Los secretos de la diferenciación celular (2)

Felipe Aizpún

En un reciente artículo, la revista ScienceDaily se ocupa de un trabajo publicado por los profesores Zhao, Nakamura, Fu, Lazar y Spector en Nature Cell Biology (Octubre 2011) bajo el título “Gene bookmarking accelerates the kinetics of post-mitotic transcriptional reactivation”. El resumen introductorio del artículo de ScienceDaily nos dice lo siguiente:

Para que las células de diferente tipo mantengan su identidad incluso después de varias rondas de división celular, cada célula debe de “recordar” qué genes estaban activos antes de la división y pasar este recuerdo a su progenie. Las células responden a este reto mediante el despliegue de un proceso de “marcaje” (bookmarking en el original inglés). De la misma forma que un papelito adhesivo marca la última página leída de un libro, ciertas moléculas marcan los genes activos en una célula para que, tras su división, los mismos genes sean reactivados de inmediato en la nueva célula.

Lo que este nuevo trabajo nos aporta es la identificación de un procedimiento de marcaje y de posterior activación de determinados genes tal como ha podido ser observado. Es el caso que durante el proceso de división celular o mitosis hay un “apagón” temporal de toda la actividad de los genes en el interior de la célula. La cromatina de la célula se hace estrechamente compacta; la mayoría de las proteínas que normalmente se adhieren a la cromatina para mantener la expresión de los genes son apartadas, y la transcripción del ADN en ARN se detiene. Cuando la división se ha producido, la cromatina en las nuevas células se relaja, las proteínas encargadas de regular la transcripción son reclutadas de nuevo para específicas localizaciones en la cromatina y la transcripción genética comienza de nuevo.

Para identificar cómo este proceso es reiniciado, el equipo del profesor Spector utilizó un procedimiento innovador e imaginativo que previamente desarrollaron para poder realizar observaciones en tiempo real de un determinado locus genético y del ARN transcrito desde ese locus al ser activado. En este experimento, el locus en observación, la proteína activadora de la transcripción y el ARN producido por el gen son señalados con un marcador fluorescente de diferentes colores. Nos cuenta el profesor Spector:

Mirando a la expresión del gen en idéntico locus (una específica posición en el cromosoma) en dos momentos distintos durante la interfase, es decir en el estadio durante la división celular, y después de producida la mitosis, descubrimos que el gen es activado mucho más rápidamente cuando es reactivado tras la mitosis.

Un análisis posterior sugería que la actividad de transcripción durante la interfase deja tras de sí una “memoria” en forma de una marca que es preservada durante la mitosis y resulta crucial para la rápida reactivación del gen tras la misma. Esta marca es una molécula llamada histona que ha experimentado una modificación química llamada acetilación y que altera sus interacciones con al ADN así como con las proteínas asociadas al mismo. Se observó que el locus cromosómico acumulaba esta histona acetilada llamada H4K5Ac previamente a la mitosis. Durante la mitosis la molécula se mantiene en el sitio en compañía de otra proteína denominada BRD4 que cumple la función de aliviar el compacto empaquetado de la cromatina en esa sede. Al terminar la mitosis, adicionales cantidades de BRD4 “acuden” al lugar “marcado” en la nueva célula, liberando la sede del compacto y atenazador empaquetado de la cromatina y reclutando además nuevas moléculas necesarias para la transcripción para reactivar de manera inmediata el gen en cuestión. Los autores del trabajo nos ofrecen además una reflexión de innegables connotaciones teleológicas:

Es claro que los genes que han de ser activados en seguida son los que tienen que ser marcados, y habrá muchos tipos de marcas.

Este y muchos otros trabajos que vendrán pueden resultar enormemente reveladores en orden a identificar los mecanismos subyacentes a las memorias orgánicas que desde hace casi un siglo se sabe forman parte de los principios reguladores del proceso de desarrollo embrionario. Pero una cosa es identificar el mecanismo y otra cosa es analizar el evento en términos de causalidad. Hay un dato insoslayable: los mecanismos de marcaje y de identificación de los genes que han de ser reactivados constituyen un procedimiento estrictamente finalista. Hay que pensar además que las moléculas que realizan la función de marcaje son a su vez producto de la expresión de genes de la propia célula y que por lo tanto, el genoma del organismo alberga todos los elementos necesarios para ejecutar sus complejos procesos de desarrollo.

En concreto, en este caso que nos ocupa, es necesario comprender que el marcaje de los genes es un marcaje “para”, es decir, una función que no tiene por sí misma un sentido suficiente de justificación sino que se ejecuta en la célula en vistas a un proceso posterior que:

1º tendrá lugar en una célula viva diferente de aquella que acomete el proceso de marcaje, fruto de la reproducción de la primera

2ª cumplirá una función en vistas a un “todo” diferente de ambas células

La idea de que procesos de esta naturaleza puedan emerger de manera accidental sin que su función esté intencionalmente guiada al aseguramiento del buen fin de un proceso complejo es (si se me permite) una sinsorgada intelectual. Completar un proceso de desarrollo de un organismo vivo pluricelular es una tarea de enorme complejidad que requiere el concurso ordenado de multitud de procesos. La mayoría de los mismos no tienen justificación en términos de causalidad si no es en vista del resultado final del proceso y eso que hace que su existencia no pueda ser entendida si no es en vistas a la formación del todo al que sirven. La existencia de procedimientos mecánicos moleculares ingenieriles que aseguran la eficacia de las memorias orgánicas como la que se ha estudiado en este trabajo sólo se explica por su función en relación al fin último del proceso. Las moléculas acuden al sitio adecuado en el momento justo, es decir, previamente a la producción de un evento crucial, la división celular, y con un objeto preciso: preservar la información relativa a los procesos de desarrollo ya acometidos por el organismo, con objeto de garantizar la correcta consecución de los siguientes estadios del proceso que puedan asegurar la formación ordenada y oportuna de los distintos órganos y tejidos para la exacta conformación del organismo complejo en su expresión definitiva como ser vivo.

El proceso es irreduciblemente complejo. Si alguno de los mecanismos coordinados no existiera el proceso se abortaría. Además son procesos y mecanismos que no tienen una determinación físico-química recíproca sino que cada uno de ellos se activa en función de señales celulares específicas. Algún tipo de programa totalizador genera las instrucciones que gobiernan el proceso global y que estamos muy lejos de conocer de forma completa. Esta idea de complejidad integradora, como gustaba de decir Antony Flew, está totalmente ausente de la inaceptable y ruborizadora explicación de la ortodoxia darwinista con relación al salto evolutivo de los organismos unicelulares a los organismos pluricelulares.

Entre los defensores del obsoleto paradigma dominante carente por completo de explicación mínimamente satisfactoria para dicho salto, el discurso oficial mantenía que los organismos pluricelulares procedían primero por acumulación en forma de colonias de células unicelulares similares, las cuáles se iban especializando en diferentes funciones para dar lugar al organismo complejo. La selección natural hacía el resto. Es difícil encontrar una explicación que resulta más despectiva hacia la inteligencia racional de cualquier escuchante y que se aparte más descaradamente de la base empírica que debe sustentar todo discurso científico. Se trata de una explicación que no sólo menosprecia el sentido de la indagación científica sino que ignora por completo un principio elemental del pensamiento racional presente en la filosofía clásica desde antiguo y explicada con detalle y sensatez, por ejemplo, por el propio Immnauel Kant en sus escritos sobre pensamiento biológico. Los seres vivos, son seres organizados en los que el todo y las partes se necesitan mutuamente siendo al mismo tiempo medio y fin recíprocamente. De tal forma que no pueden las partes existir si no es en función del todo y no puede el todo existir si no es como resultante del proceso de conformación específica de cada una de las partes. La forma biológica preside desde su inicio el proceso de desarrollo, no emerge de él como mero producto final o resultante, sino que lo informa y gobierna a través de la información prescriptiva encriptada en la célula. Darwin obvió este pequeño detalle de enorme significación, desconoció la naturaleza ontológica del todo en relación a sus partes y espetó su particular ¡Eureka! ofreciendo al mundo la más brillante idea jamás salida de intelecto humano: el diseño sin diseñador. Vamos, la cuadratura del círculo. Así nos va.

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