Parte de la fascinación que ejerce sobre mí la ciencia es que siempre aprendo cosas nuevas, sorprendentes y rompedoras. Seguramente hay verdades o leyes universales en algunos ámbitos, pero la biología es la ciencia de las excepciones y basta que aseveres con contundencia un hecho para que haya algún organismo que justamente haga las cosas de forma diferente. La excepción confirma la norma, pero la norma en biología es más elástica. En clase de genética molecular siempre digo que muy raramente podemos afirmar "siempre" o "todos". El método científico nos permite abordar nuevas hipótesis y avanzar y la descripción de nuevos organismos suele sacudir algunos de los fundamentos más relevantes que creíamos hasta el momento. ¿Por qué os digo esto?

¿Qué diríais si A, T, C, G... no son las únicas "letras" de nuestro alfabeto genético? Sabemos desde hace tiempo que el DNA, nuestro material genético, está compuesto por estos cuatro nucleótidos. Quienes recuerden las clases de biología en secundaria, quizás también me dirán que la T es sustituida por una U en el RNA. Los que quizás han leído o estudiado más, también saben que existen muchos más nucleótidos que estos cinco, porque sobre todo algún RNA (el RNA es evolutivamente más ancestral que el DNA) contiene "letras modificadas". Pero es que lo que hoy os vengo a explicar rompe los paradigmas. Pensad que justo acabamos de celebrar, el día 25 de abril, que ha sido el aniversario del modelo del DNA propuesto por Watson y Crick, ¡y ya tiene 68 años! Esta imagen tan conocida de una doble hélice con las cuatro letras, con la ley de unión por complementariedad de A con T y G con C, con una relación biunívoca estricta, ya no es cierta para todos los organismos.

Cuando las lenguas incorporan nuevos sonidos (y letras), pueden diversificar las palabras y generar nuevos términos y matices, pues imaginad si podemos reescribir el código genético

Tres artículos publicados en Science demuestran que los virus de muchas bacterias (sí, las bacterias también tienen virus que las infectan y pueden provocar una verdadera mortandad) no contienen la letra A, sino que la han sustituido, totalmente, por otra letra que llamamos Z (la 2-aminoadenina). El genoma de estos virus no tiene ninguna A, no existe esta letra, todo son Z. ¡Increíble! Un dogma fundamental de la genética tiene que ser revisado, porque la sustitución no implica sólo un cambio irrelevante, sino que la unión de la Z con la T es mucho más fuerte (tres enlaces de puente de hidrógeno en lugar de dos). Por lo tanto, el DNA de estos virus tiene otras propiedades: es más termoestable, más rígido y sobre todo —esta es la razón evolutiva que reside en la base de este cambio— es mucho más resistente a las defensas bacterianas. Ahora que todos hemos aprendido a marchas forzadas sobre los coronavirus, y cómo se han generado mutantes que se escapan de nuestras defensas, podemos entender intuitivamente que otros virus (como los virus de bacterias que pueblan nuestro intestino y otros que son marinos y hacen fotosíntesis) han buscado otras estrategias para escapar de las defensas de las bacterias. Han cambiado las "letras" de su DNA para que las enzimas de las bacterias, que actuarían como "tijeras" moleculares y los eliminarían, no puedan cortar su DNA porque no lo pueden reconocer, les es ajeno. Los virus de nuestras bacterias son "ajenos", con DNA diferente, con las "letras" Z, T, C, G.

Para que lo entendáis con un ejemplo, imaginad una letra que no esté en un idioma, por ejemplo, la ç en castellano (o la y, en catalán). Imaginad que ahora tenéis un texto en el que todas las c son sustituidas por ç. ¿Podríais entender el texto? Si es corto, quizás podríamos, haciendo un esfuerzo de comprensión lectora. Pero si tuvierais un buscador automático de palabras para encontrar dentro del texto una palabra, como el que tenemos en el ordenador, y no supierais con antelación el cambio de letras, no la podríais encontrar, buscaríais cara o casa cuando la palabra sería, con estos cambios, çara o çasa... Esta es la estrategia de estos virus para poder penetrar en las bacterias. La pregunta es, ¿cómo lo hacen estos virus para no usar las A cuando están invadiendo bacterias que no contienen Z sino A? Pues codifican dentro de su genoma dos genes nuevos, un gen que es absolutamente necesario para generar esta nueva letra, la Z, y una polimerasa capaz de usarla y copiar el DNA del virus dentro de la bacteria para poder replicar y hacer miles y miles de copias.

Imagen extraída de Callaway, en Nature News, 29 de abril 2021

¿Y cómo ha podido ser eso posible, de dónde salen las Z? La Z no es un nucleótido muy diferente de los demás, de hecho, lo encontramos entre el material orgánico inerte que acompaña a los meteoritos, pero que nosotros supiéramos, hasta ahora no formaba parte de los organismos vivos. Lo que parece es que la Z es tan antigua como la A y que, probablemente, en el origen de la vida podrían existir ambas e, incluso, coexistir, hasta que la rama evolutiva que dio lugar a la gran mayoría de seres vivos fijó el código genético en la A. Y qué pasó con la Z, pues que antes de que se perdiera toda la maquinaria necesaria para usar las Z, podrían haber quedado algunos reservorios, que los virus bacterianos habrían incorporado y dado nueva vida a esta información. No lo sabemos a ciencia cierta y todavía queda mucho para descubrir.

Claramente, tenemos que reescribir esta parte de los libros de genética, pero lo que es más relevante es que ahora cambia totalmente nuestra percepción de lo que puede llegar a ser posible genéticamente. El código genético universal, el manual de instrucciones que conocemos hasta ahora, el que nos permite traducir la información genética del DNA a proteínas, usa la A y no la Z, pero... ¿podríamos cambiarlo? ¿Podríamos tener un código genético más amplio, incluyendo también la Z y que así pudiéramos codificar diferentes aminoácidos? ¿Podríamos hacer proteínas más complejas, con funciones nuevas, proteínas que no existen porque nunca antes habían podido ser producidas? La ciencia del futuro nos lo dirá, pero podemos avistar que podremos reescribir el código genético de la vida, añadir más letras, añadir más información. Cuando las lenguas incorporan nuevos sonidos (y letras), pueden diversificar las palabras y generar nuevos términos y matices, pues imaginad si podemos reescribir el código genético. Es un mundo totalmente inexplorado. Y vertiginoso. Y fascinante... Tierra ignota.