Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Elogio de la infidelidad (moderada)

Para muchas personas el concepto de fidelidad es tan valioso como lo son las conocidas cuatro virtudes cardinales (fortaleza, justicia, prudencia y templanza) o, incluso las tres virtudes teológicas cristianas (fe, esperanza y caridad). El filósofo Julián Marías escribió hace algún tiempo que la fidelidad es un valor fundamental que debe mantenerse. Y la mayoría de los españoles parecen reconocerlo así, ya que, de acuerdo con una encuesta del CIS, realizada en el año 1995, un 82 % de los encuestados la valoraban muy positivamente

Pero nosotros vamos a tratar aquí de otra fidelidad. La de los procesos biológicos. Es evidente que la contemplación de la aparente perfección de los organismos y la exactitud con la que parecen tener lugar los procesos biológicos que ocurren en nuestro entorno fue la inspiración de los relatos creacionistas encontrados en las diferentes religiones, relatos que muchas veces se toman de un modo literal, acrítico. Y ello sucede aun, en el siglo XXI, en muchas comunidades, no necesariamente incultas. El ejemplo reciente de las autoridades educativas de Kansas en los Estados Unidos, dificultando la enseñanza de los procesos de la evolución, es bien significativo al respecto.

Sin embargo, la vida, como la conocemos, solo es posible gracias a la existencia de una determinada y moderada infidelidad biológica, cumpliéndose la observación de Heráclito de que todo es flujo, nada es estacionario.

SUPERVIVENCIA. Desde las observaciones de Darwin y otros grandes científicos, es claro que la enorme complejidad del mundo biológico actual se ha de interpretar como resultado de la evolución. Y, en concordancia con ello, sucede que la virtud esencial ha de ser la supervivencia, no la fidelidad. Para conseguirla es conveniente que exista algo de imprecisión, la posibilidad de realizar múltiples intentos. Para entenderlo, podemos acudir al ejemplo de un cazador. Si su blanco es difícil y realiza un solo disparo, aunque posea buena puntería tiene un alto riesgo de no acertar la presa. Pero, dispone de un arma de repetición y puede realizar una serie numerosa de disparos, aunque sean más imprecisos, la probabilidad de éxito, de que uno de ellos alcance la presa, es bastante alta.

La vida se organiza en niveles jerárquicos: reacciones químicas, catálisis enzimáticas, nivel celular, etcétera, hasta llegar a niveles como el endocrino, hipotalámico, neuronal o el de la propia consciencia. Cada nivel posee sus propias leyes o restricciones, de modo que sus componentes se someten a ellas y a las de los niveles superiores. Los niveles más bajos son los más arcaicos y los menos ambiguos ya que poseen más restricciones. Los niveles superiores poseen mayor libertad y flexibilidad. La principal característica del proceso evolutivo ha sido la de encontrar y desarrollar tales niveles superiores. En principio podríamos pensar que al agregar un nuevo conjunto de restricciones los procesos tenderían a bloquearse, en lugar de enriquecerse y contar con nuevas perspectivas. Pero el ejemplo de una enredadera puede ayudarnos a entender que lo que sucede es lo contrario. Si plantamos este tipo de arbusto y le colocamos un tutor muy preciso, con una inclinación fija y determinada de 45 grados, la planta tendrá muy pocos grados de libertad para su desarrollo, y no logrará alcanzar el objetivo de cubrir una pérgola situada justamente encima, a dos metros del suelo. Pero si la planta se deja crecer realiza sin ninguna restricción, tendrá más grados de libertad, y aunque es difícil que acierte a cubrir la pérgola, existe alguna posibilidad de que, entre las muchas posibles opciones, alguna vez pudiera ocurrir la deseada.

Por ello, el proceso evolutivo ha de estar acompañado de errores e infidelidades, que aparentemente suponen derroche y despilfarro, pero la contrapartida es la de una mayor innovación y robustez, lo que sirve para asegurar la perpetuación de la vida. En aras a la fidelidad o la perfección la Naturaleza no se sacrifica, sino que, por el contrario, favorece los errores, que los desecha, repara o utiliza, pero que siempre son útiles para conseguir una mejor adaptación a los impredecibles cambios y retos ambientales.

INFIDELIDADES. Numerosos ejemplos nos corroboran lo expuesto: se necesitan grandísimo número de espermatozoides para conseguir fertilizar con éxito a un único óvulo; más de la mitad de los embriones humanos se pierden durante el desarrollo; cuando una célula madre se divide en dos hijas, en la fase conocida como segregación cromosómica, los microtúbulos han de alcanzar el centrómero del cromosoma, para lo cual se desperdician un gran número de intentos hasta que alguno alcanza el éxito; de todos los anticuerpos que somos capaces de producir, solo una pequeña proporción nos podrán a llegar a ser útiles y el resto podríamos clasificarlos como fallos, y así un largo etcétera.

El caso de la replicación o duplicación de nuestro ADN es muy significativo. Poseemos unos tres mil millones de nucleótidos (letras) en nuestro genoma. La replicación del ADN es bastante fiel, casi perfecta, solo tiene lugar un error en cada diez mil millones de nucleótidos. Pero, como se realizan multitud de replicaciones genómicas al día ello significa la aparición constante de numerosos errores. Más aun, las moléculas de ADN son muy sensibles a sufrir alteraciones en las células, debidas a procesos más o menos espontáneos de oxidación, alquilación, hidrólisis, roturas, etcétera. Se calcula que diariamente, en cada una de nuestros 100 billones de células, tienen lugar unas 300.000 de tales lesiones. Si nuestra maquinaria de síntesis o replicación del ADN fuese completamente fiel solo debería reconocer al ADN original, por lo que la división celular sería imposible para las células afectadas.

¿Cuál es la solución?. En primer lugar, disponemos de eficaces maquinarias moleculares reparadoras de los errores. Y, adicionalmente, existen otras polimerasas replicadoras de ADN, las SOS, que son capaces de realizar el proceso de replicación aun a pesar de las lesiones. Con ello, se alcanza un delicado equilibrio entre conservación e innovación.

Las infidelidades continúan a lo largo del proceso de información genética. En la transcripción (paso de la información desde ADN a ARN) un nucleótido de cada 100.000 resulta erróneo. Y en la síntesis de proteínas se sitúan inadecuadamente 3 aminoácidos por cada 10.000 correctos. La mitad de los ARN mensajeros que fabricamos poseen errores y han de ser destruidos. Y un tercio de todas las proteínas que sintetizamos normalmente en nuestras células poseen fallos en sus plegamientos tridimensionales y han de ser degradadas inmediatamente por una maquinaria proteolítica especializada, los proteasomas.

GENES. Queda claro que a pesar de los grandes esfuerzos usados para aumentar la fidelidad de la replicación del ADN, a veces es adecuado que se dé algo de infidelidad. Es cierto que la estabilidad y la capacidad de duplicarse son esenciales para la funcionalidad genómica, pero no es menos cierto que la evolución necesita de un cierto grado de infidelidad ya que los errores habidos originan diversidad, es decir, nuevos individuos que pueden ser el origen de nuevas especies. Así sucede con la adaptación bacteriana en ciertas circunstancias, ya que las bacterias que son genéticamente inestables pueden adaptarse más rápidamente y sobrevivir (dando lugar a fenómenos como los de resistencia a los antibióticos).

En muchas ocasiones, antes de alcanzar el nuevo nivel de complejidad, se pasa por una situación de compromiso. Por ejemplo, se altera un gen y en lugar de sustituir el nuevo al antiguo, se producen duplicaciones de genes, conservándose a través de un largo periodo evolutivo el gen original y el nuevo gen que, aunque es diferente, posee ciertas propiedades comunes con su predecesor. En tal situación los cruzamientos de miembros de diferentes familias pueden originar otros nuevos individuos híbridos entre las dos familias progenitoras, favoreciendo la diversidad de organismos. Por ello, un campo actual de la genética de gran interés consiste en partir de la estructura de las actuales familias de genes e intentar retrotraerse a su historia anterior evolutiva.