Obrero Revolucionario #1216, 19 de octubre, 2003, posted at rwor.org
Casi el 100% de todas las especies vivas de plantas y animales --de los mamíferos complejos a bacterias sencillas-- usan exactamente el mismo código genético (el mismo conjunto exacto de instrucciones químicas) para dirigir el ensamblaje de la gran variedad de moléculas de proteínas que los seres vivos necesitan. El hecho de que ese código genético (el "reglamento" químico para producir proteínas) es exactamente el mismo esencialmente en todos los organismos (con unas pocas variaciones menores) es en sí fuerte evidencia de que todas las especies están emparentadas y de que descienden de una larga serie de antepasados comunes. Pero los creacionistas pasan por alto este hecho y hacen una gran alharaca porque hay una pequeña cantidad de excepciones a esta regla general (unos pocos organismos primitivos tienen un código genético ligeramente distinto para producir proteínas), como si esas excepciones fueran prueba de que las distintas especies no tienen antepasados comunes y de que un ser divino, no los procesos naturales de la evolución, hizo cada organismo como es. La verdad es que ese razonamiento de los creacionistas no cuenta con ninguna base científica. Veamos esto más a fondo:
Mucha gente sabe que los genes transmiten los rasgos hereditarios de una generación a otra. Pero no mucha gente sabe que, en el curso de la vida de un organismo, lo único que hacen los genes es dar instrucciones químicas para la producción de las muchas clases de moléculas de proteínas que necesitan los seres vivos. Un gen es un segmento de una molécula de ADN que "codifica" (da instrucciones químicas para producir) determinada molécula de proteína; cada gen codifica una proteína específica. Cada molécula de proteína está formada por unos compuestos químicos llamados aminoácidos unidos en una secuencia (orden) exacta. Esa secuencia determina la forma y función de la proteína. Solo hay 20 aminoácidos, pero producen una enorme cantidad de proteínas. Si tenemos cuentas de 20 colores, podemos ensartarlas en muchísimas combinaciones para hacer collares. Del mismo modo, el orden específico en que se combinan los aminoácidos produce muchas clases de proteínas que realizan distintas funciones.
Las células de todos los organismos producen proteínas. La pregunta es: ¿cómo hacen para combinar los distintos aminoácidos en el orden preciso para producir determinadas proteínas? ¿Por qué no ensartan los aminoácidos al azar? La respuesta la da el código genético.
El código genético es el mecanismo por el cual la célula "lee" la información química de los genes y la "traduce" a un conjunto de instrucciones que indican en qué orden unir los aminoácidos. Como dijimos, el código genético es un "reglamento" para la síntesis de proteínas. Ese reglamento es exactamente el mismo en las bacterias, en una rosa o en un ser humano. Si los seres vivos no tuvieran antepasados comunes, si no tuvieran ningún parentesco y fueron creados cada uno por separado, como dicen los creacionistas, no tendrían el mismo reglamento químico para producir proteínas. El hecho de que todas las especies vivas (incluidos los seres humanos) usan exactamente el mismo reglamento (con unas pocas y mínimas variantes en ciertos microorganismos) es una prueba sumamente fuerte de que todos los seres vivos están emparentados y de que descienden de una larga serie de antepasados comunes, desde los primeros organismos parecidos a las bacterias que aparecieron en el planeta hace más de 3 mil millones de años.
¿Y las excepciones? Efectivamente en las últimas décadas se ha descubierto que unas cuantas especies de organismos simples tienen un código genético ligeramente distinto para traducir las instrucciones genéticas de combinar aminoácidos en un orden determinado. Esas pequeñas variaciones solo se han encontrado en unos pocos microorganismos independientes, y en mitocondrias y cloroplastos.*
Las pequeñas excepciones a la regla general de que todos los organismos usan exactamente el mismo código genético son interesantes, y su estudio contribuirá al conocimiento de los procesos y mecanismos evolutivos. Pero no cambian el hecho de que casi el 100% de las especies vivas de plantas y animales (de los mamíferos complejos a las bacterias más simples) usan exactamente el mismo reglamento o código genético para producir proteínas.
Los principios de la evolución explican esas pequeñas variaciones. Para entender esto, examinemos cómo el código genético traduce la información del ADN para producir proteínas. ¿Cómo lleva la información molecular de un gen (un segmento de ADN) a la síntesis de determinada proteína, con la secuencia perfecta de aminoácidos? El proceso empieza con el ADN, que está formado por diferentes secuencias de cuatro compuestos químicos nitrogenados llamados nucleótidos (adenina, timina, guanina y citosina: A, T, G, C). En la molécula de dos cadenas de ADN (la famosa "doble hélice"), cada cadena de nucleótidos es una "copia complementaria" de la otra: A siempre se aparea con T y G se aparea con C. El primer paso de la síntesis de proteínas es que las dos cadenas de la molécula de ADN se "abren". A continuación otra molécula ( ARN mensajero ) forma una cadena sobre una de las dos cadenas separadas. Esa cadena también es "complementaria", con la excepción de que el uracil (U) reemplaza la timina; o sea que A se aparea con U y G se aparea con C. El ARN mensajero transporta esa copia complementaria del ADN del núcleo de la célula al citoplasma de la célula (a unas estructuras llamadas ribosomas ). Los ribosomas recorren las cadenas de ARN mensajero traduciendo la información. Con la intervención de otras moléculas de ARN y otra ronda de "apareamiento" químico, la convierten en una secuencia de aminoácidos que da lugar a una proteína.
Volvamos por un momento a la cadena de ADN al comienzo del proceso: los nucleótidos de los genes de las cadenas de ADN están organizados en tripletes llamados "codones" (por ejemplo U-C-A o A-U-G). Cada triplete codifica un aminoácido particular: por ejemplo, el triplete U-U-U codifica el aminoácido fenilanina; el triplete U-G-G codifica el aminoácido triptófano; el triplete G-A-U codifica el aminoácido aspartato, y así sucesivamente. Unos tripletes dan la señal de que la síntesis de proteínas debe empezar (A-U-G) o de que debe parar (U-G-A). Además, es importante saber que aunque un triplete codifica un solo aminoácido, a muchos aminoácidos los codifica más de un triplete. Por ejemplo, los tripletes A-C-U, A-C-C, A-C- A y A-C-G codifican la producción del aminoácido treonina.
La secuencia general de los distintos tripletes (el orden en que están) determina el orden en que se ensamblan distintos aminoácidos, lo que lleva a sintetizar distintas proteínas. En el proceso de ADN a proteína, hay varias moléculas intermediarias (ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosomal) que primero "leen" las secuencias de tripletes del segmento de ADN, después "transportan" las secuencias complementarias a diferentes partes de la célula (los ribosomas) y a continuación las unen a otra secuencia complementaria de ARN, que agarra los aminoácidos correspondientes y los coloca en orden para formar una cadena de proteínas particular.
Obviamente este es un proceso complejo de muchos pasos. Para esta discusión no es necesario entenderlo a fondo, pero una idea general de lo que sucede para producir las distintas clases de proteínas nos ayudará a ver que las pocas "variaciones del código genético casi enteramente universal" que ocurren en organismos simples como los micoplasmas realmente son mínimas . Son pequeños cambios de lo que normalmente codifican unos pocos tripletes. Por ejemplo, en casi todos los organismos, el triplete U-G-A codifica la señal de "alto" que para el proceso de ensamblaje de proteínas; pero en unos micoplasmas primitivos, el triplete U-G-A codifica el aminoácido triptófano.
Esas variaciones no cambian el hecho de que el código genético compartido por casi el 100% de las especies animales y vegetales (en que todos los tripletes codifican exactamente los mismos aminoácidos) es evidencia sumamente fuerte de que todas las especies descienden de antepasados comunes. Además, los genetistas moleculares actualmente piensan que las pequeñas variantes del código genético se pueden explicar por los mecanismos normales de la evolución. Hace años muchos biólogos pensaban que el código genético permaneció completamente igual en todos los organismos desde los orígenes de la vida porque cualquier cambio a esos procesos moleculares básicos trastornaría por completo el funcionamiento celular y que la selección natural eliminaría rápidamente tales mutaciones. Pero hoy los biólogos creen que los procesos al nivel molecular no son tan fijos y rígidos como se pensaba. Por ejemplo, sabemos que los segmentos de ADN llamados transposones (o genes móviles) "saltan" de un lado a otro de los cromosomas, lo que provoca mutaciones de los genes cercanos. A veces un triplete del ADN que normalmente codifica la producción de un aminoácido particular puede sufrir ciertos cambios y codificar otro aminoácido sin causar un colapso total del funcionamiento celular. Esto no es especulación: tales cambios se han observado en el laboratorio en poblaciones de organismos vivos.
Así que hoy la mayoría de los biólogos coinciden en que: 1) las variaciones del código genético universal que se han encontrado en un puñado de especies primitivas son raras y, además, sumamente secundarias y, por lo tanto, es esencialmente correcto decir que el código genético es universal (o "casi universal"): que es común a todas las especies y que es prueba fehaciente de su parentesco y descendencia de antepasados comunes;2) el descubrimiento de esas pequeñas variaciones del código genético no ha trastornado las filogenias evolutivas (los árboles evolutivos) que se elaboraron previamente por otros métodos (esto simplemente quiere decir que las variaciones son tan pequeñas que no alteran los parentescos y las secuencias de antepasados-descendientes que se reconstruyeron del registro fósil y de la evidencia molecular); y 3) esas variaciones raras y menores del código genético muestran que puede sufrir por lo menos una pequeña cantidad de modificación evolutiva.
Es significativo que esas pocas variaciones del código genético hayan tenido poco o ningún efecto en la síntesis de proteínas o en otras funciones celulares. En el pasado evolutivo, las mutaciones que ocurrieron en los tripletes de ADN no estuvieron sujetas directamente a la selección natural darwiniana (porque la selección natural opera al nivel de poblaciones enteras de individuos que se reproducen, cada uno de los cuales es una manifestación de la compleja interacción entre su constitución genética total y su ambiente); pero aun si esas pequeñas modificaciones no hubieran tenido ningún efecto en la "aptitud reproductora" de los organismos que tuvieran esas mutaciones, se podrían haber transmitido pasivamente de generación en generación cuando los organismos se reproducían y las poblaciones evolucionaban.
De nuevo, resulta cada vez más claro que tales mutaciones pueden ocurrir sin trastornar por completo el funcionamiento de la célula (como predecían antes muchos biólogos y como siguen afirmando los creacionistas). Por lo visto esto está relacionado con el hecho de que en todos los sistemas naturales suele haber mucha redundancia ("múltiples copias"), y así es en el nivel molecular. Una de las implicaciones de esa redundancia es que puede darse un cambio menor en la secuencia de un triplete (que codifica determinado aminoácido en el ensamblaje de determinada proteína) sin que se trastorne fundamentalmente la síntesis de la proteína... simplemente porque hay muchas otras copias de ese triplete que no han mutado y que siguen codificando esa proteína.
Entender esto nos ayuda a ver los problemas del razonamiento de los creacionistas de Diseño Inteligente, como Michael Behe, que dicen que las reacciones moleculares complejas de varios pasos tienen una "complejidad irreducible" que impide que las modificaciones evolutivas de esos procesos se preserven porque trastornarían y dañarían el funcionamiento de la célula. La rigidez del razonamiento de Behe (que subestima las implicaciones creativas del "desorden" y la redundancia natural de la vida) lo lleva a concluir que la vida no podría generar procesos bioquímicos tan complejos "por su cuenta" nada más que con la selección natural... y a concluir que la existencia de tales maquinarias subcelulares es evidencia del diseño consciente de un "artífice inteligente".
Es correcto decir que el proceso de síntesis de proteínas es "complejo". También es correcto decir que si en determinado momento todas las partes de ese proceso no se acoplan como es debido, no se formará una proteína y eso puede causar problemas. Pero eso no quiere decir que nunca se hayan podido dar modificaciones evolutivas en ese sistema (en uno o varios puntos del pasado) sin que todo el sistema se fuera a pique. Como hemos recalcado muchas veces en esta serie, la cantidad y la naturaleza de los cambios que pueden darse en un rasgo particular de los organismos vivos siempre tienen límites relativos (simplemente porque las modificaciones evolutivas se dan sobre la variación natural que ya existe en una población, cuyas propiedades físicas y químicas necesariamente canalizarán y restringirán los cambios posibles en ese momento); así que es correcto reconocer que siempre hay límites materiales a la variación posible. Pero nunca hay un límite absoluto , que impida todo cambio, en ningún nivel de organización de la materia.
Así que si bien es cierto que la síntesis de proteínas requiere moléculas complejas y mecanismos complejos (sobre los cuales aprendemos más cada día), el descubrimiento de pequeñas excepciones a la regla general de que todos los organismos comparten el mismo código genético universal nos demuestra que efectivamente pueden darse cambios en los procesos más fundamentales de todos los seres vivos del planeta.
En el laboratorio se ha observado que una mutación al azar de un triplete puede hacer que codifique un aminoácido diferente sin que se desbarate todo el sistema de síntesis de proteínas (especialmente si las copias del triplete que no mutaron siguen realizando sus funciones). A pesar de esta evidencia directa, los creacionistas (especialmente los de Diseño Inteligente) siguen tapándose los ojos y no reconocen lo que los biólogos hoy entienden: que la evolución puede crear nuevos rasgos (incluso al nivel molecular) y a la vez preservar y mantener rasgos y funciones previos.
(Los lectores interesados en una discusión más técnica de estos temas pueden consultar el artículo "Variations in the Genetic Code: Evolutionary Explanations", de Finn y Jean Pond, en el número de septiembre-octubre de 2002 del boletín informativo del National Center for Science Education).
* Las mitocondrias y los cloroplastos son "organelos" subcelulares que contienen su propio ADN separado; se cree que en algún tiempo fueron organismos independientes, pero ahora son parte de la maquinaria interna productora de energía de las células vegetales y animales.