Las aves y las ardillas parlotean en los árboles, las abejas zumban alrededor de las flores y el polvo de la calle se desplaza transportando con ella insectos y diminutos microorganismos. La vida en el mundo exterior es muy diversa. Incluye animales, plantas, hongos y bacterias. Puedes apartarte de toda esta vida y admirarla. Sin embargo, tú también eres un organismo viviente y, por lo tanto, también eres parte de este árbol de la vida. Estar vivos nos une y la vida misma no sería posible sin una pequeña molécula conocida como ADN.

Los puntos básicos del ADN

ADN significa ácido desoxirribonucleico. Se encuentra en la mayoría de las células y está conformado de compuestos químicos conocidos como nucleótidos. El ADN tiene cuatro nucleótidos. Son adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Los nucleótidos se unen en largas secuencias conocidas como cromosomas y cada cromosoma tiene miles de genes. Juntas, son las instrucciones para ‘hacer’ un organismo. Piensa en estas instrucciones de secuencia de ADN como oraciones químicas. La secuencia ATCGGGTCA podría decir ‘hacer el cabello rojo rizado’ y TTCGGGATCACACCACATGACCCG podría decir ‘hacer ojos marrones’.

La secuencia de ADN está contenida en 23 pares de cromosomas con 20,000 genes aproximadamente. Todo este ADN se conoce como genoma y tiene la información necesaria para ‘hacer’ a un ser humano. El núcleo de cada una de tus células contiene tu genoma completo. Esto significa que el ADN de cada célula tiene más de tres mil millones de nucleótidos y mide aproximadamente seis pies de largo. A excepción de los gemelos idénticos, ningún otro organismo vivo en el mundo tiene exactamente el mismo genoma que tú.

¿Cómo cambia el ADN?

Tú y tus parientes tienen genomas muy similares. Sin embargo, las especies tienen ADN muy diferente. Las secuencias de ADN, los tipos de genes y el número de cromosomas pueden variar entre especies. Pero ¿de dónde vienen estas diferencias?

Imagina que tratas de escribir una copia de la siguiente oración:

‘Pon el gato sobre la toalla.’

Copiar esta oración una vez probablemente no sea muy difícil. Ahora imagina copiarla mil veces. Después de varias repeticiones, es posible que tengas uno o dos errores accidentales. Tal vez escribas ‘Pon el pato sobre la toalla’ o ‘Pon el gato sobre la malla.’

De la misma manera, la naturaleza tiene que copiar sus oraciones químicas de ADN cada vez que una célula se divide. Y la naturaleza no es perfecta. A veces escribe demasiadas ‘A’, olvida agregar una ‘T’, o escribe una ‘C’ en lugar de una ‘G’. Estos cambios accidentales en la secuencia de ADN se llaman mutaciones. La mayoría de las mutaciones son neutras. Es decir, que la mutación no cambia el fenotipo del organismo, ni cómo se ve o se comporta. Sin embargo, una vez cada tanto aparece una mutación que si cambia el fenotipo.

¿Cómo evoluciona el ADN?

El ADN pasa de padres a hijos y nuevas mutaciones pueden surgir durante este proceso. Cada hijo hereda la mitad del ADN del padre y la otra mitad de la madre. Para lograr esto, las células sexuales (óvulos y espermatozoides) de nuestros padres, y el ADN comprendido dentro de las mismas, son copiadas y divididas durante un proceso conocido meiosis. Si se produce un error durante este proceso, el error (mutación) pasa al hijo. El hijo que adquiere esta mutación podría pasarla a sus hijos, quienes a su vez podrían adquirir sus propias nuevas mutaciones. Bajo esta misma lógica, estos últimos podrían transmitir estas mutaciones a sus hijos, quienes podrían adquirir además sus propias nuevas mutaciones. Imagina que este proceso continúa durante cientos de generaciones. ¿Cuántas mutaciones crees que ocurrirán? ¿Cuánto habrá cambiado la secuencia final de ADN?

Las mutaciones tardan en acumularse. Una o dos generaciones producirán muy pocas mutaciones, las que pueden o no cambiar el fenotipo. Además, los organismos seguirán siendo parte de la misma especie. Esto se llama micro-evolución.

Conforme pasa más tiempo se producen más mutaciones. Después de un tiempo muy largo, un grupo de organismos puede evolucionar en dos especies distintas. Esto se llama macro-evolución. Debido a que las mutaciones se acumulan con el tiempo, especies que divergieron hace 100 millones de años tendrán más mutaciones que especies que se separaron hace cinco millones de años. Por lo tanto, los científicos pueden usar el ADN para distinguir una especie de otra.

¿Por qué el ADN debería importarte?

Puedes encontrar tu lugar en el árbol de la vida comparando tu ADN con el de otras especies estrechamente relacionadas. Los humanos son primates. Los primates son mamíferos. Y los mamíferos son vertebrados. Por lo tanto, comparar secuencias de ADN de otros primates, mamíferos y vertebrados es un buen punto de partida. Sin embargo, para hacer esto, primero necesitas las secuencias del genoma de los diferentes organismos.

La secuenciación de un genoma es como resolver un rompecabezas. Hay cientos de piezas que se unen para hacer una imagen. Primero organizas las piezas. Algunas veces separas las piezas entre piezas del borde y del centro. A veces el color de la pieza te ayuda a saber en qué parte de la imagen encaja una pieza. Sin embargo, para construir el rompecabezas, debes mirar cada pieza individualmente y determinar qué piezas se ajustan mejor según la imagen total modelo.

Del mismo modo, los científicos secuencian los genomas cortando primero el ADN en trozos pequeños. Cada pieza es secuenciada. Por último, estas secuencias separadas se vuelven a juntar. Al igual que un rompecabezas, el montaje de todas estas piezas muestra la secuencia completa del genoma.

Hasta la fecha se han secuenciado más de 13,000 genomas completos. Solo una pequeña fracción de estos genomas proviene de vertebrados, mamíferos y primates. La mayoría proviene de otros organismos como gusanos o bacterias. Algunas secuencias incluso provienen de criaturas que técnicamente no están vivas, como los virus. Mientras que el ADN une a todos los organismos y nos ayuda a encontrar nuestro lugar en el árbol de la vida, no es exclusivo de la vida. Sin embargo, sin ADN, la vida no sería posible.