Capítulo 306. Genes o cambiar de opinión.

Una de las cosas mas razonables de la Ciencia es que siempre está abierta a revisar sus puntos de vista e incluso a cambiarlos completamente si dispone de argumentos consistentes para hacerlo. Un bonito ejemplo de esto es cómo ha evolucionado y se ha refinado la definición del término "gen". Una palabra que se escucha de forma corriente y habitual en foros no científicos pero que no todo el mundo sabe definir con precisión. Y tiene su razón de ser. El término ha sido revisado tantas veces que dar la respuesta exacta a la pregunta ¿qué es un gen? no es tan sencillo como pueda parecer. De hecho, si hacéis esta pregunta en una conversación convencional es muy probable que, si alguien os contesta, recibais respuestas como que un gen "es la unidad mínima de la herencia" o que "es un fragmento de DNA que codifica una proteína". Al menos éstas son las dos respuestas mas frecuentes que yo me he encontrado y, de hecho, son buenas definiciones, salvo que la primera descripción es del siglo XIX y la segunda de los años 60. 

Entonces...¿qué es un gen? Pues vamos a verlo desde el origen de los tiempos:

1860-1900s: Es en estos años cuando, gracias principalmente a los estudios de Mendel, surge el concepto de gen desde los términos griegos genesis (nacimiento)  o genos (origen). En estos años un gen es "una unidad hereditaria discreta". Al menos eso es lo que pensaba el bueno de Gregor...

1910s: Los trabajos de Morgan aportan la visión de que un gen no es un concepto abstracto sino que es una región distinguible (locus). Se pueden medir distancias entre genes...aunque aún no se sabía dónde estaban los genes.

1940s: Beadle y Tatum descubren que inducir cambios en los genes (mutaciones) puede causar defectos en rutas metabólicas. En aquella época se manejaba la hipótesis "un gen, un enzima" y se comenzó a pensar que los genes están implícitamente asociados a la información que subyace a las moléculas individuales que forman las rutas metabólicas (enzimas).

1950s: Hershey y Chase demuestran en su famoso experimento de 1955 que el material hereditario de todas las células es el DNA. Un gen es algo físico y tiene bases moleculares asociadas al DNA.

1960s: Se establece el Dogma Central de la biología molecular. El DNA se transcribe (se lee) en forma de RNA que se traduce a una proteína. Es decir, un gen es un fragmento de DNA que contiene la información necesaria para codificar una proteína. Pero, como todo en biología, el Dogma Central tiene excepciones y existen genes que no codifican proteínas (por ejemplo los genes del rRNA o RNA ribosómico).

1970s-1980s: Un gen es una región del genoma que se transcribe, que se lee en forma de RNA. Se habla de genes como ORFs (open reading frames) o regiones del genoma con pauta de lectura abierta.

1990s-2000s: La cosa se complica y comienza a utilizarse la definición de gen que hemos estado empleando hasta que aparecieron los resultados del proyecto ENCODE. Un gen es una entidad genómica anotada y enumerada en las bases de datos de la comunidad científica. Otras definiciones establecen como gen "una secuencia localizable en el genoma y susceptible de ser heredada. Asociada con regiones reguladoras, regiones transcritas y/o otras regiones de secuencia funcional".

En la actualidad: Tras los resultados del proyecto ENCODE los genes pierden su naturaleza discreta. Se convierten en unidades probabilísticas. Menos deterministas, mas estocásticas. Se concluye que un gen es:

1. Una secuencia genómica (DNA o RNA) que directamente codifica un producto funcional (RNA o proteína).
2. En el caso de que un gen tenga varios productos funcionales que comparten regiones solapantes se toma como gen la unión de todas las regiones solapantes codificantes para dichos productos.
3. Esta unión deber ser coherente (se hace de forma separada para cada proteína final o RNA producido) pero no requiere que todos los productos génicos compartan una consecuencia común.

O, si lo preferís en una sola frase:

"Un gen es la unión de secuencias genómicas que codifican un conjunto coherente de productos funcionales potencialmente solapantes"

Conclusión para navegantes: 

No es trivial saber con precisión lo que es un gen y, cuando creáis que lo sabéis, probablemente aparecerá una nueva definición perfeccionada que inhabilitará lo que creíais conocer.

Volviendo al principio de esta entrada, tal vez la moraleja de todo esto sea que es interesante estar dispuesto a revisar y, si es necesario, cambiar la opinión que tenemos sobre aquello que creíamos comprender. Siendo honesto, esto es algo que a mí me resulta francamente divertido...casi siempre.

PD. Para mas información sobre lo que es un gen no os perdáis el artículo completo de donde he sacado gran parte de la información que he empleado para escribir esta entrada:

Gerstein MB, et al.
What is a gene, post-ENCODE? History and updated definition.
Genome Res. 2007 Jun;17(6):669-81.