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El lenguaje profundo de las células (I)

Un artículo reciente publicado en la revista Cell hace que detengamos la serie de posts que veníamos colgando sobre la racionalidad científica y tecnológica para revisar de forma resumida lo que en el se dice. El arítculo tiene por título “A ceRNA Hypothesis: The Rosetta
Stone of a Hidden RNA Language?” y presenta y argumenta dos hipótesis interesantes: una, que existe un lenguaje en la actividad de los microRNA, y otra, que los transcriptores, RNA mensajeros, pseudogenes y RNA no codificantes, compiten por los microRNA que cortan o inhiben (silencian) a determinados mRNA..

Seguiremos recorriendo en este blog el proceso histórico de aparición de la racionalidad humana, con especial referencia a la racionalidad científica y tecnológica. Tarea emprendida, lo recordamos, con la intención de poder enfrentarnos mejor a los grandes avances científicos y tecnológicos actuales. En este post y en el siguiente, no obstante, haremos un alto en ese camino para revisar someramente un descubrimiento importante y reciente sobre los microRNA.

Se trata de las hipótesis sobre el papel de los microRNA formuladas en un reciente artículo de un grupo de investigadores del Beth Israel Deaconess Medical Center de la Harvard Medical School publicado en el número 146 de 5 de agosto de 2011 de la revista Cell (1) .

Se sugiere en dicho trabajo que los RNA mensajeros, los pseudogenes transcritos (2) y los RNA no codificantes (a los que con frecuencia se les llama transcriptores) “hablan” unos con otros usando “elementos de respuesta (MRE)” de los microRNA como si fueran letras de un nuevo lenguaje. Los cinco investigadores que firman el trabajo proponen que esa actividad y la que denominan “competing endogenous RNA (ceRNA)”, constituyen una red reguladora a gran escala a través del transcriptoma (3) que expande de forma muy importante la información genética funcional en el genoma humano y juega papeles muy destacados en situaciones patológicas como el cáncer.

Los ácidos nucleicos (ADN y ARN)

Antes de resumir brevemente lo indicado en dicho artículo conviene recordar algunos aspectos generales relativos a los dos componentes de las células de los seres vivos (DNA Y RNA) participantes en la transmisión de la herencia genética.

Los microRNA o miRNA, son RNA pequeños, o cortos, monocatenarios (es decir, de una sola cadena como en general son los RNA, a diferencia del DNA constituido por dos cadenas enlazadas) y formados por entre 21 y 25 nucleótidos.

Nadie no experto, como muchos de los lectores de este blog, debe asustarse por esta aparentemente complicada frase porque es fácil de entender, al menos de una forma resumida.

RNA, o ARN en español, es el Ácido Ribonucleico, un ácido nucleico (es decir, existente en el interior del núcleo de las células) formado por un número elevado de nucleótidos (es decir, moléculas orgánicas constituidas por Carbono, Oxígeno, Hidrógeno y otros minerales básicos sobre los que se construye lo que llamamos vida).

Existen dos ácidos nucleicos, el RNA y el DNA (Ácido desoxirribonucleico) los cuales son fundamentales para la existencia de la vida. El segundo es una macromolécula (constituida por miles de nucleótidos, o componentes del carbono y de otros minerales como ya se ha mencionado) que forma parte de todas las células, que contiene la información genética de todos los seres vivos y que es responsable de la transmisión de la herencia genética de cada ser.

El primero es también una macromolécula formada igualmente por nucleótidos que dirige las etapas intermedias de la síntesis de las proteínas, sustancias necesitadas por las células para sus actividades y su desarrollo. Existen varios tipos de RNA, el RNA mensajero (mRNA) es el que recoge la información genética contenida en el DNA y la lleva a otras partes de la célula (a los ribosomas) para ser usada en la síntesis de las proteínas mencionada. Lleva codificado el orden en el que tienen que unirse los distintos aminoácidos (moléculas orgánicas también, de Nitrógeno, Oxígeno y Carbono, cuya unión da lugar a las proteínas). Dado su papel al mRNA se le llama también RNA codificante. Con ello se le distingue de otros RNA no codificantes (es decir, que no forman parte del proceso de transmisión de información genética).

Entre los RNA no codificantes se encuentran el RNA de transferencia (tRNA) que actúan en el crecimiento de las proteínas y el RNA ribosómico (rRNA) que se combina con las proteínas para formar los ribosomas. Algunos tipos de RNA actúan además como catalizadores en unión con ciertas enzimas.

Los microRNA, o miRNA, son RNAs de corta longitud que tienen la capacidad de bloquear la traducción del RNA mensajero o acelerar su degradación. Su influencia es grande en el proceso conocido como “regulación de la expresión génica”, que no es otra cosa que el conjunto de procesos de traducción y transcripción mediante los cuales se transforma la información codificada en los ácidos nucleicos en proteínas (4).

Los microRNA tienen como objetivos a los RNA mensajeros, con la particularidad de que pueden existir del orden de 50.000 miRNA en el genoma humano cada uno con miles de mRNA potenciales sobre los que actuar (6).
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(1)http://www.cell.com/searchresults?searchText=A+ceRNA+Hypothesis&submit_search=Search&searchBy=fulltext

(2) Partes del genoma que se transcriben pero que no llegan a formar parte de las proteínas fabricadas y de los que no se sabe muy bien su misión. Provendrían de lo que se llama DNA basura, es decir, parte del DNA que no sirve realmente para nada o que no se conoce todavía cuál es su papel.

(3) Transcriptoma es la denominación usada para referirse al conjunto de moléculas de RNA, incluyendo los mRNA, rRNA, tRNA y RNA no codificante existente en una célula o en un conjunto de células. Dicho conjunto es el que contribuye al proceso de traducción y transcripción de la información genética incluida en el DNA.

(4) Se recuerda que los nucleótidos son moléculas orgánicas (moléculas químicas estudiadas en la Química Orgánica, o Química del Carbono) que se agrupan en grandes cadenas en las que están conectados a pares por enlaces covalentes (enlaces que se produce cuando se comparten electrones entre dos o más átomos). Cada nucleótido está formado por tres componentes: Bases nitrogenadas, Pentosa y Ácido Fosfórico. De las primeras forman parte las famosas Adenina (A), Guanina (G), Timina (T), Citosina (C) y el Uracilo (U), que todos hemos visto en las cadenas de ADN y ARN.

En cuanto a las Proteínas recordar que son cadenas formadas también por componentes más pequeños (moléculas orgánicas asimismo) que son los aminoácidos. Existen cientos de aminoácidos pero los esenciales, que forman parte de las proteínas, son sólo 20. Sus nombres pueden verse en (5)

(5) http://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido

(6) http://es.wikipedia.org/wiki/Micro_ARN

(Continúa en el post siguiente)

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Doctor Ingeniero del ICAI y Catedrático de Economía Aplicada, Adolfo Castilla es también Licenciado en Económicas por la Universidad Autónoma de Madrid, Licenciado en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, MBA por Wharton School, Master en Ingeniería de Sistemas e Investigación Operativa por Moore School (Universidad de Pennsylvania). En la actualidad es asimismo Presidente de AESPLAN, Presidente del Capítulo Español de la World Future Society, Miembro del Alto Consejo Consultivo del Instituto de la Ingeniería de España, Profesor de Dirección Estratégica de la Empresa en CEPADE y en la Universidad Antonio de Nebrija.
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