Salta el menú de navegació i ves al contingut

EROSKI CONSUMER, el diari del consumidor

Cercador

logotip de fundació

Canals d’EROSKI CONSUMER


Estàs en la següent localització: Portada > Seguretat alimentària > Ciència i tecnologia dels aliments

Aquest text ha estat traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Mig segle d’ADN

El descobriment de l'estructura en doble hèlix de la molècula bàsica de la vida compleix cinquanta anys

La revista Nature va publicar el 25 d’abril de 1953 un article en el qual James Watson i Francis Crick proposaven «una estructura radicalment diferent» per a la sal d’àcid nucleic. Per primera vegada, es va parlar d’una doble hèlix per a l’ADN. Nou anys més tard rebrien el Nobel per un descobriment que va obrir les portes al coneixement de la genètica i al desenvolupament de la biotecnologia.

La biotecnologia i l’enginyeria genètica deuen molt del seu potencial a les peculiars característiques d’una molècula biològica, l’àcid desoxiribonucleic (ADN), en la qual descansen les claus del codi genètic de tot ésser viu. La seva estructura, fonamental per a entendre els mecanismes de la replicació i la transmissió de caràcters d’una generació a una altra, va ser descrit en un article publicat en la revista Nature en 1953. D’això es compleix ara mig segle.

En el seu article, James Watson i Francis Crick, del Cavendish Laboratory, a Cambridge, apuntaven que la nova estructura podia tenir «un considerable interès biològic». Tal vegada perquè l’ADN, encara que no era una molècula que despertés grans atencions en la postguerra europea, portava un cert temps provocant maldecaps a un reduït grup d’investigadors que intuïen en ella les claus per a explicar l’herència. Però una cosa és que la molècula creixés en interès i una altra molt diferent és que la seva estructura resultés tan determinant per a la història.

La troballa de Watson i Crick, de fet, va ser considerat durant molt de temps una alternativa més a les diferents estructures proposades per a l’ADN. En el seu article de 1953, tots dos investigadors citen altres formes, a les quals rebaten la seva idoneïtat, i comenten diverses alternatives fins a concloure que la seva, com demostraven els seus experiments previs amb tècniques de difracció de raigs X, entre altres, era l’única compatible amb les lleis de la química orgànica.

La porta d’entrada
El descobriment de Watson i Crick va permetre entendre les claus de la replicació i la transmissió de l’herència

En la peça que serveix d’introducció al seu text, Watson i Crick escriuen: «Som conscients que l’aparellament específic que postulem [la estructura en doble hélice] immediatament suggereix un possible mecanisme de còpia per al material genètic». Aquest mecanisme, llarg temps perseguit, i en absolut esclarit en aquells anys, havia de ser la clau que obrís les portes de bat a bat al coneixement de la transmissió de l’herència o, cosa que és el mateix, a la genètica moderna.

I així va ser en efecte: la història és fart coneguda. No obstant això, van haver de passar anys perquè l’estructura, íntimament lligada a la replicació de l’ADN, fos reconeguda públicament. El premi va arribar en forma de Nobel compartit en 1962, en una dècada en la qual es consolidarien bona part dels conceptes que, en anys posteriors, anirien conformant un vast coneixement en múltiples àrees que no acaben, ni molt menys, amb el projecte Genoma Humà ni es redueixen, tampoc, a la nova medicina dels gens.

El món dels gens
La genètica ha permès en aquestes dues últimes dècades tant el desenvolupament de ciència bàsica com la posada en marxa d’una potent indústria. El coneixement dels gens i de les seves funcions, que no començaria a arrencar fins a ben entrada la dècada dels setanta, amb les seves derivacions industrials basades en l’enginyeria genètica i la biotecnologia, està sent, no obstant això, un pas intermedi entre dos conceptes separats per gairebé un segle de vida: la microbiologia moderna, assentada en el primer quart del segle XX, i el coneixement i la manipulació de l’ínfim, un camp que bé podria denominar-se nanobiología i per al qual s’estan donant just ara els primers passos.

Entre la microbiologia (l’estudi dels microbis) i la nanobiología (la construcció de màquines biològiques a escala nanoscópica) medien una infinitat d’aplicacions que han fet un tomb complet a les anomenades ciències de la vida. Per a començar, un coneixement cada vegada més exhaustiu de virus i bacteris, microorganismes molts d’ells patògens i implicats en processos infecciosos amb múltiples vectors (des d’insectes a productes alimentosos), per als quals la genètica ve aportant nocions bàsiques sobre la seva raó de ser, quan no solucionis efectives per a pal·liar els seus efectes negatius o aprofitar el seu potencial biotecnològic.

El coneixement del genoma de microorganismes està sent clau en el desenvolupament de la indústria alimentària

Diverses fites, tots ells vinculats als gens i les seves aplicacions, s’han succeït en aquest ampli període. Entre els més significatius destaquen la creació del primer ratolí transgènic, en 1980, o l’obtenció, dos anys més tard, de la seqüència completa del fago lambda, el primer microorganisme del qual es disposaria del seu genoma. El següent, Haemophilus influenzae, no arribaria fins a 1995, encara que és amb l’obtenció del genoma d’Escherichia coli i Saccharomyces cerevisiae, en 1997, a més de Caenorhabditis elegans (1998), que l’era de la genòmica, en la qual estem ara mateix, no faria els seus primers salts de qualitat.

Amb el primer dels últims tres organismes citats, s’ha aconseguit fer un gran pas endavant en salut, tant en el que refereix a prevenció, especialment en el terreny alimentós (E. coli és un patogen associat a infeccions gastrointestinals) i en el terapèutic (l’ús d’antibiòtics específics ha aconseguit reduir l’impacte negatiu d’úlceres estomacals i càncer d’estómac). Del llevat S. cerevisiae s’està explotant el seu potencial biotecnològic pel seu poder fermentador. Finalment, del famós cuc C. elegans s’està extraient informació valuosíssima associada tant al procés natural d’envelliment com a l’aparició de diferents formes de càncer.

Tots aquests codis genètics, que s’han completat amb el del cromosoma 22 humà (1999), el primer esborrany de la seqüència del genoma humà (2000) i la seqüència del ratolí (2002), completen un escenari de gairebé 15 anys que són els que porten des del naixement del projecte Genoma Humà (va arrencar formalment en 1990 encara que la iniciativa va redactar les seves primeres fulles en 1987), a la seva culminació, la de la publicació de la seqüència completa, coincidint precisament amb el 50 aniversari de la troballa de Watson i Crick. En aquest breu període s’han seqüenciat (o s’han iniciat les seqüències) més de 50 organismes.

Els genomes vegetals també compten
En un article divulgatiu publicat fa un temps per José Enrique Pérez Ortín i Andrés Moya (de la Universitat de València) i Daniel Ramón (de l’Institut d’Agroquímica i Tecnologia d’Aliments, CSIC) en la revista ‘Métode’ (Universitat de València), els investigadors es refereixen als «altres genomes» en clara al·lusió als vegetals i a la influència de la genòmica sobre la indústria alimentària.

En el citat article els autors al·ludeixen a l’estudi dels genomes de «diferents organismes i matèries primeres implicades en l’elaboració d’aliments (animals de granja, vegetals comestibles, microorganismes utilitzats en la fermentació d’aliments i begudes), en la seva contaminació, o en l’aplicació de les dades del genoma humà a l’alimentació».

En el terreny alimentari els experts recorden, en primer lloc, els treballs de seqüenciació de microorganismes patògens responsables de toxiinfeccions alimentàries com a Escherichia coli O157:H7, Campylobacter jejuni, Staphylococcus aureus o Listeria monocytogenes. Amb les dades obtingudes dels seus genomes s’estan dissenyant processos industrials per a una eliminació més eficaç. També s’han seqüenciat els genomes de diversos bacteris responsables de la producció de derivats lactis com Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus o Streptococcus thermophilus, o probióticos com Bifidobacterium breu o Bifidobacterium longum. Molts d’aquests projectes han servit, destaquen els autors de l’article publicat per Métode ‘’ per a dur a terme «comparacions in silico i determinar quins gens són importants per a dur a terme els processos metabòlics d’interès industrial».

En l’àmbit dels genomes vegetals, la seqüència de la planta model Arabidopsis thaliana, obtinguda en 2000, va donar pas als estudis amb altres plantes d’interès estratègic pel seu valor comercial. Entre ells, el de l’arròs, ja complet, i d’altres vegetals com el blat de moro i el blat, encara en fase d’elaboració. Del seu coneixement i possibilitats de manipulació s’esperen millores en el rendiment així com una millor adaptació a condicions no naturals o fins i tot extremes, com a alta salinitat i temperatura o escassetat d’aigua.

EN LA SALUT I EN L'ALIMENTACIÓ

Img
Imatge: Ars Image Gallery

De la mà dels gens han emergit igualment dos nous conceptes d’incalculable valor. D’un costat, l’anomenada medicina genòmica, que en la seva versió actual apunta ja a la ‘complejómica’ després d’haver superat les fases de la proteòmica, la ‘metabolómica’ o la ‘transcriptómica’. Tots ells són noms de «escàs interès», segons Kari Stefansson, el famós caçador de gens islandès, però de «gran significat» puix que al·ludeixen a la interacció del gen i de la seva expressió, les proteïnes, amb l’entorn com a factors clau en els estats de salut i de malaltia.

De la mà d’aquest coneixement estan sorgint tecnologies clau com la bioinformática, centres de genotipación, xips d’ADN, la teràpia gènica o noves aproximacions al disseny de fàrmacs o a teràpies cel·lulars (com la derivada de les cèl·lules mare) que estan canviant d’arrel el mateix concepte de patologia i, per descomptat, també el de prevenció i curació.

Dieta i salut es vincularan en el futur per la nutragenómica

En l’altre extrem, l’anomenada nutragenómica s’està obrint pas com a alternativa per la correlació existent entre genoma humà i nutrició i, per derivació, entre dieta i salut. En aquest terreny el que es pretén és esclarir com determinats nutrients afecten l’expressió de determinats gens del nostre organisme, així com la influència de variacions genètiques individuals i la seva resposta fisiològica a dietes particulars. Com destaquen Ortiz, Moya i Ramón, «la genòmica ens ajudarà a entendre com les dietes afecten la nostra salut». Més enllà d’aquest coneixement bàsic se situa la moderna indústria dels aliments tecnològics per a molts dels quals el gen o la seva expressió seran fonamentals. Ni Watson ni Crick van apreciar, en 1953, semblant connexió.

Et pot interessar:

Infografies | Fotografies | Investigacions