Las células eucarióticas son bastante más complejas que las bacterias, por cuanto no solo tienen núcleos, sino también varios otros organelos en el citoplasma, cada uno de los cuales desempeña una función especifica. Debido a su estructura mucho más complicada, necesitan un génoma mucho más sofisticado que las bacterias o los virus para regular los varios aspectos de sus funciones vitales.


¿Qué es el genoma?

Todas las células de todos los organismos vivos, sean estas bacterias, levaduras, vegetales o animales, tienen en su interior una verdadera computadora con un código perfectamente establecido, que contiene la información necesaria para ordenar todos los procesos vitales.

Allí está la información para todas las reacciones bioquímicas, para que una célula crezca, se desarrolle y para que muera. También esta ahí la información para que la célula se divida, y para que cada célula hija duplique la información que tiene la célula madre. El conjunto de toda esta información es lo que se llama "genoma".

Este computador intracelular, tiene una capacidad muchísimo mayor que la que el hombre ni siquiera pueda imaginar. Toda esa información se guarda en una larga molécula, denominada ácido desoxirribunucléico (DNA). Esta molécula es tan larga, que si la pudiéramos extraer del interior de una bacteria y extenderla, mediría 80 centímetros. Esta misma molécula está en todas las células de todos los seres vivos, incluyendo al hombre. En este caso, la molécula es más larga y tiene más información. ¡Si la pudiéramos estirar, mediría dos metros!.

Lo interesante es que el hombre ha logrado descubrir el código que utiliza esa computadora, y ha podido observar que es el mismo código que utilizan todas las células vivas de la Tierra, desde una bacteria hasta el hombre. A diferencia de una computadora fabricada por el hombre, que utiliza un código binario (de dos alternativas), el código con que se almacena la información en el DNA, es de cuatro alternativas o bases: Adenina, Guanina, Timina y Citocina. Son estas cuatro bases las que se repiten en diversas secuencias a lo largo de la molécula de DNA.

Un trozo de DNA, constituido por una determinada secuencia de bases, es lo que constituye un ""gene"", que al expresarse al interior de la célula, logra que se codifique (produzca) una determinada proteína. Las proteínas son las que en definitiva desempeñan todas las funciones celulares y para cada una de ellas hay un gene. Es decir, el DNA es el computador central que ordena la síntesis de las proteínas, y las proteínas son las encargadas de realizar las órdenes de ese computador.

En el caso de la levadura llamada Saccharomices, su DNA tiene 12 millones de pares de bases, lo que significa 6.000 genes diferentes y por lo tanto allí se guarda la información para codificar también 6.000 proteínas diferentes.

En el caso de las células del hombre, el genoma guarda mucho mayor información. Tiene tres mil millones de pares de bases, lo que estructura 70 mil genes diferentes. El conocer la secuencia de esa enorme cantidad de bases, es lo que se ha llamado "el Proyecto de Genoma Humano" que ya lleva Varios años en ejecución y se espera que se pueda lograr descifrar completamente a fines del año 2005.


El genoma de la levadura y su función

Si bien es cierto que durante as últimas décadas el avance de la Biología ha sido extraordinario, no es menos cierto que lo que nos queda por conocer es aún muchísimo mayor. Conocemos ya como la célula guarda en su DNA toda la información necesaria para su función vital y conocemos también el código que ha utilizado para ello. Aún más, sabemos que las órdenes que emanan de ese código se realizan a través de regular la producción de proteínas. La mayor parte de ellas son enzimas que permiten que las reacciones bioquímicas sean posibles a la temperatura y pH que existen en el interior de la célula.

Sabemos que para cada proteína hay un gene, que corresponde a un trozo del DNA, y conocemos ya muchos genes que codifican (ordenan la síntesis) determinadas proteínas, y también conocemos las funciones especificas de algunas de ellas.

Sin embargo aún desconocemos la estructura de la mayor parte de los genes, como también desconocemos la estructura, la función y el destino de la mayor parte de las proteínas codificadas por ellos.

En el caso de la levadura Saccharomyces, lo que se ha logrado hasta ahora, sólo ha sido la descifrar la secuencia de las bases en su DNA, pero dentro de esta va a ser necesario individualizar los probables 6 mil genes que codifican las 6 mil proteínas. Así por ejemplo, dentro de la larga cadena de DNA, no se sabe dónde comienza y dónde termina cada uno de los diferentes genes. Más aún, el proceso es dinámico y muchos genes entran en acción en determinado momento y se silencian en otro, según sean las necesidades metabólicas y las variaciones del medio ambiente. Por otra parte se sabe que gran parte del génoma parece no codificar nada, y menos se sabe que función desempeña esta información. Estos trozos de DNA, a falta de otra denominación, se les ha llamado DNA basura.

Para llegar a conocer como se organiza a vida será necesario, además, llegar a conocer todas y cada una de las funciones de las 6 mil proteínas y enzimas. Hasta ahora sólo se conoce una minoría de ellas. En resumen, todo esto significa que el descifrar el génoma de una célula (incluyendo la célula humana), sólo se han dado los primeros pasos necesarios para saber como funciona la vida en el interior de la célula.


Para que sirve estudiar la levadura

Lo interesante es que las leyes que regulan la vida, son básicamente las mismas para todas las células de todos los organismos vivos, sean estas levaduras o células de tejidos humanos.

Es interesante como muchos de los genes que están en las levaduras, están también formando parte del génoma de la mosca, las ratas o los seres humanos. La diferencia está en la complejidad creciente del sistema biológico, en la medida que se va ascendiendo en la escala evolutiva. Sin embargo, los procesos fundamentales son los mismos.

La levadura es una célula relativamente simple en su funcionalidad y estructura bioquímica. Las células de los organismos superiores en cambio (incluyendo al hombre), son muchísimo más complejas. Es como comparar un Ford T, con un Mercedes último modelo, totalmente computarizado. Ambos tienen un motor a explosión y básicamente su funcionamiento es el mismo. Pero para un novato, entender como funciona el complicado Mercedes, requiere previamente que entienda como funciona el Modelo T. Esta es básicamente la razón de porque es necesario investigar como funciona el genoma de la levadura Saccharomyces, para luego entender como funciona la compleja célula de un animal superior. Muchas de las piezas básicas son las mismas, pero allí el proceso es mucho más complejo, con muchas mayores interrelaciones.

Individualizar los genes y conocer las funciones de las proteínas que estos codifican, es mucho más sencillo estudiarlo en células aisladas y simples. Allí se pueden bloquear genes, o cambiar genes y ver que sucede. Del mismo modo, en la célula de la levadura es más fácil seguir proteínas en sus trayectos intracelulares para saber que hacen y donde. Esta es la verdadera importancia del enorme esfuerzo que se ha realizado para secuenciar el total de las bases del génoma del Saccharomyces cerevisiae.