Videos de animación sobre la célula

Por Felipe Aizpún
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No es difícil encontrar en Internet estupendos videos de animación que nos muestran los asombrosos mecanismos de funcionamiento intracelular. Hoy traemos uno que se acompaña con palabras de fondo extraídas de una conferencia de Stephen C. Meyer, autor del imprescindible “Signature in the cell”. Aunque no de forma literal y exhaustiva acompañaremos el video con un texto que contiene lo esencial de las palabras de Meyer. Dice Meyer:

La genética de poblaciones se estableció en los años 20 y 30 antes de la revolución en biología. Por ello realizó un buen número de suposiciones que no están bien fundamentadas; entre ellas que resulta fácil producir nuevos rasgos por mutación. Se entendía que era fácil; simplemente se modifica un gen y como consecuencia se obtiene un nuevo rasgo. Desde 1953, el reconocimiento de que los genes son en realidad secciones de un código digital a lo largo de la molécula del ADN hizo que esta suposición de la genética de poblaciones tuviera que ser revisada. En el seno del modelo neo-darwinista y su estructura matemática de la genética de poblaciones, el problema de la generación de nuevas formas biológicas deviene más complicado ya que lo que requiere fundamentalmente es nueva información, es decir, complejidad especificada en la conformación de las secuencias (del ADN).

Si pensamos en la mutación de algo nos damos cuenta de que necesitamos información para construir un nuevo organismo, es como si necesitamos nueva información para dar a nuestro ordenador una nueva función y si pensamos en la revolución de la información ello suscita nuevas cuestiones sobre el poder de las mutaciones. Pensad una cosa; tenemos una secuencia de información digitalizada, un texto alfabético por ejemplo, y decidimos cambiar de forma aleatoria, ciegamente, algunos signos. ¿Qué sería más probable que ocurriera, que degradásemos la información contenida en el texto o que incrementáramos dicha información? Sin duda sería más probable que se degradara. Y la razón para ello es que la relación entre las opciones resultantes que contengan un significado real frente a las opciones que carecen de significado es mínima.

En una secuencia de diez letras en idioma inglés hay una secuencia funcional entre 100 trillones de secuencias no funcionales. Inevitablemente se degradará la información si cambiamos la secuencia de las letras. Intuitivamente los biólogos y especialmente los matemáticos empezaron a sospechar que lo mismo era aplicable en biología. También los físicos en el MIT empezaron a considerar la plausibilidad matemática de la teoría sobre las mutaciones; lo mismo sería cierto para los genes y las proteínas y la relación entre secuencias funcionales y no funcionales sería también muy pequeña. Se tomaron estas cuestiones muy en serio por investigadores como Douglas Axe que es el Director del Biologic Institute (Seattle, USA). Axe comenzó sus investigaciones en la Universidad de Cambridge haciéndose una pregunta crítica: ¿cuál es la probabilidad real de una secuencia funcional entre todas las posibilidades de ordenación de las bases en una secuencia genética o de los aminoácidos en una proteína? Si resultase que las secuencias funcionales fueran muy comunes entonces sería razonable pensar que por mutaciones se pudiera saltar de una isla funcional a otra. Pero si por el contrario, la relación fuese astronómicamente baja entonces las mutaciones buscarían indefinidamente tratando de encontrar sin éxito una secuencia funciona pues habría habido tiempo suficiente para haberlas encontrado.

Después de 40 años de investigaciones en este sentido se puede afirmar que las secuencias funcionales entre todas las posibles secuencias de ordenación de los aminoácidos es una cantidad astronómicamente pequeña, una entre 10 elevada a la 77 potencia (10^77). Imaginaos que tenéis que encontrar la combinación de una caja fuerte y el mecanismo se compone de diez ruedas cada una de ellas con 77 posibilidades y que debéis encontrar la combinación correcta. ¿Necesitarías poco tiempo o necesitaríais mucho tiempo para encontrar la combinación exacta para abrir la cerradura? Obviamente necesitaríais una inmensa cantidad de tiempo y eso es lo que hace falta para encontrar una proteína funcional de acuerdo con las conclusiones de Axe. Para construir un animal se necesitan muchos genes con una gran cantidad de células diferenciadas y cada una de ellas tiene muchas y delicadas proteínas.

Otro problema más para la generación de la información necesaria es que sucede que no solamente necesitamos la información para construir los genes y las proteínas sino que para construir los planes corporales necesitamos niveles superiores de información, niveles superiores de instrucciones para su construcción. El ADN codifica para la construcción de proteínas, pero las proteínas deben ser ordenadas a su vez para la construcción de diferentes tipos de células y estas a su vez de tejidos, los tejidos han de ser ordenados para conformar órganos, y órganos y tejidos deben ser específicamente ordenados para conformar los planes corporales. Ahora sabemos que sólo el ADN no es el responsable de estos niveles superiores de organización. El ADN codifica por las proteínas pero no determina la ordenación de tipos de célula, tejidos u órganos.

Lo que esto significa es que la conformación de la estructura corporal depende de información que no está codificada en el ADN, y que por lo tanto podemos mutar las secuencias del ADN cuantas veces queramos durante millones de años pero no es así como vamos a generar las instrucciones necesarias para construir planes corporales. Lo que podemos concluir de aquí es que el mecanismo neo-darwinista es claramente inadecuado para explicar la emergencia de las nuevas formas biológicas. Muchas Gracias.

Fuente: Aquí

6 Respuestas para Videos de animación sobre la célula

  1. De acuerdo en todo lo que dice, menos en que no explica bien esta parte:
    “El ADN codifica por las proteínas pero no determina la ordenación de tipos de célula, tejidos u órganos.

    Lo que esto significa es que la conformación de la estructura corporal depende de información que no está codificada en el ADN, y que por lo tanto podemos mutar las secuencias del ADN cuantas veces queramos durante millones de años pero no es así como vamos a generar las instrucciones necesarias para construir planes corporales. Lo que podemos concluir de aquí es que el mecanismo neo-darwinista es claramente inadecuado para explicar la emergencia de las nuevas formas biológicas. Muchas Gracias.”

  2. Manuel,
    Se refiere lógicamente a la parte codificante del ADN, apenas un 2% del genoma. Conocemos que esta parte es la responsable de la síntesis proteica, es decir de la determinación de los aminoácidos y las proteínas. pero la génesis de un organismo vivo implica un proceso mucho más complejo como es el proceso de desarrollo embrionario y la especificación de las células a lo largo del proceso y su organización funcional. La construcción de un plan corporal supone la existencia de niveles jerárquicos de información de los que estamos muy lejos de conocer los detalles.

  3. Entiendo Felipe, pero él habla de ADN en general, no de exones. Además, ¿que hay de aquello de fenotipo =genotipo + ambiente + interacción de ambos? Hablar de información contenida en el ADN no solo se restringe al neodarwinismo. Otra molécula esencial y reguladora es el ARN, y dado que este se transcribe a partir de ADN, no entiendo la generalización que hace sobre la no organización del ADN para niveles superiores al de proteína.

  4. Manuel,

    Tienes razón en que Meyer utiliza aquí la palabra ADN para referirse únicamente a los exones; algo que por otra parte no es inusual. Esto tiene mucho que ver con la idea ampliamente aceptada (y hoy claramente desechada) de que el ADN no codificante es ADN basura, material genético no funcional. Hoy sabemos cada vez más sobre las funciones que puede desempeñar, muchas de ellas de carácter regulador y conectadas al proceso de conformación de la estructura corporal, la expresión del material codificante etc. Las palabras de Meyer se entienden también en el contexto de crítica a un modelo como el darwinista, indebidamente “gen-centrista” en el que las formas biológicas novedosas se pretendían explicar como la emergencia de rasgos novedosos acumulándose por mutaciones de las secuencias codificantes del ADN.

  5. De acuerdo de nuevo contigo en un 90% de tu información, pero; no podemos dar la imagen de que si la idea imperante en la comunidado científica (dedicada a la biología) es el neodarwinismo, éste considere que los intrones sean ADN basura. Muy mal Dawkins por haberlo escrito así, muy mal muchos otros que pensaban esto antes de descubrir las funciones reguladoras, en muchso casos estructurales e incluso catalíticas de algunos ácidos nucléicos. Pero si el seno de la investigación genética fuera tan extremo, entonces el mismo seno (los genetistas) no serían quienes habrían descubierto todas esas funciones del ADN no codificante, difundiendo su caracter polifuncional. Es que pocos genetistas hoy son tan gen-centristas, y desconocedores del principio de cohesión del genotipo.

  6. Manuel,

    Gracias por tus aportaciones. Supongo que en los tiempos que corren, un acuerdo del 90% es ya un lujo!!

    Creo que sí podemos decir que el darwinismo ha venido considerando el ADN basura como parte integrante de su discurso. En este sentido es interesante leer el nuevo libro de Jonathan Wells dedicado a este episodio científico y recién editado con el título de •The myth of junkDNA”.
    Lo que ocurre es que la gran mayoría de los postulados del neo-darwinismo se van desechando poco a poco tal como pusimos en evidencia aquí mismo hace algún tiempo con ocasión de la publicación del libro “The extended synthesis”
    http://www.darwinodi.com/?p=507 (y siguientes)
    Lo que se va poniendo de manifiesto es que la comunidad científica se va paulatinamente alejando, (por necesidad impuesta por la propia investigación) del modelo neo-darwinista.
    Eso recupera un debate que se había querido anular, el debate por las causas formales y finales, la necesidad de una “teoría de la forma” y la sospecha de un proceso teleológico. El DI proporciona sus intuiciones al respecto y lo hace como inferencias a la explicación más razonable que se desprenderían del conocimiento científico más avanzado.

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