaje donde a través de la acción de enzimas especializadas (que también son proteínas) pueden cortar, doblar y soldar (enlazar químicamente) las cadenas lineales de polipéptidos en los puntos precisos para producir dichas formas tridimensionales, lo que no se conoce es dónde está ese ‘código de las formas tridimensionales’ y cómo es que ese código se activa solo en algunas células según su especialización.

Es decir, el problema de la Morfogénesis, o la cuestión de cómo una célula madre (en inglés, stem cell) según su posición en el organismo o en un embrión puede 'saber' que ella debe diferenciarse en un tipo de célula, para entonces expresar un grupo de genes y comenzar a producir ciertas proteínas (tal y como si existiera un 'campo morfológico' que define las formas y las funciones biológicas de las células y los organismos) es un misterio en la ciencia en general y en la embriología en particular, que la Epigenética posiblemente ayude a resolver.

Aún más sorprendente para los científicos es que los cambios epigenéticos no parecen ser tan aleatorios o casuales como inicialmente se creía. Entendiendo como aleatorio la suposición de que no hay una relación de causalidad entre las mutaciones genéticas y el resultado de la evolución, o sea, que las mutaciones no implicarían una dirección preferencial de desarrollo; es decir, la creencia de que el proceso no tiene un propósito predefinido (no hay teleología desde el punto de vista filosófico) ni tampoco un agente inteligente que lo dirija. En realidad lo que se ha encontrado es que estos cambios genéticos aparecen como respuesta a estímulos ambientales específicos que además del ambiente físico de la célula, incluyen también actividades mentales relacionadas con la intención y el aprendizaje; lo cual cuestiona el paradigma de que toda la evolución biológica depende solamente de la selección natural de variaciones basadas en mutaciones genéticas aleatorias, tal y como se postula en la actual versión de la teoría de la evolución conocida como síntesis neodarwinista.

Lo cual no niega el papel de la selección natural en la evolución, ya que esto es una verdad autoevidente, sino que le da su lugar apropiado como una fuerza a nivel macro-evolutivo que permite la adaptación de las especies a las condiciones ambientales, ajustando y sintonizando la distribución de genotipos y fenotipos en el tiempo, aunque no necesariamente determinando la especiación, es decir, la aparición de nuevas especies, o la micro-evolución a nivel de biología molecular.

Todo esto sumado a la posibilidad de que algunos caracteres adquiridos a través de experiencias personales y aprendizaje puedan ser heredados hasta la segunda generación (de abuelos a nietos) a través de mecanismos de herencia epigenética que hasta hace poco eran desconocidos y permiten entender otros fenómenos como por ejemplo la evolución de los instintos a través del aprendizaje; lo cual curiosamente hace recordar algo de esa antigua teoría casi olvidada del Lamarckismo.

Aplicaciones en la Ciencia Médica

Estos descubrimientos tienen gran importancia en medicina, ya que desde que Watson, Crick y Wilkins (gracias al trabajo de Rosalind Franklin en cristalografía de rayos X) descubrieron la estructura molecular helicoidal del DNA en 1953 y establecieron el Dogma Central de la Biología Molecular que presuponía que la información genética solo fluye en una dirección (ADN → ARN → Proteína) muchos creyeron que todas las enfermedades debían tener una etiología o causa genética. Sin embargo, luego del descubrimiento de los priones (causantes de la enfermedad de las 'vacas locas'), las ribozimas, la transcripción inversa de los retrovirus (RNA → DNA) y el fenómeno llamado 'RNA Editing' (*), actualmente ya está bastante claro que el "dogma" no siempre se cumple.

* Nota: El ARN (en inglés, RNA) es la copia activa de un gen expresado que pasa a través de los poros de la membrana nuclear para transcribir el código genético en los ribosomas del citoplasma celular donde se sintetizan las proteínas.

Más aún, luego de los recientes descubrimientos en epigenética, los científicos ahora pueden mejor entender por qué las mutaciones genéticas perjudiciales no necesariamente conducen a enfermedades, es decir, por qué los 'genes malos' no siempre causan una enfermedad, ni tampoco predicen cuándo esta ocurre o cuán intensa será si ocurre. Lo cual también explica por qué la influencia de los genes en las enfermedades varía tanto dependiendo de la enfermedad que sea, estimándose que el factor genético en las enfermedades es solamente un 10% como promedio. Por otra parte el conocimiento de los interruptores genéticos que funcionan a nivel epigenético podría ser la clave para la salud y la longevidad.

El siguiente video es una presentación del Dr. Lipton sobre temas de Biología Celular y Fisiología donde se explica como las creencias personales afectan la salud y por qué realmente, como él dice: "Tú no eres una víctima de tus genes. Tú eres todopoderoso. Nuestras creencias pueden seleccionar cuales genes se encienden o se apagan. Si los genes expresados no son los apropiados, tú puedes cambiar tus creencias y expresar nuevos genes."

1 comentario:

  1. "LA FE MUEVE MONTAÑAS"...entre ellas, las nuestras: Felicidad, longevidad, salud, alegría de vivir...

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