Genes saltarines: la revolución genética de Bárbara McClintock

Efectivamente, la naturaleza cuenta con transposones, también denominados genes saltarines. Se trata de secuencias de ADN, capaces de trasladarse de un lugar a otro en los cromosomas. La habilidad saltarina, responde a su capacidad de escisión y reinserción, de un punto a otro del genoma de un organismo, o a otro tipo de secuencias genómicas denominadas plásmidos. Entre otras funciones, dichas secuencias génicas son las responsables de conferir la tan temida resistencia bacteriana a los antibióticos. Además, son capaces de alterar la expresión de otros genes, por lo que se consideran agentes evolutivos y fuente de variabilidad genética de las especies. Un ejemplo de lo último, es el mosaico genético del maíz, que da lugar a las llamativas variaciones de color en las semillas de maíz.

Bárbara McClintock, fue la destacada científica que descubrió los genes saltarines, y cuya historia, es cautivadora.

Nacida el 16 de junio de 1902, en Hartford, Connecticut, fue desde pequeña, una niña de carácter independiente y solitario. Su padre, médico de profesión, fue básicamente quien la apoyó en la realización de sus estudios superiores. Ya desde la época de su juventud, Bárbara McClintock demostró un especial interés por la Genética, campo de estudio que jamás abandonaría. Pero será a partir de 1927, año en el que logra el grado de Doctora en Botánica, por la Universidad de Cornell, que dedicará su vida entera al estudio de la genética y la citología del maíz.

Dentro de la larga lista de descubrimientos realizados por esta talentosa mujer, destacaría los siguientes: a) las técnicas citológicas de visualización cromosómica en el maíz, b) los estudios de recombinación genética, c) la descripción del cariotipo del hongo Neurospora crassa, (utilizado como modelo de estudio en Genética), y d) sus aportaciones en torno a la variación cromática de las semillas de maíz, y el papel de los genes saltarines o transposones, en dicho fenómeno.

Existe un asunto sobresaliente en la historia científica de Bárbara McClintock: el hecho de que el descubrimiento de los genes saltarines, fuera comprendido y aceptado cabalmente, hasta 30 años después de haber sido descritos.  La época de McClintock, estuvo marcada por  el apogeo de la genética clásica. Los genes, considerados como “los reservorios moleculares de un organismo, y utilizados durante el desarrollo del mismo”, también eran definidos, como “unidades simples y de consecuencia lineal”. Antes de la década de los 60’s, no era razonable suponer que dichos elementos genéticos fueran capaces de moverse, espontáneamente, de un lugar a otro en los cromosomas. Menos aún, que dichos reordenamientos genéticos jugaran un papel vital en la organización y control genéticos. Es por eso, que las novedosas propuestas de McClintock, significaron el surgimiento de una verdadera idea revolucionaria, capaz de transformar la manera de concebir la naturaleza de la información genética que se tenía hasta ese momento. La genética clásica, que en ese tiempo vivía sus años de apogeo, visualizaba la información genética como secuencias inalterables, completamente desposeídas de dinamismo y movilidad. Pero los estudios de McClintock le dieron un giro a la visión de esta genética ortodoxa; esta mujer científica le brindó el concepto de fluidez a la información genética, derribando dogmas largamente arraigados en los genetistas de aquella época.

Por lo anterior, no será difícil imaginar, que la originalidad y complejidad de las nuevas teorías genéticas expresadas por esta científica, provocaran reacciones adversas en sus colegas, quienes, según las propias palabras de McClintock,  recibían sus hipótesis con “perplejidad y hostilidad”. Por eso mismo, y tras una larga batalla largamente fallida, por intentar convencer a los científicos de aquella época de la veracidad de algunos de sus hallazgos, Bárbara McClintock suspendió durante muchos años, la publicación de  los estudios concernientes a los genes saltarines y la regulación genética, dedicándose esos años a la investigación de otro tipo de problemas, como el de los tipos y variedades del maíz.

Con respecto a la decisión de McClintock de no publicar sus hallazgos durante varios años, se muestra esta interesante y reveladora declaración:

A lo largo de los años he descubierto que es difícil, si no imposible, hacer que otra persona sea consciente de sus suposiciones tácitas si, a través de mis experiencias, yo lo he sido. Esto se hizo dolorosamente evidente en la década de los 50 cuando intenté convencer a mis colegas de que la acción de los genes tenía que estar y estaba controlada. Hoy día es igualmente doloroso reconocer la inmovilidad de las suposiciones que otras personas mantenían respecto de los elementos reguladores en el maíz y su modo de acción. Uno debe esperar al momento idóneo para un cambio conceptual.

Barbara McClintock, 1973

McClintocK debió esperar 30 años para que la razón estuviera de su parte, y para que sus investigaciones recibieran el debido reconocimiento. La revalorización de su trabajo surgió, precisamente, tras la publicación realizada en 1960 por los científicos franceses, Francois Jacob y Jacques Monod. Dicho estudio, utilizaban como modelo  a Escherichia coli, el cual también provocaría un giro importante en los conceptos genéticos de la época. Jacob y Monod, describieron cómo ciertas secuencias de ADN, eran las responsables de la regulación de la expresión genética en bacterias.  En su trabajo, (publicado por la revista Comptes Rendus), explicaron lo que denominaron “El Operón Lac”, e hicieron mención al trabajo de McClintock. El trabajo menciona las similitudes de su propio estudio, con el realizado por la científica, quien había utilizado como modelo al maíz, y cuyos resultados había publicado años atrás en Proceedings of the National Academy of Sciences (1931 y 1950) y en Genetics (1953). Es entonces, hasta ese momento, tras el descubrimiento de elementos involucrados en la regulación genética, que fue comprendida, en toda su magnitud, la importante contribución de Bárbara McClintock.

Tras la publicación de Jacob y Monod,  ella fue una de las lectoras más entusiastas del artículo, quien demostró un completo apoyo a sus colegas franceses, convocando rápidamente a una reunión en Cold Spring Harbor, en la cual se haría hincapié acerca de las similitudes de éste, con su propio trabajo. Posteriormente, detalló también  este tipo de paralelismos, en un trabajo publicado en American Naturalist. Ambos trabajos coincidían en la descripción de genes reguladores, que en esa época, no habían sido dilucidados. Sin embargo, ambos modelos presentaban una diferencia fundamental: los componentes reportados por McClintock representaban elementos móviles, capaces de cambiar de lugar de inserción dentro del mismo cromosoma o entre cromosomas distintos. Esto presentaba una diferencia fundamental son los componentes estudiados por Jacob y Monod, los cuales mostraban ser elementos completamente estables y presentes en una sola e inamovible posición dentro del genoma bacteriano.

La mencionada disimilitud entre ambos trabajos imprimiría, por tanto, un  acusado sello de complejidad y de difícil comprensión al trabajo de McClintock, la cual explicaba en gran medida, el haber sido un asunto largamente criticado y puesto en duda por los científicos de la época. Considerar la existencia de elementos genéticos móviles, representaría, en su momento, una verdadera revolución de la concepción genética existente. Por lo mismo, la hipótesis de los transposones y su papel en la regulación y evolución genética de las especies, no gozaría de una aceptación inmediata, retrasando la comprensión de la naturaleza de los genes saltarines y de su papel central en la variación genética de diversos organismos.

Es importante mencionar que, si bien la contribución de los investigadores franceses dio inicio a la era de la biología molecular, el trabajo de McClintock representó un reto conceptual aún mayor. De hecho, la hipótesis de la redisposición de los genes en el cromosoma, llegó a colocar en tela de juicio el dogma central (flujo de información desde el ADN a la proteína), el cual estaba férreamente concebido, como un mecanismo esquematizado e inmóvil, pero que con el tiempo mostraría un enorme grado de dinamismo y flexibilidad.

En la actualidad, la trascendencia de los transposones sigue siendo patente y se mantiene más viva que nunca. Numerosos laboratorios alrededor del mundo, realizan diariamente un apasionado estudio acerca de la naturaleza y funciones de estos elementos genéticos móviles; siendo éstos los responsables de fenómenos como la resistencia bacteriana a antibióticos, así como de mecanismos de regulación de la expresión genética, la evolución y la variación de las especies.

Finalmente, tras largos años de discusión y controversia, Bárbara McClintock se convertiría en objeto de numerosas y preciadas distinciones. En 1983, nueve años antes de su fallecimiento (ocurrida en Huntington, E.U., el 3 de septiembre de 1992), el justo corolario a su larga  carrera científica, sería la entrega del Premio Nobel de Medicina y Fisiología. De esta forma, la destacada científica, recibiría el honor tan merecido, tras haber sido una mujer original y visionaria, descubridora de los transposones o genes saltarines.