La epigenética

La epigenética es el estudio de las marcas que se ponen sobre el ADN y le dicen a la célula qué genes leer y cuáles dejar en silencio, sin cambiar ni una letra de la secuencia. El prefijo griego epi significa encima: es lo que está encima de la genética. Todas las células de una persona tienen el mismo genoma, los mismos veinte mil genes, y sin embargo una neurona, una célula del hígado y una de la piel son completamente distintas. La diferencia no está en el texto sino en qué páginas están abiertas, y esas páginas se abren y se cierran con marcas epigenéticas.

Las dos marcas principales se conocen bien. La primera es la metilación: una pequeña etiqueta química, un grupo metilo, que se pega a la letra C en ciertos puntos del ADN. Donde hay muchas, el gen está apagado; una enzima las copia cuando la célula se divide, de modo que las hijas heredan el apagado. La segunda son las histonas, las proteínas sobre las que el ADN se enrolla para caber en el núcleo. Según qué etiquetas lleven las histonas, el ADN queda enrollado y apretado, ilegible, o suelto y accesible. La célula tiene enzimas que ponen y quitan esas etiquetas, y así abre o cierra regiones enteras.

El ejemplo más claro está en cada mujer. Tiene dos cromosomas X y solo necesita uno, así que en cada célula del embrión temprano uno de los dos se apaga entero por metilación, al azar, y se queda apagado en todas sus descendientes. Una gata carey tiene el pelaje a manchas naranjas y negras porque el gen del color está en el X y cada mancha desciende de una célula que apagó uno u otro. Ninguna gata carey es igual a otra, ni siquiera una clonada de ella.

Fue Conrad Waddington quien acuñó la palabra en 1942, mucho antes de conocer las moléculas, para nombrar el camino que va del gen al organismo terminado. Imaginó el desarrollo como un paisaje con valles: una célula rueda cuesta abajo y, en cada bifurcación, cae en un valle u otro, y cuanto más baja más difícil le es volver. Ese paisaje sigue siendo la mejor imagen de la diferenciación celular, y las marcas epigenéticas son lo que impide que la célula suba de nuevo. Cuando Yamanaka convirtió piel en células madre, lo que hizo fue borrar esas marcas.

Las marcas responden al ambiente, y de ahí viene el interés y también las exageraciones. Una abeja reina y una obrera tienen el mismo genoma; lo que las separa es la jalea real que comió la larva, que cambia la metilación de cientos de genes. Los hijos de mujeres que pasaron hambre durante el invierno holandés de 1944 nacieron con marcas distintas en un gen del crecimiento y las conservaban sesenta años después, con más obesidad y diabetes. El tabaco, el estrés prolongado, el ejercicio, dejan huella epigenética. Pero la huella es en la persona que lo vive; que pase a hijos y nietos, como se ha visto en plantas y en gusanos, está en los mamíferos mucho menos demostrado, porque los embriones borran casi todas las marcas de sus padres al empezar.

El cáncer es también epigenética torcida: muchos tumores tienen apagados por metilación genes protectores que están intactos, y algunos fármacos nuevos actúan quitando esas marcas en vez de atacar al ADN. Y el envejecimiento se puede leer en ellas: el patrón de metilación de una persona predice su edad con un margen de tres o cuatro años, mejor que cualquier otro indicador. Dónde acaba la genética y dónde empieza la epigenética es hoy una de las fronteras más movidas de la biología.

Los genes y los alelos – La diferenciación celular – Las células madre – El núcleo celular – Lamarck y la herencia de los caracteres adquiridos