¿Por qué dejó de evolucionar el código genético de la vida en la Tierra?

Toda la vida en el planeta existe gracias a un código genético universal. Este reglamento biológico le dice a nuestras células cómo el ADN debe ser traducido en las proteínas que impulsan la vida y sin las cuales no podríamos sobrevivir.

Aún cuando el código genético comanda un aparente sinfín de organismos, también nos une a todos como descendientes de un ancestro compartido; una lingua franca para la vida.

A pesar de todas sus diversas y esenciales propiedades, el código genético es estático. Por alguna razón desconocida para los científicos, hace aproximadamente 3 mil millones de años simplemente dejó de crecer. En lugar de expandirse para codificar nuevas combinaciones de aminoácidos y potencialmente nueva vida, simplemente se estancó en su tamaño y funciones actuales. Pero un nuevo estudio publicado en Science Advances ofrece una explicación al misterioso límite evolutivo.

Un equipo de genetistas del Instituto de Investigación en Biomedicina y el Centro para la Regulación Genómica descubrió que hace muchos miles de años, el código genético alcanzó un punto de auto conservación. Es decir, podría seguir evolucionando y mutar con riesgos para los componentes básicos de la vida o podría permanecer limitado, aunque funcional.

"La síntesis de proteínas basada en el código genético es la función clave de los sistemas biológicos y es crucial para asegurar una confiable traducción de información", declaró Lluís Ribas de Pouplana, autor principal del estudio.

El origen y la expansión del código genético ocurrió mucho antes de la partición de los tres dominios de la vida: bacterias, eucariotas y arqueas. Y no fue hasta los años 60s que los científicos fueron finalmente capaces de desbloquear su estructura fundamental. Pero pese a todo el potencial que posee para crear nuevas formas de vida, el código genético ha estado relativamente falto de creatividad.

Con el paso de miles de años, el código genético evolucionó para contener "codones" de tres nucleótidos que transfieren ARN (ARN de transferencia) y lo traducen a una cadena de 20 letras de aminoácidos, llegando así a la creación de proteínas básicas. Sin embargo y de acuerdo con el estudio, en cierto punto de la historia el RNA de transferencia llegó a un límite funcional en la cantidad de aminoácidos que era capaz de interpretar exitosamente como proteínas. Fue en ese punto donde el código genético y la complejidad de la vida orgánica llegaron a un punto fijo.

Al llegar a una cifra arriba de 20 aminoácidos la maquinaria de expresión genética entra en un punto de confusión. Los resultados de esas traducciones erróneas fueron mutaciones constantes "de consecuencias catastróficas", de acuerdo con Ribas.

Aunque la expansión del código genético permitió la creación de nuevo ARN de transferencia, la cavidad particular en forma de L de los ribosomas (la parte de la célula donde se construye la proteína) finalmente dio lugar a muy poca variación. Si las moléculas de ARN de transferencia no se adaptaran para obtener las necesidades específicas del ribosoma, la eficiencia de la síntesis de proteínas podría estar en peligro, y sería fatal para la vida.

"Llegó un punto donde la naturaleza fue incapaz de crear nuevos ARNs de transferencia que se diferenciaran lo suficiente de aquellos ya disponibles, sin causar un problema en la identificación de los aminoácidos correctos. Y esto sucedió cuando se alcanzaron los 20 aminoácidos", explicó Ribas.

Los autores del estudio esperan que sus descubrimientos puedan aplicarse en el campo de la biología sintética y permitan emocionantes cambios en los esfuerzos de la manipulación genética.

Ahora mismo, una novedosa técnica de edición genética llamada CRISPR/Cas9 está ganando atención gracias a su habilidad para modificar meticulosamente el ADN, con mejores resultados que los de otras tecnologías contemporáneas. Y es posible que los nuevos conocimientos relacionados con la evolución del código genético y sus limitaciones pueda ayudar a los biólogos a crear proteínas únicas con funciones completamente nuevas.

Las exploraciones hacia la historia primordial y nuestro futuro genéticamente alterado pueden abrir la puerta a emocionantes innovaciones en el campo de la genética. Los éxitos y fracasos de la evolución pueden decirnos más sobre nuestra permanencia como especie, mejor que cualquier manifiesto de ciencia ficción. Pero lo más importante es que si no echamos vistazos hacia atrás, nunca nos daremos cuenta de cuánto hemos avanzado.