Cómo resucitar un mamut

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Últimamente resulta frecuente leer o escuchar noticias que nos hablan del ADN de animales extintos conservados en hielo, de los seres humanos de Atapuerca o de los denisovanos, que ni sabíamos que existían. Algunas voces se alzan, incluso, para decir que pronto podremos emular a John Hammond y su Parque Jurásico, devolviendo a la vida a especies extintas.
Todas estas noticias tienen un elemento común: El ADN fósil.

TEXTO POR SARA GAMBOA
ILUSTRADO POR ANDREA SANZ
TIEMPO MEDIO DE LECTURA: 8 minutos
ARTÍCULOS
ADN | BIOLOGÍA
23 de Julio de 2015

La genética es una de las ciencias que mayor desarrollo ha experimentado en las últimas décadas. En poco tiempo, sus avances han llegado a nuestra vida cotidiana en forma de seres vivos modificados genéticamente para uso médico o alimentario, pruebas forenses, de paternidad, y también ha permitido aumentar considerablemente nuestro conocimiento sobre el desarrollo de la vida en la Tierra y las relaciones evolutivas entre los seres vivos. Ante semejantes avances, surgieron grandes esperanzas de poder comprender mucho mejor las características de la vida del pasado, y en último término, incluso de alcanzar la desextinción: devolver a la vida a seres vivos ya desaparecidos.  De esta forma, seríamos capaces de observar directamente cuestiones imposibles de inferir a partir del estudio de restos fósiles, como qué sonidos hacían los dinosaurios o de qué color eran los tigres dientes de sable.

Para poder entender qué posibilidades ofrece el ADN fósil, y sobre todo, qué dificultades plantea su estudio, hay que recordar algunos conceptos básicos de genética.

El ADN (siglas de Ácido DesoxirriboNucleico) es la molécula que contiene toda la información genética de los seres vivos. Esta información es responsable del aspecto y también de las funciones de todos los organismos. La información contenida en el ADN está codificada mediante un sistema de cuatro moléculas, denominadas bases nitrogenadas, que son Adenina, Timina, Guanina y Citosina (muy comúnmente representadas por sus iniciales A, T, G y C). Estas moléculas se repiten dando lugar a larguísimas cadenas en las que la secuencia de As, Ts, Gs y Cs son como las letras de un texto en el que se reúne la información necesaria para el desarrollo de un ser vivo. El conjunto de todas estas cadenas recibe el nombre de genoma y en el caso de organismos pluricelulares (formados por más de una célula), cada célula contiene una copia completa del genoma, que se localiza mayoritariamente, en el interior del núcleo celular.

Existen dos factores muy importantes para entender la estructura del ADN. En primer lugar, la célula debe contener la totalidad de la información genética del organismo, por lo que las cadenas deben reducir tremendamente el espacio que ocupan. En segundo lugar, la célula no solo debe tener la información, también debe ser capaz de leerla, copiarla e interpretarla para sus diferentes procesos. Para satisfacer ambas cuestiones, las largas cadenas de ADN sufren una gran compactación, dando lugar a los cromosomas, que permite ahorrar muchísimo espacio.

Diferentes grados de compactación del ADN, desde cadenas simples hasta cromosomas
Diferentes grados de compactación del ADN, desde cadenas simples hasta cromosomas. Fuente: Wikimedia Commons.

Bien, cuando queremos trabajar con ADN seguimos una metodología general que puede resumirse, de forma simplificada, en tres pasos.
En primer lugar, debemos realizar la extracción el ADN que queremos estudiar y separarlo de otras moléculas presentes en las células o en el medio.
Posteriormente, debemos aumentar la cantidad de ADN con el que trabajaremos, para así obtener resultados más precisos y fiables. Este proceso se conoce con el nombre de amplificación y consiste básicamente en copiar las cadenas de ADN de una parte concreta del genoma de forma repetida, hasta alcanzar un gran número de copias.
Por último, y por medio de diversas técnicas, obtenemos la secuencia exacta de bases nitrogenadas que componen el fragmento de ADN concreto de estudio. Proceso que recibe el nombre de secuenciación.

¿Qué parámetros son diferentes si lo que estudiamos es ADN fósil?

Consideramos ADN fósil a todo aquel perteneciente a las especies del pasado. Sin embargo, el pasado es tremendamente amplio. Por ello, en la literatura se suele utilizar una diferenciación temporal para clasificar el ADN fósil. Denominamos ADN antiguo a todo aquel con una edad comprendida entre un millón y 11 000 años. Mientras que el ADN con una edad superior al millón de años recibe el nombre de ADN antediluviano (un término empleado sobre todo en la literatura científica inglesa: antediluvian DNA).

A partir de los grandes avances en genética realizados en los años 80, científicos de todo el mundo se mostraron muy optimistas ante la idea de recuperar material genético de especies que hubiesen habitado nuestro planeta hace millones de años. En esa época, se sucedieron numerosos estudios que aseguraban haber encontrado ADN de dinosaurios, de insectos atrapados en ámbar o incluso de bacterias de hace más de 200 millones de años.
Sin embargo, estudios recientes han venido a demostrar que en su mayoría, estos hallazgos eran resultado de errores cometidos en la manipulación de los fósiles y en los propios estudios de laboratorio. Por tanto, a día de hoy la única posibilidad de estudiar ADN fósil, o incluso desextinguir una especie del pasado, se encuentra en el ADN antiguo, con una edad inferior al millón de años.

El gran problema a la hora de estudiar ADN del pasado, y que limita la edad de los seres vivos con los que podemos trabajar, es que el ADN, como el resto de compuestos biológicos, se degrada con el tiempo. En el mismo momento en el que un ser vivo muere, los mecanismos que reparan y mantienen en buen estado el ADN desaparecen. Así, el agua, la luz, el oxígeno, los cambios de temperatura y la acción de las bacterias empiezan a romper las largas cadenas en fragmentos cada vez más cortos. Una vez las cadenas se han roto, es muy difícil poder reconstruir la secuencia original, sobre todo cuanto más fragmentadas están. Solo si conseguimos reconstruir perfectamente la cadena podremos, por un lado acceder a la totalidad de la información y por otro, conseguir una molécula de ADN viable y funcional, que pueda ser interpretado adecuadamente por una célula viva.

Otro gran problema a la hora de estudiar ADN fósil es la contaminación. Los seres vivos no vivimos aislados. Vivimos en complejos ecosistemas en los que interactuamos con muchos otros organismos y en esta interacción, algunos de estos seres vivos dejan una importante parte de ellos en nosotros. Por ejemplo, si arrancas un pelo de tu cabeza y analizamos su ADN, una parte de él te pertenecerá, porque estás vivo y te lo hemos extraído directamente. Sin embargo, otra proporción del ADN que encontremos corresponderá a las bacterias que viven sobre todos nosotros. Cuando esto mismo lo hacemos con animales extintos los resultados empeoran. En un estudio de ADN de un mamut encontrado en el hielo de Siberia, excepcionalmente conservado, solo el 52 % del ADN estudiado pertenecía al propio mamut, el 48% restante era fruto de la contaminación o estaba tan fragmentado que no podía identificarse.

Diferentes procedencias del ADN obtenido de un mamut conservado en hielo
Diferentes procedencias del ADN obtenido de un mamut conservado en hielo. Datos obtenidos de Poinar et al. 2006.

Ya hemos visto las características más básicas del ADN, la metodología general para estudiarlo y los problemas que aparecen cuando queremos estudiar el material genético de seres vivos del pasado. Solo queda ahora unir toda esta información y responder a la pregunta del título.

Cómo conseguir tu propio mamut en 7 sencillos pasos

En primer lugar, necesitaremos el genoma completo de mamut.
Después debemos organizar el genoma en cromosomas viables.
Introducir el genoma en un núcleo celular.
Introducir este núcleo de manera correcta en el interior de una célula embrionaria viva.
Implantar nuestro embrión de mamut en un útero capaz de llevar a cabo el embarazo, presumiblemente el de una elefanta.
Conseguir que el embarazo llegue a término felizmente, dando lugar a un bebé mamut sano.
Introducir a nuestra querida nueva mascota en un ecosistema que le permita crecer, desarrollarse y con suerte, tener más bebés mamut.

Instrucciones para hacer un mamut
Instrucciones para hacer un mamut.

Ahora mismo, como hemos visto, estamos estancados en el primer paso. La buena noticia es que, en nuestros intentos por secuenciar y restaurar el ADN fósil, se desarrollarán nuevas técnicas que nos enseñaran muchísimo sobre el ADN, la evolución y la extinción de las especies actuales. Podremos aprender dónde están los genes, qué genes intervienen en qué estructuras y procesos, además de cómo interactúan entre ellos y con el ambiente. Podremos mejorar los procesos de extracción del ADN y aprender a unir los fragmentos y a rellenar los huecos que encontramos, para poder conseguir el genoma completo de un ser vivo extinto. Y con ello, habremos terminado el paso uno.

 Referencias.

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