Blade runner y el ayuste alternativo de ARN

BladeRunner-Eye-1920x1080

Blade runner se estrenó en los cines estadounidenses el 25 de junio de 1982, llegando a España el 21 de agosto del mismo año. La versión que aquí se estrenó presentaba diferencias respecto a la proyectada en las salas de EE.UU.; en concreto, tenía un mayor número de escenas de acción violentas. Esa menor violencia de la versión inicial, algún que otro desnudo y varias blasfemias fueron aún más diluidos en la versión estadounidense para televisión.

En el párrafo anterior he hablado de tres versiones de Blade Runner, pero lo cierto es que hubo unas cuantas más: un total de siete (ocho si consideramos una supuesta versión de casi cuatro horas que Ridley Scott mostró al personal del estudio). Estas diferentes versiones se crean a partir de un montaje distinto de las tomas grabadas durante el rodaje de la película. Por ejemplo, esta escena del sueño de Deckard con el unicornio no aparece en la versión de 1982.

Durante la fase de montaje se seleccionan las escenas y tomas que formarán parte de cada versión de la película y se enlazan según la idea plasmada en el guión, así como las ideas de director y montador. En este proceso, como resulta obvio, se descartan multitud de planos. Cuando se trabajaba con película de celuloide como soporte (y no en formato digital, como es ahora habitual) para realizar este montaje se cortaban y empalmaban literalmente fragmentos de celuloide.

Sergei Eisenstein (1898-1948), director de cine ruso y pionero del montaje cinematográfico.
Sergei Eisenstein (1898-1948), director de cine ruso y pionero del montaje cinematográfico.

Si has llegado hasta aquí puede que te preguntes qué tiene que ver todo esto con el ARN o la genética. A ello vamos.

El montaje de la película

La palabra ayuste es un término marinero que hace referencia a la unión o empalme de dos o más cabos para formar una única soga. La biología ha adoptado este término para traducir la palabra inglesa splicing, más habitual en la literatura científica (de hecho, la mayoría de biólogos consultados nunca habían oído la palabra ayuste, sólo splicing). Veamos en qué consiste.

Y empecemos por algo muy básico: recordar qué es un gen. Un gen no es más que una secuencia de nucleótidos que almacena en el ADN la información necesaria para fabricar una proteína (entre otras cosas). Cuando la célula necesita una determinada proteína, el gen asociado se transcribe a una secuencia de ARN y esta, a su vez, se traduce a proteína.

Dogma central de la biología molecular (fuente)

Pero en el gen original hay una serie de fragmentos, denominados intrones, que se van a eliminar de la secuencia de ARN que dará lugar a la proteína. Las subsecuencias que sí se traducirán se denominan exones. La eliminación de intrones y posterior empalme tiene lugar en una secuencia intermedia de ARN. En la siguiente figura se muestra este proceso:

splicing

En una primera traducción todo el gen se transcribe a una versión previa del ARN (pre-ARNm), incluyendo exones e intrones. Posteriormente, en el proceso denominado ayuste o empalme (en inglés, splicing) todos los intrones se eliminan y se empalman los exones, dando lugar al ARN que se traducirá a una proteína en el citoplasma. Para hacernos una idea de las dimensiones de intrones y exones, un gen humano promedio tendría una media de 9 exones, cuyas longitudes medias serían 20 veces menores que la de los intrones. Dicho de otra forma, la inmensa mayoría de un gen no sería codificante.

En cierto modo, el ayuste de ARN sería semejante a la selección de escenas y tomas concretas de un rodaje para crear una película en su versión para las salas, eliminando el resto de material y cortando y empalmando las tomas elegidas. Si este proceso se siguiera tal y como se acaba de explicar, al final terminaría con una única versión de la «película» (lo cual sería una desgracia en el caso de Blade runner). Pero no se vayan todavía, que aún hay más…

Varias versiones de la misma película…

La calcitonina es una proteína pequeña, de sólo 32 aminoácidos, que únicamente se expresa en las células de la tiroides y que reduce la cantidad de calcio en sangre. Por otro lado, la proteína CGRP está formada por 37 aminoácidos, sólo se fabrica en neuronas y actúa como vasodilatadora y en la transmisión del dolor. En principio, podríamos pensar que estas dos proteínas no tienen nada en común y que se encuentran codificadas en genes distintos. Pero en 1981 se descubrió que ambas derivaban del mismo gen.

Imagen adaptada de esta presentación.
Imagen adaptada de esta presentación.

El gen del que derivan ambas proteínas se compone de 6 exones que se distribuyen de distinta forma según se exprese para fabricar calcitonina (exones 1-4) o CGRP (1-3,5-6) en tiroides o neuronas, respectivamente. Este es el primer caso conocido en eucariotas de ayuste o empalme alternativo (alternative splicing), con el que se consiguen distintas proteínas (denominadas isoformos) a partir de un mismo gen. Además de eliminarse los intrones, los exones se incluyen o no según la proteína requerida. Sí, es como montar varias versiones de una película a partir del mismo conjunto de escenas obtenidas en un rodaje.

Gracias a este mecanismo aumenta la diversidad de proteínas que fabrica un organismo vivo. Por ejemplo, el gen Dscam de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) tiene el récord de exones: se compone de 95 exones con los que podría generar, en teoría, 38.016 proteínas distintas. Se afirma que los seres humanos podríamos fabricar unas 100.000 proteínas funcionales a partir de unos 20.000 genes (aunque este número de proteínas no es más que una estimación sin evidencia alguna). Esta capacidad de construir varias proteínas a partir de un solo gen explicaría parte de la complejidad humana. O eso creíamos hasta ahora…

…pero no todas las versiones llegan a los cines

La mayoría de información sobre variantes derivadas de ayuste alternativo se obtiene mediante análisis directo del ARN, utilizando técnicas de secuenciación de ARN como el RNA-seq, ya que la secuenciación de proteínas es más compleja. Y se suponía que la mayoría de transcripciones de ARN del ayuste alternativo se acabarían convirtiendo en las correspondientes proteínas. Ello ayudaba a explicar la complejidad humana: a partir de pocos genes pueden construirse muchas proteínas.

Sin embargo, recientes avances en espectroscopía de masas aplicada a la secuenciación proteica nos indican la diversidad de proteínas no es tan grande como se pensaba. En un análisis reciente de las bases de datos de proteínas, se observó que el 99% de las proteínas descubiertas estaban asociadas a una única transcripción de los genes implicados. Dicho de otra forma, parece ser que en la inmensa mayoría de los genes codificante sólo una de las variantes isomórficas de las muchas secuencias de ARN del ayuste alternativo, repito, sólo una, llega a traducirse a proteína (este análisis recibió algunas críticas, que recibieron una réplica posterior de los autores). En esta comparación con el montaje de Blade Runner diríamos que, aunque existen 7 versiones de esta película, sólo hemos podido ver una de ellas en las salas de cine.

El debate sobre el ayuste alternativo y el número de proteínas isoformas funcionales sigue abierto, así como su influencia en la complejidad humana. Mientras tanto, si no habéis visto aún Blade runner os aconsejo que disfrutéis de su último montaje (The final cut). Y si la habéis visto ya, echadle un vistazo a este vídeo que muestra (con destripes) las diferencias entre las tres versiones principales.

Más información


Naukas