Paleogenómica: un vistazo al DNA del pasado

¿Recuerdas esa famosa película de dinosaurios que se estrenó en 1993, donde unos científicos traen de vuelta a la vida a los enormes reptiles para crear un parque de atracciones en una isla? En la película, los científicos obtuvieron el ácido desoxirribonucleico o DNA (por sus siglas en inglés) de sangre de dinosaurio conservada en mosquitos fosilizados en ámbar. Debido a que era muy antiguo, este DNA estaba degradado e incompleto, así que tuvieron que empatar el DNA de dinosaurio con DNA de anfibio para traer de vuelta a los reptiles prehistóricos. Al igual que en la película, los científicos de la vida real también están interesados en recuperar y estudiar muestras de DNA antiguo de diversos organismos que hoy ya no existen; no para traerlos de vuelta a la vida, sino para responder preguntas de investigación.

Esto lo pueden lograr al secuenciar y analizar el paleogenoma, es decir, el genoma de organismos extintos. Por ejemplo, el genoma de un mamut, de los neandertales, o de una planta. En este texto exploraremos de qué se trata y algunas aplicaciones del campo de la ciencia que se encarga de reconstruir y estudiar los genomas antiguos: la paleogenómica.

El DNA es la molécula que contiene la información necesaria para el desarrollo y funcionamiento de los seres vivos. Está compuesto de cuatro elementos, denominados bases, que se suelen representar con las letras “A” (adenina), “T” (timina), “G” (guanina) y “C” (citosina). Estas cuatro bases ocurren una tras otra en un orden determinado o secuencia. La principal diferencia entre mi DNA, tu DNA, el de una bacteria y el de un dinosaurio radica en su secuencia y número de bases. Una secuencia de DNA se obtiene mediante instrumentos especializados llamados secuenciadores, y el resultado de una secuenciación se puede almacenar en varias hojas de texto (como esta) llenas de letras, por ejemplo: “ATGACGTACAGTAC”. Conocer la secuencia completa de un genoma (todo el DNA de un organismo) nos puede ayudar a saber a qué especie o individuo pertenece, cómo funciona, si es más susceptible a ciertas enfermedades (como el cáncer), entre otras cosas.

Es relativamente sencillo obtener DNA para reconstruir el genoma de un organismo todavía existente. Por ejemplo, se puede obtener DNA de sangre o saliva para secuenciar tu genoma completo. Pero, ¿Cómo obtener una muestra de DNA de un organismo que ya no existe? De manera similar a como lo hicieron los científicos de la película que mencioné al inicio: de restos de organismos conservados en el ambiente. Al igual que en la película, el DNA antiguo se encuentra degradado e incompleto. De hecho, el DNA solo puede preservarse en condiciones especiales, como lugares congelados o cuevas, y solo dura unos miles de años. El paleogenoma más antiguo secuenciado hasta ahora data de aproximadamente 700,000 años y fue extraído de huesos de caballo congelado en “permafrost” (capas de suelo congelado permanentemente). A diferencia de lo descrito en la película, un paleogenoma no puede ser empatado con DNA de anfibio, pero sí se necesita de un genoma de referencia que sirva como “molde” para reconstruir el paleogenoma.

Este genoma de referencia debe pertenecer a un organismo actual que sea cercano evolutivamente. Por ejemplo, se podría usar el genoma humano como referencia para reconstruir el paleogenoma de los neandertales. Aunque incompletos, el análisis de los paleogenomas nos brinda un vistazo hacia el pasado para poder explicar algunos de los fenómenos biológicos de hoy en día. Por ejemplo, el estudio del paleogenoma del oso de las cavernas (Ursus spelaeus Rosenmuller; una especie de oso extinta que habitó en Europa) y su comparación con osos modernos ha permitido explicar algunos de los factores biológicos que los llevaron a su extinción y podría ayudar a diseñar estrategias para la conservación de las poblaciones de osos existentes. El estudio del paleogenoma del maíz nos puede dar información, que no se puede obtener a partir de los genomas de maíz actuales, como las bases genéticas de su proceso de domesticación para poder seguir mejorando este cultivo. Existen otras aplicaciones de la paleogenómica en el campo de la medicina, antropología, etc.

En conclusión, la paleogenómica es el campo de la ciencia que se dedica a reconstruir y estudiar el DNA de organismos extintos mediante el uso de técnicas modernas de secuenciación de DNA y su comparación con los genomas de organismos existentes, y nos brinda información de elementos genéticos del pasado que nos ayudarían a explicar los fenómenos biológicos de hoy en día