En septiembre escribí sobre las prolíficas funciones descubiertas para las repeticiones cortas en tándem (STR), antes consideradas un tipo de "ADN basura". Ahora, un artículo recién publicado en BioEssays ha rebatido rotundamente la idea del ADN basura, utilizando el lenguaje de los cambios de paradigma kuhnianos. Antes de seguir adelante, repasemos qué es un cambio de paradigma kuhniano.
La frase procede del trabajo de un famoso historiador y filósofo de la ciencia de la Universidad de Harvard, Thomas Kuhn. En su influyente libro La Estructura de las Revoluciones Científicas, documentó cómo las nuevas ideas en la ciencia suelen arraigar a través de lo que se denominan "cambios de paradigma", en los que el marco dominante dentro de un campo (el "paradigma") empieza a acumular problemas probatorios (entra en "crisis") hasta que finalmente cede el paso a una nueva idea que desafía el statu quo. Kuhn demostró además que la mayoría de los científicos pasan la mayor parte de su tiempo haciendo "ciencia normal", es decir, resolviendo enigmas científicos en el marco del paradigma dominante. Observó que los científicos del paradigma de la vieja guardia son "a menudo intolerantes" con las "nuevas teorías" que proponen los nuevos científicos que proponen ideas que desafían el paradigma reinante. Una nueva teoría "surge primero en la mente de uno o unos pocos individuos", pero luego se extiende porque el campo se enfrenta a "problemas que provocan crisis", especialmente entre científicos "tan jóvenes o tan nuevos en el campo en crisis que la práctica les ha comprometido menos profundamente que a la mayoría de sus contemporáneos con la visión del mundo y las reglas determinadas por el viejo paradigma."
Esto nos lleva al artículo publicado recientemente en BioEssays, escrito por John Mattick, biólogo molecular australiano y profesor de Biología del ARN en la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Sidney. No tengo pruebas de que Mattick tenga afinidades con el diseño inteligente, pero es un excelente ejemplo de científico audaz que ha adoptado nuevas teorías que desafían el paradigma imperante. Mattick ha sido infatigable a la hora de seguir las pruebas hasta donde conducen respecto a la evidencia de la función del "ADN basura". En parte gracias a su trabajo, la biología actual ha experimentado un cambio de paradigma que se aleja del concepto de ADN basura. De hecho, el nuevo artículo de Mattick en BioEssays, "A Kuhnian revolution in molecular biology: Most genes in complex organisms express regulatory RNAs" ("Una revolución kuhniana en biología molecular: la mayoría de los genes de los organismos complejos expresan ARN reguladores"), enmarca la revolución en la forma de pensar sobre el ADN basura precisamente en términos de "cambio de paradigma kuhniano". El artículo tiene un bonito resumen en vídeo, pero aquí está lo que dice en forma escrita:
Thomas Kuhn describió el progreso de la ciencia como un conjunto de cambios ocasionales de paradigma separados por interludios de "ciencia normal". El paradigma que ha prevalecido desde el inicio de la biología molecular es que los genes (mayoritariamente) codifican proteínas. Paralelamente, los teóricos postularon que la mutación es aleatoria, dedujeron que la mayor parte del genoma de los organismos complejos no es funcional y afirmaron que la información somática no se comunica a la línea germinal. Sin embargo, aparecieron muchas anomalías, sobre todo en plantas y animales: los extraños fenómenos genéticos de paramutación y transvección; intrones; secuencias repetitivas; un epigenoma complejo; falta de escalamiento de los genes (codificadores de proteínas) y aumento de las secuencias "no codificadoras" con la complejidad del desarrollo; loci genéticos denominados "potenciadores" que controlan los patrones de expresión génica espaciotemporal durante el desarrollo; y una plétora de transcritos "intergénicos", solapados, antisentido e intrónicos. Estas observaciones sugieren que la concepción original de la información genética era deficiente y que la mayoría de los genes de los organismos complejos especifican ARN reguladores, algunos de los cuales transmiten información intergeneracional.Mattick describe el paradigma del "ADN basura" imperante hasta ahora en biología como algo que procede de "suposiciones predominantes". Estos supuestos sostienen que "'los genes' codifican proteínas, que la información genética se transmite y regula mediante proteínas y que no existe comunicación hereditaria entre las células somáticas y las germinales". Esta opinión de que los genes codifican proteínas es una parte clave del "dogma central" de la biología. Por supuesto, nadie niega que los genes codifiquen proteínas; lo que Mattick quiere decir es que pueden hacer mucho más que eso. También pueden codificar ARN y las pruebas demuestran que muchas secuencias de ADN que no codifican proteínas codifican en realidad ARN que realizan muchos tipos de funciones vitales en la célula.
ADN basura y evolución
Así que el dogma central de la biología molecular es parte de lo que está perpetuando la idea de que si un tramo de ADN no codifica una proteína entonces no está haciendo nada y es "basura". Pero hay otro factor importante en el fracaso del paradigma del ADN basura en biología, y procede directamente del pensamiento evolutivo. Mattick explica:
[L]os biólogos teóricos estaban integrando la genética mendeliana con la evolución darwiniana, lo que condujo en 1942 a la llamada Síntesis Moderna, que hacía dos afirmaciones principales: las mutaciones son aleatorias y las mutaciones somáticas no se heredan. [...] En 1968 Kimura propuso la teoría neutral de la evolución molecular, que postulaba que "una fracción apreciable" del genoma estaba evolucionando independientemente de la selección natural. En 1969, Nei concluyó que, dada la "alta probabilidad de acumular [...] mutaciones letales en genomas duplicados [...] es de esperar que los organismos superiores lleven en su genoma un número considerable de genes no funcionales (ADN sin sentido)", lo que llevó a Ohno a promover el concepto de "ADN basura", argumentando también que "para no tener que soportar una carga de mutaciones insoportable, el necesario aumento del número de sistemas reguladores debía compensarse con la simplificación de cada uno de ellos" [Énfasis en el original].Con este telón de fondo -impregnado del pensamiento evolucionista sobre el origen del genoma-, la idea del ADN basura floreció y se extendió por toda la comunidad biológica.
Comentario: El vídeo mencionado:
Lectura adicional: (en inglés)