En nuestro mundo moderno, donde la vida se mueve a un ritmo acelerado, es tentador comparar nuestra existencia con el proceso de crecimiento y división celular. Después de todo, en medio de la vorágine cotidiana, se diría que también nosotros estamos constantemente “multiplicándonos”.
En el fascinante mundo de las células, existe un proceso de multiplicación bastante enigmático: el ciclo celular. Las células se preparan continuamente para dividirse y dar origen a nuevas células. Y que esto ocurra depende de infinitas proteínas que invaden la célula, giran, palpitan y vuelan unas sobre otras. Son proteínas que aparecen cuando se necesitan y desaparecen cuando son prescindibles, presentando una vida útil en forma de onda.
Pues bien, pese a su complejidad, aquí no hay nada arbitrario. Más bien al contrario, el funcionamiento del ciclo celular se puede equiparar al preciso mecanismo de un reloj suizo.
Semáforos celulares
Antes de comenzar el ciclo celular, las células se detienen en los llamados checkpoints (puntos de control). Para entender lo que ocurre en estas pausas, imagine que un día más va usted de camino hacia el trabajo. Tráfico, aglomeraciones de gente, la hora de entrada que se aproxima… Y, de repente, un semáforo en rojo le obliga a detenerse en su camino. Al pararse, observa a su alrededor, evaluando el flujo del tráfico, la seguridad del cruce y la situación general de la carretera antes de seguir adelante.
Del mismo modo, las células se detienen en sus correspondientes checkpoints, como si fueran semáforos celulares, para analizar el estado de su material genético, detectar la posible presencia de anomalías y decidir si es seguro continuar con su viaje hacia la división celular. Cada parada en estos puntos de control brinda a las células la oportunidad de garantizar un viaje seguro hasta su destino final: la perpetuación de la vida.
Pero ¿qué sucede si el semáforo celular permanece más tiempo de lo habitual en rojo? ¿Qué pasa si las células detectan problemas en su material genético durante esta inspección de seguridad molecular? En ese caso, a veces activan mecanismos de reparación y otras optan por detener por completo el proceso de división celular, evitando así la propagación de posibles errores genéticos.
Levaduras: seres pequeños pero efectivos
La levadura, un organismo común en la producción de productos horneados, vino y cerveza, es más que un simple ingrediente culinario que podemos comprar en el supermercado. Para los científicos, se trata de un valioso organismo “modelo” para estudiar el ciclo celular.
Las ventajas que ofrecen las levaduras en el laboratorio son innumerables. Para empezar, tienen un ciclo celular rápido, con una nueva generación que surge cada… ¡dos horas! Perfecto para protagonizar experimentos. Pero además, se pueden utilizar de forma segura en el laboratorio y tienen genomas pequeños y bien caracterizados.
Desvelando los misterios de la célula
El punto start (comienzo) es crucial en el ciclo de una célula: ahí es donde toma la decisión irreversible de dividirse o no. Una vez la toma, alea iacta est. Para que el lector entienda qué pasa justo en ese momento, deberá imaginar más de 200 genes que no se pueden expresar de forma total debido a que tienen frenos unidos a ellos. Estos frenos son, en realidad, proteínas que se conocen como represores transcripcionales.
Hasta hace poco más de cinco años, el único freno conocido en levadura era Whi5, pero recientemente se caracterizó un nuevo freno, llamado Whi7. Aunque en un principio se pensó que eran hermanos gemelos, investigaciones recientes han ido revelando que no son tan parecidos, porque se regulan y funcionan de manera diferente. Whi5 actúa como principal freno al que recurre la célula cuando está feliz, mientras que Whi7 asume el control cuando la célula está sufriendo estrés por diversas condiciones.
He aquí otro mecanismo asombroso dentro de la danza molecular de la vida: la evolución ha moldeado la célula para que cuente con una especie de “plan de contingencia”, garantizando que el sistema siga funcionando aún cuando parte de la maquinaria pueda fallar. Esto es lo que se conoce en biología como redundancia funcional y delata, sin lugar a dudas, que ese proceso biológico es esencial.
El hecho de que haya más de un freno de start en levadura aumenta el parecido que existe entre el funcionamiento de los sistemas de control en este microorganismo y de organismos superiores, entre ellos nuestras propias células.
En efecto, en células de mamífero también actúan unos frenos conocidos como proteínas de la familia retinoblastoma. De todos ellos, RB es el reconocido hermano de Whi5 en levadura. El gen que codifica la proteína RB se identificó inicialmente en cáncer de retina (también llamado retinoblastoma), de ahí el nombre que explica el efecto de su mutación. Sin embargo, estudios recientes mostraron que, en realidad, RB está mutado en aproximadamente 31 tipos de tumores.
El hecho de que RB esté mutado en tantos tumores refuerza todavía más la importancia de estudiar el papel de estos frenos con ayuda de las levaduras. Entender en estos microorganismos los entresijos de la división celular nos hace estar mejor equipados para abordar los desafíos de la salud humana y abre nuevas vías para el desarrollo de tratamientos médicos más efectivos y personalizados.
En el mundo de la investigación biomédica, a veces las respuestas más grandes se encuentran en los lugares más pequeños.
Este artículo fue finalista en la IV edición del certamen de divulgación joven organizado por la Fundación Lilly y The Conversation España.