El llibre de l’home (en vint-i-tres volums)

WILLIAM SHAKESPEARE, El rei Lear, acte III, escena IV^[058]

Proverbi haitià.

• Té 3.088.286.401 lletres d’ADN (lletra més lletra menys; un càlcul més recent s’acosta als tres mil dos-cents milions).

• Publicat com a llibre amb un cos de lletra normal, contindria únicament quatre lletres —…AGCTTGCAGGGG…, etc.—, però ocuparia, indesxifrable, pàgines i més pàgines, fins a més d’un milió i mig, una extensió seixanta-sis vegades superior a tota l’Encyclopaedia Britannica.

• Està dividit en vint-i-tres parells de cromosomes —quaranta-sis en total— a la majoria de les cèl·lules del cos. Tots els altres simis, inclosos els goril·les, els ximpanzés i els orangutans, en tenen vint-i-quatre parells. En un moment indeterminat de l’evolució dels homínids, dos cromosomes de mida mitjana d’algun simi ancestral es van fondre en un. El genoma humà es va separar amistosament del genoma del simi fa uns quants milions d’anys, i ha anat experimentant noves mutacions i variacions al llarg del temps. Vam perdre un cromosoma, però vam guanyar el dit gros de la mà.

• Conté uns 20.867 gens en total; tan sols 1.796 més que els cucs, 12.000 menys que el blat de moro i 25.000 menys que l’arròs o el blat. La diferència entre «humans» i «cereals» no està en el nombre de gens, sinó en la complexitat de les xarxes gèniques. El que compta no és el que es té, sinó com es fa servir.

• Desborda d’imaginació. Extrau complexitat de la senzillesa. Governa l’activació o la repressió de certs gens només en certes cèl·lules i en certs moments, cosa que crea contextos i interaccions únics per a cada gen en funció del temps i l’espai i fa possible una variació funcional quasi infinita a partir d’un repertori limitat. També barreja i combina els mòduls gènics anomenats exons a l’interior dels gens individuals, amb la qual cosa s’obté una diversitat combinatòria encara més gran a partir del repertori de gens existent. Pel que sembla, aquestes dues estratègies —la regulació gènica i el tall i empalmament gènic (splicing), respectivament— s’utilitzen de forma més extensiva en el genoma humà que en els genomes de la majoria dels organismes. Més que no pas la magnitud del nombre de gens, de la diversitat de tipus gènics o de l’originalitat de la funció gènica, el secret de la nostra complexitat és l’enginy del nostre genoma.

• És dinàmic. En algunes cèl·lules reconfigura la seva pròpia seqüència per fer variants noves de si mateix. Les cèl·lules del sistema immunitari secreten «anticossos», proteïnes anàlogues a projectils que tenen la funció d’enganxar-se als agents patògens invasors. Ara bé, com que els agents patògens no paren de transformar-se, els anticossos també han de tenir la capacitat de canviar; un agent patogen canviant exigeix un hoste canviant. El genoma porta a terme aquesta co-evolució reconfigurant els seus elements genètics, cosa que li proporciona una diversitat extraordinària (es … . tru … . c … . t … . ura i g … . e … . n … . om … . a poden reconfigurar-se per formar una paraula completament nova: es … . c … . e … . n … . a). Els gens reconfigurats generen la diversitat dels anticossos. En aquestes cèl·lules, cada genoma té la capacitat de crear un genoma absolutament diferent.

• Té regions d’una bellesa impressionant. En un gran segment del cromosoma 11, per exemple, hi ha una avinguda dedicada exclusivament al sentit de l’olfacte, amb un grup de 155 gens estretament relacionats que codifiquen una sèrie de receptors proteics que actuen com a sensors olfactius molt especialitzats. Cada receptor s’uneix a una única estructura química, tal com una clau encaixa en un pany, i produeix una sensació olfactiva diferenciada al cervell: menta, llimona, comí, gessamí, vainilla, gingebre, pebre. Una forma sofisticada de regulació gènica garanteix que de tot aquest grup només es triï un únic gen receptor d’olor i que aquest gen s’expressi al nas en una única neurona olfactiva, que és el que ens permet distingir milers d’olors.

• Els gens, cosa curiosa, només en constitueixen una part minúscula. Una grandíssima proporció del genoma —ni més ni menys que el noranta-vuit per cent— no està ocupada pròpiament per gens, sinó per extensos segments d’ADN que estan intercalats entre els gens (ADN intergènic) o a l’interior dels gens (introns). Aquests llargs segments no codifiquen ni ARN ni cap proteïna; són al genoma perquè regulen l’expressió gènica o per motius que encara desconeixem, o bé per cap motiu en absolut —és a dir, que són ADN redundant o «inútil» (junk DNA)—. Si el genoma fos una línia que travessés l’Atlàntic entre l’Amèrica del Nord i Europa, els gens serien punts ocasionals de terra situats al mig de vastes extensions fosques d’aigua. Disposats l’un a tocar de l’altre, aquests punts no arribarien a la llargada de l’illa més gran de les Galápagos ni a la d’una línia de tren que travessi la ciutat de Tòquio.

• Està carregat d’història. Conté fragments peculiars d’ADN —alguns, provinents d’antics virus— que es van inserir en el genoma en un passat remot i que s’han anat transmetent de forma passiva des de fa milers d’anys. Alguns d’aquests fragments havien sigut capaços de «saltar» d’un gen a un altre o d’un organisme a un altre, però actualment la majoria estan desactivats i silenciats. Com autobusos vells enviats a cotxeres, aquests fragments estan estacionats al nostre genoma sense poder moure-s’hi ni sortir-ne. Es tracta de segments molt més abundants que els gens, i constitueixen una altra característica destacada del nostre genoma: bona part del genoma humà no és específicament humana.

• Té elements repetits que apareixen sovint. Una misteriosa i pesada seqüència de tres-cents parells de bases anomenada Alu hi apareix i reapareix centenars de milers de vegades, però se’n desconeix l’origen, la funció i la importància que pugui tenir.

• Té immenses «famílies de gens» —gens semblants entre ells que realitzen funcions semblants— que acostumen a estar agrupats. Hi ha dos-cents gens estretament relacionats que estan agrupats en arxipèlags en alguns cromosomes, com per exemple els gens que codifiquen membres de la família «Hox», molts dels quals tenen un paper cabdal en la determinació del comportament, la identitat i l’estructura de l’embrió, els seus segments i els seus òrgans.

• Conté milers de pseudogens, és a dir, gens que havien sigut funcionals però han deixat de ser-ho i per tant no codifiquen ARN ni cap proteïna. Els cadàvers d’aquests gens inactius apareixen escampats al llarg de tot el genoma com fòssils en una platja.

• Consent prou variabilitat perquè cada un de nosaltres sigui únic, però conserva prou uniformitat perquè cada individu de l’espècie sigui profundament diferent dels ximpanzés i els bonobos, que tenen un genoma idèntic al nostre en un noranta-sis per cent.

• El seu primer gen, situat al cromosoma 1, codifica una proteïna que permet sentir olors al nas (aquests gens olfactius són a tot arreu!). L’últim gen, situat al cromosoma X, codifica una proteïna que regula la interacció entre les cèl·lules del sistema immunitari. (Aquesta designació dels cromosomes com a «primer» o «últim» és arbitrària; el primer cromosoma se’l designa com a primer perquè és el més llarg).

• Els extrems dels cromosomes tenen telòmers. Igual que els canonets de plàstic de les puntes dels cordons de les sabates, aquestes seqüències d’ADN compleixen la funció d’impedir que els extrems dels cromosomes s’obrin i es degradin.

• Coneixem perfectament el funcionament del codi genètic, és a dir com s’utilitza la informació d’un gen individual per sintetitzar una proteïna, però no sabem pràcticament res del codi genòmic, és a dir, la forma en què diversos gens escampats pel genoma humà coordinen l’expressió gènica en l’espai i el temps per construir, mantenir i reparar un organisme humà. El codi genètic és simple: l’ADN es fa servir per sintetitzar ARN, i l’ARN es fa servir per sintetitzar una proteïna. Un triplet de bases de l’ADN codifica per un aminoàcid de la proteïna. El codi genòmic, en canvi, és complex: afegides al gen hi ha seqüències d’ADN que contenen informació sobre quan i on el gen s’ha d’expressar. No sabem per què alguns gens estan localitzats en llocs determinats del genoma, ni com els segments d’ADN que hi ha entre els gens regulen i coordinen la fisiologia dels gens. Tal com passa amb les muntanyes, més enllà dels codis hi ha més codis.

• Marca i esborra modificacions químiques en si mateix com a resposta als canvis de l’ambient, cosa que codifica una mena de «memòria» cel·lular. (Sobre això en tornarem a parlar més endavant).

• És indesxifrable, vulnerable, resilient (capaç de recuperar-se d’una pertorbació), adaptable, repetitiu i únic.

• Està en disposició d’evolucionar, i està sembrat de romanalles del seu passat.

• Està fet per sobreviure.

• És com nosaltres.