Biología molecular de la ciencia ficción: La quinta base

En un capitulo de expediente X salía la agente Scully agitando un matraz erlenmeyer con una especie de sustancia viscosa y verde en el interior diciendo que era ADN alienígena. Sabían que era alienígena por que el ADN tenía 5 bases nitrogenadas, en vez de las 4 (adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T)) que tiene el ADN terrícola. Como pasa con muchas fantasías de los guionistas de expediente X, siempre hay alguien que se lo cree. Hay una magufada que lleva bastantes años recorriendo el mundo que habla de los niños Indigo, que se supone serían unos niños elegidos que habrían venido para dominar el mundo. Poco a poco se ha refinado y ya se habla de una segunda generación que serían los niños cristal, aunque con el tiempo que hace que circula esta idea alguno de los primeros niños índigo ya podría ser un viejo verde. Curiosamente este rollo ha surgido al calor de los movimientos New Age, pero lo de la raza elegida recuerda sospechosamente al nazismo. Bueno, pues algunos defensores de esta bobada sostiene que uno de los rasgos distintivos de estos niños indigo sería tener 5 bases en el ADN o como dice alguna aventurada, incluso cuatro más. Vamos a fantasear con esta hipótesis ¿Qué supondría que un ADN tuviera 5 bases?

El código genético, como veis, sobran tripletes

Para empezar si analizamos una muestra con el método habitual para secuenciar ADN (el método de Sanger), el experimento fallaría. La enzima utilizada no sería capaz de reconocer la base nueva y el experimento daría en blanco, con una mínima señal de unos nucleótidos que se pararía en cuando en la secuencia apareciera la 5ª base. Sin embargo el método antiguo, el químico o de Maxam y Gilbert si que funcionaría por que aquí no tenemos una enzima que va leyendo el ADN sino reacciones químicas específicas para cada nucleótido. Al correr el gel el investigador encontraría unos huecos correspondientes a la nueva base que le indicaría que en el ADN hay algo raro.






¿Que supondría que un organismo tuviera un ADN con cinco bases? Primer problema que hay que solventar, el ADN forma una doble cadena antiparalela, de forma que una A siempre se empareja con una T y una G con una C (y viceversa en los dos casos). La base nueva no tendría pareja. Esto nos abre tres posibilidades.

a) La base nueva es una base comodín que puede emparejarse con cualquier otra base. Absolutamente inviable. Cuando se duplica el ADN (algo que pasa cada vez que se forma una célula nueva) cada una de las hebras originales hace de molde para su nueva hebra complementaria. Cuando en el proceso de duplicación del ADN se encontrara la base nueva, la maquinaria pondría cualquiera de las bases antiguas o. Por lo tanto cada vez que apareciera esta base tendríamos un 75% de posibilidades de poner en la cadena complementaria una base diferente. Esto supondría una tasa de mutación en el genoma exorbitantemente alta, tanto que impediría la viabilidad del organismo. Hay que decir que la tasa de mutación de la duplicación del ADN es muy baja por eso los organismos se reproducen con normalidad, pero no es 0. Si lo fuera, no existiría la evolución.


b) La base nueva aparea consigo misma. Podría valer. Tendríamos un código genético con 5 nucleótidos, pero no tendría porque inducir mutaciones. Si una cadena fuera AGCXG, su complementaria inversa sería CXGCT, siendo X la 5ª base. Siguiente cuestión. ¿Como hibrida esta base? es decir, como se une con su pareja ¿de forma débil o fuerte? La pareja AT tiene dos enlaces, la GC tres. Esto implica que una cadena de ADN con muchas AT se separará fácilmente y necesitará menos temperatura para desnaturalizarse (separar las dos cadenas). Una cadena con muchas GC estará unida con mayor fuerza. En la naturaleza las zonas del genomas que no codifican genes (por lo que no tienen que abrirse para transcribirse),o los organismos que viven a temperaturas muy altas son ricos en GC, en cambio las zonas del genoma que tiene que abrirse fácilmente como las regiones que hay antes de cada gen, son ricas en AT.¿la nueva pareja cuantos enlaces tendría? 1 enlace ocasionaría ADN demasiado lábil y 4 una práctica imposibilidad de desenrollarse, por lo que no podría replicarse ni codificar información. Tendría que ser redundante y tener 2 o 3 enlaces. Desde este punto de vista, para la estructura y dinámica del ADN, no aportaría nada nuevo. Vamos, ninguna funcionalidad adicional

Fuente termal: genoma rico en GC

c) Una sexta base. Cada oveja con su pareja y la nueva base vendría con una amiga. Es válido todo lo que he dicho en el punto b), solo que X hibridaría con Y, por lo que la cadena complementaría a CXGCT sería AGCYG.


Descartamos la opción a) por inviable y nos quedamos con b) y c). En el genoma la información para fabricar proteínas se organiza en tripletes de bases, es decir, combinaciones de los 4 nucleótidos de 3 en 3. Por lo tanto el código genético actual tiene 4x4x4 64 combinaciones. En el caso b) tendríamos un código genético de 5x5x5 125 combinaciones y en el c) 6x6x6 216 combinaciones. Aquí está el quid de la cuestión. ¿Tendría alguna utilidad este aumento de posibilidades? Pues no, porque con el código actual nos sobra. Estos 64 tripletes codifican solo 19 aminoácidos y un iminoácido (la prolina) más tres señales de parada ¿Qué se hace con los que sobran? En el código hay sinónimos. Diferentes combinaciones pueden codificar el mismo aminoácido. De hecho los sinónimos suelen coincidir en los dos primeros nucleótidos, lo que parece querer decirnos que en el código genético ancestral los aminácidos se codificaban en dobletes, 4x4=16 combinaciones, un código que utilizarían las protocélulas y que es muy limitado por permitirnos menos aminoácidos.

La de aminoácidos raros que tendrá esta peña

En definitiva un código genético con más bases pero codificando los actuales aminoácidos solo supondría más gasto energético y un metabolismo más complicado, pero no aportaría ninguna funcionalidad nueva al organismo. Más que un ser superior tendríamos a un damnificado. Un consejo para guionistas y escritores de ciencia ficción: molaría más un organismo que tuviera 21 o 22 aminoácidos proteícos, puesto que ahí si que se dispararía su funcionalidad y ni siquiera habría que hacer cambios radicales en el código genético. Bastaría con que alguno de los codones que codifican sinónimos evolucionara para codificar un nuevo aminoácido. Seguro que a alguno de los X-men (en mis tiempos la patrulla X, que yo soy de los que leyó tebeos donde Dare Devil era Dan Defensor) o de los nuevos vengadores le pasa esto y todavía no se ha enterado.

PD1: El título es un obvio y merecido homenaje al maestro Sergio Palacios (@ondasolitaria) y su fisica en la ciencia ficción.

PD2: Con este post participo en la X edición del Carnaval de Biología, que en esta ocasión está en Murcia en casa Scientia.

PD3: y como no en la XII edición del Carnaval de Química que se alberga en el jovencísimo blog historias con química de María Docavo.

PD4: Y como suele pasar, la cienca va más rápido que nuestra imaginación. Por ingeniería genética ya se ha diseñado una bacteria con un código genético que codifica fosfoserina.