ENCODE: Destapant la vida oculta del DNA

encode.jpg Fa uns anys es va completar la seqüenciació del genoma humà. Va ser una feina d’una magnitud fabulosa i s’especulava amb les possibilitats que oferiria aquella informació. Teníem les seqüencies de tots els nostres gens, l’essència mateixa del nostre ser. Per tant, podríem curar malalties, entendre el funcionament de les cèl·lules, i fer grapats de coses fantàstiques.

Però ai! Van passar els anys i no es va curar gairebé res. Només va augmentar el desconcert. Vam descobrir que tenim relativament pocs gens. Només uns 25.000. I sobretot vam veure que la major part del nostre DNA (el 98%) no servia per res. Era el que es va anomenar “DNA brossa”. En realitat el nom era particularment erroni. Per la majoria de científics era evident que havia de tenir una funció, simplement la ignoràvem.

Però ahir es va publicar els resultats d’un altre gran projecte, el denominat ENCODE, (per ENCiclopedia Of DNA Elements). La idea era aprofitar que la tecnologia ha millorat increïblement des que es va completar el projecte Genoma Humà. I ara el que han analitzat en detall és no només la seqüencia del DNA sinó com està organitzat, com s’estructura, com es modifica químicament i com interaccionen unes parts amb altres. I de cop, allò que era DNA brossa resulta que té moltíssimes funcions controlant el funcionament del genoma.

Per molt complicat que semblés el DNA, la idea que en teníem era angelicalment innocent. Una seqüencia de nucleòtids (aquelles lletres A, T, C i G) que si les llegim adequadament ens diuen com hem de fabricar una proteïna. La seqüencia d’instruccions per fer la proteïna seria un gen. Ah! Però el gen també inclou unes altres instruccions. Son les que s’encarreguen de controlar quan es fabrica la proteïna, en quines cèl·lules, durant quant de temps i en quina quantitat. Tot això ho fan seqüencies de DNA que estan situades abans o després de la regió que es traduirà a proteïna.

Però això encara és massa fàcil. El DNA no està estirat dins la cèl·lula (fa prop d’un metre de llarg) sinó que està plegadet, embolicat com si fos un espiral que es torna a plegar de nou en espiral com un solenoide, i amb unes proteïnes que li donen estructura. Això fa que regions molt llunyanes del DNA puguin estar físicament a tocar després de plegar-se. I resulta que aquesta proximitat és important per regular el funcionament de molts gens. Hi ha malalties en les que la part que codifica per la proteïna està perfecte però el DNA es plega una mica malament i la regió que hauria de controlar no es troba en l’espai al costat de la que espera el senyal. Per això, només mirant el DNA com si fos una seqüencia lineal no podíem explicar ni alguna part del funcionament normal ni algunes de les alteracions. Com diu un dels responsables del projecte: era com si un llum no funcionés i únicament ens miréssim la bombeta. A partir d’ara ja podem mirar els endolls i tota la instal·lació.

En realitat han descobert moltes més coses. Regions que controlen com plegar la cadena del DNA, regions que es poden modificar químicament per fer que gens llunyans funcionin o s’inhibeixin, zones de control que funcionen diferent en unes cèl·lules o en altres, combinacions de proteïnes o de RNA que segons com s’agrupin poden actuar com interruptors per uns o altres gens… Serà un plaer anar llegint els prop de 30 articles que van publicar ahir, repartits en tres revistes (una amb una portada mironiana que m’ha arribat al cor i que també amaga molta complexitat). Costarà força pair i entendre tota aquesta informació. Però una de les coses més fantàstiques del coneixement científic és que cada vegada que creus que entens alguna cosa aparentment molt complicada, poc després descobreixes que en realitat era moltíssim més complexa, elegant i sofisticada. Amb això del DNA era com si fins ara haguéssim identificat totes les peces necessàries per fer un cotxe però les tinguéssim estirades al terra, una al costat de l’altre i, naturalment, no acabàvem d’entendre com funciona un cotxe. Però ara ja comencem a veure com encaixen les peces, quines s’omplen d’oli, de gasolina o d’aire, com es mouen els engranatges i com al final, el tot és molt més que la suma de les parts. El DNA no és només un llibre que hem de llegir. És un llibre que hem d’entendre com funciona!

I el millor és adonar-te que, probablement, la realitat encara amaga algun altre nivell de complexitat. Per sort, amb paciència també podrem arribar a entendre-ho.

12 comentaris

  • Roger Verdaguer

    18/09/2012 12:16

    Darrerament estem acumulant tanta informació que s’està tornant angoixant no poder seguir el fil de tot i a més, saber que hi ha tanta informació per treure de les bases de dades…

  • Daniel Closa

    12/09/2012 8:20

    Esther. No es tan frívol. L’estètica també cal valorar-la!

    Sinera. La veritat es que la xifra de la distancia a la Lluna la vaig posar de memòria, però en tot cas és increïblement llarga la quantitat de DNA que tenim al cos.
    I pel que fa al problema del jugadors de basquet i la model. També de memòria recordo que sobretot es tenen més cèl·lules. També n’hi ha algunes (com els adipòcits) que poden ser més grans, però la principal diferencia em sembla que es en el nombre.

    Florenci. Doncs a mi em sembla una bona definició. De fet el gen inclou les dos parts, la codificant i la reguladora.

  • Florenci Vallès Sala

    10/09/2012 8:44

    En el meu comentari anterior, on hi diu “M’han vingut ganes d’escriure aquesta definició que en el teu article he llegit:” hi hauria de dir “M’han vingut ganes d’escriure aquesta definició quan en el teu article he llegit:”

  • Florenci Vallès Sala

    10/09/2012 8:40

    Hola, Daniel.

    Et felicito per l’article. Dóna molta informació de forma entenedora per a la majoria.

    T’estaria molt agraït si em donessis la teva opinió sobre una definició precisa de gen que vull donar aquest curs al meu alumnat de batxillerat. La definició en qüestió és la següent: “Seqüència de nucleòtids que forma part d’una molècula d’ADN o d’ARN i conté una regió que codifica una molècula d’ARN, l’anomenada regió codificant. La majoria de gens tenen regions codificants que també codifiquen polipèptids (= cadenes polipeptídiques) mitjançant l’ARN missatger que han codificat prèviament. La part no codificant dels gens està formada per seqüències d’ADN situades abans o després de la regió codificant i conté informació que permet controlar quan s’activarà aquesta regió, en quines cèl•lules ho farà i quant temps romandrà activada. En la majoria d’organismes els gens estan fets d’ADN. Només en alguns virus estan fets d’ARN.”

    M’han vingut ganes d’escriure aquesta definició que en el teu article he llegit: “Ah! Però el gen també inclou unes altres instruccions. Son les que s’encarreguen de controlar quan es fabrica la proteïna, en quines cèl•lules, durant quant de temps i en quina quantitat. Tot això ho fan seqüències de DNA que estan situades abans o després de la regió que es traduirà a proteïna.”

    Salutacions.

  • Sinera

    07/09/2012 12:22

    I llavors em sorgeix el següent dubte, que no té massa a veure amb el tema. Perdoneu.

    Si una model de 45 quilets té uns 60 bilions de cèl·lules… quantes en tindria un jugador de basket de 90 quilos? Una quantitat aproximada però més grans… o potser el doble?

    No he trobat cap resposta que m’hagi convençut del tot.

    Si algun company de comentaris ho té clar, no ens caldria robar el temps del Daniel! És una pregunta que no ve al cas de l’article

  • Sinera

    07/09/2012 11:11

    Òndia Daniel! M’has desquadrat els números! Ja sé que ho has dit figuradament això de “fins a la lluna” però m’ha fet gràcia fer un càlcul aproximat… tot i ser de lletres! Ai mare!

    Llegeixo, en fonts potser no massa científiques (però no pas al Yahoo Answers!), que al cos humà adult hi tenim uns 60 bilions (bilions de veritat; no dels americans!) de cèl·lules. 60 x 10 elevat a la 12. Un 60 amb 12 zeros al darrera!

    Si això fos així o aproximat i l’ADN de cada nucli fa un metre de llargada ben estirat… Doncs, oh sorpresa! Tindríem 60.000 milions de quilòmetres, el que ens permetria fer unes 8 passejades d’anada i tornada a la lluna! Ufff!

    De segur que hauré caigut en alguna trampa saducea, però m’ho he passat bé.

    S’hi apunta algú a la passejada?

  • Esther

    07/09/2012 9:05

    Colla! Un aspecte molt frívol! M’encanta la portada de la revista!
    Tot lo altre, s’ha d’anar llegint i veient quins camins s’obren!

  • Daniel Closa

    07/09/2012 7:36

    Sinera. Ui. La longitud del nostre DNA és inesperadament gran. La d0’una cèl·lula individual fa un metre, però si poséssim en fila el DNA que tenim a totes les cèl·lules, podria arribar fins la Lluna!
    I si, la portada és genial, per això no em vaig resistir a agafar-la com imatge.

    Joan. Si noi. Portem uns mesos ben farcidets de notícies en tots els camps. Molt bona la frase del teu professor!

  • Joan Codina

    06/09/2012 10:24

    Una notícia fantàstica!!! Aquest any, que és l’últim com tothom sap (científicament demostrat XD), està essent un any de grans passos en ciència.

    La gràcia de la ciència està en això que dius “el tot no és la suma de les parts”.

    PS: Un professor meu deia “el tot és la suma de les parts MÉS la interacció”

  • Sinera

    06/09/2012 9:23

    I ara la veig a l’inici de l’article! Seré burro!

  • Sinera

    06/09/2012 9:07

    No ha aparegut l’imatge. Però val la pena seguir l’enllaç de PORTADA del Daniel per veure-la.

  • Sinera

    06/09/2012 9:04

    Bon dia, Daniel. Efectivament semblava que la seqüènciació del genoma huma de poc havia servit després d’haver anunciat la seva compleció. Però s’ha seguit investigant i cada vegada està més clar que tot plegat era molt més complexe del que semblava.

    Mai hauria pensat que l’hèlix del genoma podia tenir ¡un metre! de llarg! I, és clar, el seu plegament dins la cèl·lula sembla comportar una colla d’interaccions complexes.

    Cada dia en sabem més de la vida. Una delícia per l’esperit! Molt bona la portada mironiana. Vaig a veur si la puc posar dins d’aquest comentari. Perdoneu si no apareix!