La epigenética son las marcas químicas que encienden o apagan los genes sin cambiar el ADN, y sirve para que cada célula use solo los genes que necesita. Gracias a esas marcas, una célula de músculo y una de hígado llevan el mismo ADN y hacen trabajos distintos.
La epigenética es el conjunto de marcas químicas que una célula pone sobre su ADN para encender o apagar genes sin cambiar lo que llevan escrito.
Esquema · proceso
Todas las células de un cuerpo llevan los mismos genes. Un gen es un tramo de ADN que guarda la receta de una proteína, una de las piezas con las que la célula hace su trabajo. Aun así, una célula de músculo y una de hígado ni se parecen ni hacen lo mismo.
La diferencia está en qué recetas usa cada una. Usar una receta, o encender un gen, significa fabricar su proteína. Apagarlo es dejar de fabricarla. El ADN se parece al recetario de cocina que comparte toda una casa. Nadie cocina todas las recetas del libro, y cada persona abre siempre las suyas.
Cada célula guarda muchos genes que no usa nunca. Otros los usan todas, porque sirven para tareas comunes, como sacar energía del azúcar. Los hay también propios de un solo tipo de célula.
La célula coloca sobre ese recetario señales que indican qué recetas se pueden abrir y cuáles no.
La receta sigue escrita igual, letra por letra. Ese orden de letras se llama secuencia, y las señales no lo tocan. Esas señales son las marcas epigenéticas.
La primera manera de marcar tiene que ver con lo apretado que está el ADN. Dentro de la célula, el ADN va enrollado alrededor de unas proteínas, las histonas, como el cable de unos auriculares alrededor de los dedos. Donde queda muy apretado, las proteínas que ponen en marcha un gen no consiguen agarrarse a él. Ese gen se queda apagado.
Donde el ADN queda flojo ocurre lo contrario. Las proteínas llegan hasta el gen y este se enciende. Lo apretado o lo flojo depende de unas etiquetas químicas pequeñas que se pegan a las histonas. Unas aflojan el ADN y otras lo aprietan.
La segunda manera actúa sobre el propio ADN. La célula pega una etiqueta química diminuta justo al principio de un gen. Esa operación se llama metilación, y lo habitual es que el gen marcado quede apagado. Las dos maneras suelen ir juntas, y un tramo con mucha metilación y muy apretado no se usa.
Las marcas se ponen y se quitan según haga falta. Los genes se encienden o se apagan con el momento del desarrollo y con los cambios del entorno. La dieta de los progenitores, por ejemplo, puede cambiar la metilación de algunos genes, y con ella cuánto se usan.
Las marcas también duran. Cuando una célula se divide, las dos células nuevas suelen conservar las marcas de la primera, y así durante muchas divisiones. Por eso de una célula de hígado salen células que se comportan como células de hígado. En algunos casos las marcas pasan incluso de padres a hijos.
Esquema · bifurcación
Un cromosoma entero apagado. El ADN de una célula está repartido en varios paquetes largos, los cromosomas. Las mujeres tienen dos copias de uno de ellos, el cromosoma X. Cuando todavía son un embrión, una de las dos copias se apaga porque su ADN queda mucho más apretado. El caso enseña que el mismo mecanismo que apaga un gen puede apagar miles de una vez.
La impronta genómica. Algunos genes ya van apagados en el óvulo de la madre o en el espermatozoide del padre. El hijo los recibe así, apagados, y así siguen en sus células. Ese gen está entero y bien escrito, pero llega con la marca puesta. Aquí se hereda algo más que la receta, porque también se hereda la señal de no usarla.
El cáncer. En las células de un tumor es muy frecuente encontrar genes bien escritos que no se usan. Están apagados por marcas, con metilación al principio del gen y el ADN muy apretado. Sin las proteínas de esos genes, la célula cambia de comportamiento. El caso enseña que una célula puede fallar por sus marcas aunque la receta esté intacta.
Esquema · de fuera a dentro
Célula de una mujer
Lleva dos copias del cromosoma X dentro de su ADN.
Una copia del cromosoma X
Durante el desarrollo embrionario, una de las dos copias queda marcada para apagarse.
ADN muy apretado
Esa copia se enrolla mucho más fuerte alrededor de sus histonas.
Miles de genes silenciados
Todos los genes de esa copia dejan de usarse a la vez, aunque siguen bien escritos.
La epigenética cambia los genes. No los cambia. La secuencia, el orden de letras del gen, queda igual. Lo que cambia es si la célula puede llegar hasta ese gen y usarlo.
Cada tipo de célula tiene genes distintos. Todas las células de un mismo cuerpo tienen los mismos genes. Una célula de músculo guarda también los genes que usa el hígado, solo que los mantiene apagados.
Una marca epigenética es para siempre. Las marcas duran muchas divisiones de la célula, pero no son fijas. La célula las añade y las retira cuando hace falta, y el entorno puede modificarlas.
Comparación
| Aspecto | Cambiar un gen | Cambiar si se usa |
|---|---|---|
| Qué afecta | El orden de letras del ADN | Si la célula puede llegar hasta el gen |
| Secuencia del gen | Se altera | Se mantiene igual |
| Qué lo provoca | Un error en el ADN | Una marca epigenética como la metilación |
| Ejemplo | Un cambio que afecta a la proteína que produce | Un gen apagado por ADN muy apretado |
Una célula de músculo y una de hígado de la misma persona tienen el mismo ADN. ¿Por qué no hacen el mismo trabajo?
porque cada una usa un conjunto distinto de genes. Las marcas epigenéticas dejan encendidos unos y apagados otros, y eso cambia las proteínas que fabrica cada célula.
¿En qué se diferencia apagar un gen con una marca de cambiar las letras de ese gen?
la marca no toca la secuencia. La receta sigue intacta y solo se impide llegar a ella. Además la marca se puede retirar, y entonces el gen vuelve a usarse.
¿Qué pasaría con un gen si el tramo de ADN donde está quedara mucho más apretado alrededor de las histonas?
las proteínas que lo ponen en marcha no podrían agarrarse a él y el gen se quedaría apagado, aunque siguiera escrito igual.
¿Qué pasaría si las marcas se borraran cada vez que una célula se divide?
las células nuevas no recibirían la señal de qué genes usar y cuáles dejar apagados. Como las marcas suelen conservarse, las células nuevas se comportan como la célula de la que salen.
¿Por qué la impronta genómica demuestra que no solo se hereda la secuencia del ADN?
porque el hijo recibe el gen ya apagado desde uno de sus progenitores. Junto con la receta le llega la marca que impide usarla.
Universitario · En inglés
Tapas K. Kundu, Dipak Dasgupta
Springer, 2007
Reúne artículos sobre la relación entre la estructura de la cromatina y distintas enfermedades. Explica la farmacología molecular de fármacos dirigidos a componentes cromatínicos y ofrece información actualizada sobre estas dolencias y sus tratamientos.
Universitario · En inglés
Bryan Turner
John Wiley & Sons, Ltd., 2007
El libro explica el papel de la cromatina en la regulación de la expresión génica, tanto en las respuestas rápidas de la célula a su entorno como en la transmisión de patrones de expresión entre generaciones celulares. También aborda cómo alteraciones en estos mecanismos se relacionan con enfermedades humanas.
Divulgación · En inglés
David S. Moore
Oxford University Press, Incorporated, 2017
Ensayo de divulgación sobre epigenética, genomas y herencia, centrado en cómo el genoma se desarrolla más allá de la genética clásica.
Universitario · En inglés
Jana Svorcová, Anton Markos
Taylor & Francis Group, 2019
El libro plantea el origen de la vida y su evolución posterior como la negociación de un lenguaje común que mantiene unidos a los seres de la biosfera. Explora los protocolos de comunicación genéticos y epigenéticos que sostienen relaciones de cooperación entre organismos, e ilustra estos procesos con casos concretos.
Recurso educativo · Introducción
epigenesys.eu
Red europea de excelencia en epigenética que ofrece recursos educativos y artículos de divulgación sobre los mecanismos epigenéticos y su investigación.
