{"id":24371,"date":"2025-10-31T07:00:00","date_gmt":"2025-10-31T06:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rasc.es\/blogacademia\/?p=24371"},"modified":"2025-10-28T21:15:53","modified_gmt":"2025-10-28T20:15:53","slug":"la-epigenetica-mas-alla-del-dictado-de-los-genes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rasc.es\/blogacademia\/?p=24371","title":{"rendered":"La epigen\u00e9tica: m\u00e1s all\u00e1 del dictado de los genes"},"content":{"rendered":"

La epigen\u00e9tica es un concepto antiguo que ha ido evolucionando a lo largo del tiempo y que en las \u00faltimas d\u00e9cadas ha generado un enorme inter\u00e9s cient\u00edfico y medi\u00e1tico. En los \u00faltimos a\u00f1os la divulgaci\u00f3n sobre epigen\u00e9tica ejerce una fascinaci\u00f3n especial en la poblaci\u00f3n general. Aventurar que podemos controlar lo que realmente somos actuando sobre nuestras marcas epigen\u00e9ticas a trav\u00e9s de la alimentaci\u00f3n, el ejercicio f\u00edsico, las relaciones personales, etc. se convierte en una herramienta estimulante de desarrollo personal. La posibilidad de que se transmitan a las siguientes generaciones nos obliga a prestar una mayor atenci\u00f3n a nuestras experiencias y al entorno.\u00a0\u00a0\u00a0<\/p>\n

El material gen\u00e9tico (genoma) aporta las instrucciones para construir un nuevo ser y \u00e9stas, salvo agresiones, se mantienen inalteradas hasta la muerte. La epigen\u00e9tica proporciona las marcas que se a\u00f1aden al manual de instrucciones y cambian la funcionalidad del genoma. Estas etiquetas son reversibles y modificables por diferentes factores (internos y externos) lo que ha suscitado grandes expectativas por la posibilidad de rebasar lo que puede considerase el \u201cdeterminismo\u201d gen\u00e9tico. Su reversibilidad y la fluida interrelaci\u00f3n entre epigen\u00e9tica y entorno abre la ventana a modificar las directrices de nuestros genes con un enorme impacto sobre lo que somos.<\/p>\n

Los genes, que nos identifican como especie y como individuos, se condensan en el n\u00facleo de las c\u00e9lulas, en unas largas estructuras (los cromosomas) en n\u00famero de 23 pares en la especie humana. Los cromosomas son los libros donde se guardan las recetas para generar un ser vivo. Estos pol\u00edmeros de nucle\u00f3tidos (ADN) dictan seg\u00fan su secuencia de bases: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G), qu\u00e9 prote\u00ednas (las obreras de la c\u00e9lula) se sintetizar\u00e1n en cada momento para constituir un nuevo individuo desde la concepci\u00f3n hasta la muerte. Los genes, que almacenan la informaci\u00f3n (el genotipo), cobran sentido cuando se expresan, es decir cuando generan los ARN mensajeros que viajan al citoplasma y se traducen en las prote\u00ednas que construyen los distintos tipos de c\u00e9lulas y los organismos (el fenotipo). Incluso cuando heredamos el color de los ojos y de la piel (pigmentos) o los grupos sangu\u00edneos (gl\u00facidos en la membrana de las c\u00e9lulas sangu\u00edneas), lo que est\u00e1 escrito en nuestro manual gen\u00e9tico es la prote\u00edna (enzima) que catalizar\u00e1 la s\u00edntesis de estas mol\u00e9culas.<\/p>\n

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Figura 1. Paisaje epigen\u00e9tico de Waddington. Simulaci\u00f3n de los caminos (valles) por los que puede discurrir una c\u00e9lula durante el desarrollo embrionario, adquiriendo caracter\u00edsticas espec\u00edficas sin modificar la secuencia de bases del ADN que porta el cigoto.<\/figcaption><\/figure>\n

Las marcas epigen\u00e9ticas se mantienen cuando la c\u00e9lula se divide y tienen gran relevancia en procesos como el desarrollo embrionario, la susceptibilidad a distintas enfermedades y el envejecimiento. En la d\u00e9cada de los 40 del siglo pasado, Conrad Waddington present\u00f3 su intuitiva teor\u00eda del \u201cpaisaje epigen\u00e9tico\u201d, como met\u00e1fora para explicar procesos tan robustos y trascendentales como la embriog\u00e9nesis (Figura 1). El cigoto, la c\u00e9lula que se forma cuando un espermatozoide fecunda un \u00f3vulo, tiene su dotaci\u00f3n gen\u00e9tica en los 23 cromosomas aportados por cada gameto. En sucesivas divisiones produce la m\u00f3rula, un conjunto aparentemente homog\u00e9neo de unas 16-32 c\u00e9lulas id\u00e9nticas. Sin embargo, pronto las c\u00e9lulas empiezan a tomar caminos diferentes y, aun compartiendo la misma informaci\u00f3n gen\u00e9tica, la expresi\u00f3n de sus genes diverge, conform\u00e1ndose una enorme variedad de fenotipos: neuronas, c\u00e9lulas musculares, c\u00e9lulas sangu\u00edneas, etc. Este proceso implica que en cada tipo celular haya un conjunto de genes que se apaguen y otros que se enciendan y, para mantener sus caracter\u00edsticas, estos cambios tienen que transmitirse en las sucesivas divisiones celulares. As\u00ed, se configurar\u00e1n los \u00f3rganos y una c\u00e9lula hep\u00e1tica, por ejemplo, lo seguir\u00e1 siendo cuando se reproduzca. La memoria que lo identifica como hepatocito no depende del genoma, que es igual en todas las c\u00e9lulas, sino que se debe a las marcas epigen\u00e9ticas que ha adquirido.<\/p>\n

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Figura 2. La metilaci\u00f3n del ADN y las modificaciones de las histonas son las marcas epigen\u00e9ticas por excelencia.<\/figcaption><\/figure>\n

El conocimiento sobre el material gen\u00e9tico ha avanzado de forma vertiginosa. En menos de 100 a\u00f1os hemos pasado de los conceptos abstractos de la herencia a poder leer la informaci\u00f3n precisa que nos aportan los cromosomas y a manipular los genes, siendo capaces de cortarlos, apagarlos o encenderlos en el laboratorio a gusto del investigador. Tambi\u00e9n las bases moleculares de la epigen\u00e9tica han avanzado espectacularmente. Las mol\u00e9culas de ADN se enrollan de forma extremadamente compacta alrededor de unas peque\u00f1as prote\u00ednas (las histonas) que como cuentas de un collar permiten encerrar 2 metros de ADN en un espacio de menos de 10 micras de di\u00e1metro. El conjunto de ADN e histonas forma la cromatina y su estado de compactaci\u00f3n depende de las etiquetas que se incorporan al ADN o a las histonas, que pueden cambiar dram\u00e1ticamente la expresi\u00f3n de un gen o de un grupo de genes (Figura 2).\u00a0De estos marcadores epigen\u00e9ticos el mejor establecido es el grupo metilo (-CH<\/span>3<\/sub>) que se une a la citosina (C) seguida de guanina (G) (islas CpG), condensando la cromatina y provocando el silenciamiento de los genes de la zona (Figura 3) [1]. La metilaci\u00f3n se transmite cuando la c\u00e9lula se divide por lo que, sin alterar la secuencia de bases se mantiene el programa ON\/OFF establecido. Las c\u00e9lulas de la sangre, por ejemplo, silenciar\u00e1n los genes que codifican las prote\u00ednas que dotan de actividad el\u00e9ctrica (t\u00edpica de las neuronas) innecesarias para las funciones que <\/span>desempe\u00f1an. Las interrelaciones entre gen\u00e9tica y epigen\u00e9tica son estrechas y el programa del desarrollo embrionario nos muestra como la diversidad celular necesaria para producir un organismo multicelular, como el ser humano, est\u00e1 controlada por las marcas epigen\u00e9ticas de la cromatina (ADN e histonas).<\/span><\/p>\n

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Figura 3. Las citosinas metiladas (Cm) seguidas de guanina (G) reclutan prote\u00ednas que forman un complejo represor, compactando la cromatina e inhibiendo la expresi\u00f3n de los genes de la zona.<\/figcaption><\/figure>\n

Un ejemplo extraordinario de apagado y encendido de los genes es la posibilidad de obtener c\u00e9lulas pluripotentes a partir de c\u00e9lulas adultas. El trabajo seminal de Shinya Yamanaka (que obtuvo el premio Nobel en 2012) demostr\u00f3 que cuatro mol\u00e9culas obtenidas del citoplasma de los \u00f3vulos eran suficientes para promover una reprogramaci\u00f3n nuclear que borra las marcas epigen\u00e9ticas de la cromatina y sin cambiar la secuencia de bases, una c\u00e9lula adulta recorre el camino inverso al del desarrollo embrionario, convirti\u00e9ndose en una c\u00e9lula \u201cvirgen\u201d, sin historia previa [2]. Esta reversibilidad de las marcas epigen\u00e9ticas y la posibilidad de ser modificadas por factores internos y externos (agentes qu\u00edmicos, alimentaci\u00f3n, ejercicio, temperatura, entre otros) abre un campo de enorme potencial para comprender el envejecimiento o el estado de salud\/enfermedad y poder actuar sobre ellos.<\/p>\n

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Figura 4. Factores ambientales pueden modificar las marcas epigen\u00e9ticas, activando o inhibiendo genes, lo que conlleva a un cambio de fenotipo sin alterar la secuencia de bases del ADN.<\/figcaption><\/figure>\n

Un aspecto particularmente atrayente de la epigen\u00e9tica es su versatilidad para adaptarse a cambios externos. Un ejemplo sorprendente es la especializaci\u00f3n de las abejas para convertirse en reinas u obreras dependiendo exclusivamente del tipo de alimentaci\u00f3n [3]. Las abejas destinadas a ser reinas se alimentan desde el primer d\u00eda de su concepci\u00f3n a base de jalea real, mientras que las destinadas a ser obreras a partir del tercer d\u00eda cambian a una alimentaci\u00f3n diferente. Es remarcable que la dotaci\u00f3n gen\u00e9tica de todas las larvas sea id\u00e9ntica y que la jalea real pueda encender\/apagar los genes que van a caracterizar a la reina diferenci\u00e1ndola netamente de las obreras. La reina es ponedora de huevos, tiene mayor tama\u00f1o y mayor longevidad que las obreras. \u00c9stas, por el contrario, son est\u00e9riles y acometen las funciones de mantenimiento de la colmena. En humanos, hay una explosi\u00f3n de trabajos que relacionan la dieta, el deporte o el estr\u00e9s a cambios epigen\u00e9ticos lo que posibilita controlar la expresi\u00f3n de nuestros genes y poder modificar nuestro estado de salud\/enfermedad (Figura 4), [4, 5].<\/p>\n

El avance en las t\u00e9cnicas de biolog\u00eda molecular permite rastrear la carta de metilaci\u00f3n del genoma (metiloma) adulto que refleja el paso del tiempo del organismo, las arrugas de nuestro ADN. Estudios recientes muestran que el estado de metilaci\u00f3n de una selecci\u00f3n de sitios (CpG) espec\u00edficos indican el envejecimiento\/juventud (el \u201creloj biol\u00f3gico\u201d) de una persona con mayor exactitud que su edad cronol\u00f3gica [6]. Se observan sujetos con una \u201cedad biol\u00f3gica\u201d adelantada y otros con una \u201cedad biol\u00f3gica\u201d retrasada a la correspondiente por la fecha de nacimiento. El estudio del metiloma ofrece oportunidades de seguimiento y prevenci\u00f3n de patolog\u00edas ligadas al envejecimiento. A diferencia de la secuencia de bases del genoma establecida en la concepci\u00f3n, las modificaciones epigen\u00e9ticas son reversibles y las investigaciones se centran en establecer como se pueden modificar para obtener un organismo m\u00e1s saludable. En el futuro, cuando se conozcan con m\u00e1s detalle las marcas epigen\u00e9ticas y su relaci\u00f3n con el medio, son previsibles nuevas estrategias para abordar diferentes patolog\u00edas y el envejecimiento.\u00a0\u00a0<\/p>\n

Otro tema de debate que concierne la epigen\u00e9tica es la posibilidad de heredar los caracteres adquiridos formulada por Jean-Baptiste Lamarck en contraposici\u00f3n a la selecci\u00f3n natural postulada por Charles Darwin. Mientras que en las plantas la transmisi\u00f3n transgeneracional de caracteres adquiridos es un hecho relativamente frecuente, en animales est\u00e1 mucho menos establecido. Experimentos en ratones condicionados a tener una respuesta de estr\u00e9s ante olores comunes asociados a descargas el\u00e9ctricas han mostrado que dicha respuesta se transmite a las siguientes generaciones sin condicionamiento previo [7]. Varios estudios han analizado el efecto de la hambruna en algunas localidades de los Pa\u00edses Bajos o el efecto del trauma del holocausto e indican que las respuestas metab\u00f3licas o de estr\u00e9s alteradas se transmiten a las siguientes generaciones cuando ya ha desaparecido el factor desencadenante. No obstante, son necesarios estudios longitudinales m\u00e1s extensos para establecer la transmisi\u00f3n transgeneracional de caracteres adquiridos en humanos. La evoluci\u00f3n trata de prevenir que posibles experiencias delet\u00e9reas de los padres se impongan en la progenie. De hecho, justo despu\u00e9s de la fecundaci\u00f3n se produce un \u201cborrado\u201d de la metilaci\u00f3n del ADN de los gametos (\u00f3vulo y espermatozoide), para permitir la reprogramaci\u00f3n nuclear y comenzar el desarrollo de un nuevo ser.<\/p>\n

Referencias<\/u><\/p>\n

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  1. Smith<\/em> ZD, Hetzel S, Meissner A. DNA methylation in mammalian development and disease.<\/em> Nat Rev Genet<\/em>, 2025; 26 (1): 7-30. doi: 10.1038\/s41576-024-00760-8<\/li>\n
  2. Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell<\/em>. 2006; 126 (4): 663-676. doi: 10.1016\/j.cell.2006.07.024.<\/li>\n
  3. Kucharski R, Maleszka J, Foret S, Maleszka R. Nutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation. Science<\/em>. 2008; 319 (5871):1827-1830. doi:10.1126\/science.1153069.<\/li>\n
  4. Lorenzo PM, Izquierdo AG, Rodriguez-Camero G et al. Epigenetic effects of healthy foods and lifestyle habits from the Southern European Atlantic diet pattern: a narrative review.<\/em> Adv Nutr<\/em>. 2022; 13(5):1725-1747. doi: 10.1093\/advances\/nmac038.<\/li>\n
  5. Zheng X, Liu X, Guo Y et al. Physical exercise and epigenetic modifications in skeletal muscle, brain, and heart. Epigenetics Chromatin<\/em>. 2025; 18 (1): 12. doi: 10.1186\/s13072-025-00576-8.<\/li>\n
  6. Simms C. How ageing changes our genes – huge epigenetic atlas reveals how ageing changes our genes. Nature<\/em>. 2025; 645 (8080): 292-293. doi: 10.1038\/d41586-025-02735-z.<\/li>\n
  7. Dias BG, Ressler KJ. Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. Nat Neurosci<\/em>. 2014; 17 (1): 89-96. doi: 10.1038\/nn.3594.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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