La transcriptasa inversa, una enzima destructora de paradigmas
La transcriptasa inversa es una enzima que sintetiza ADN utilizando ARN como plantilla. Su descubrimiento en 1970, por separado por Howard Temin y David Baltimore, fue recibido inicialmente con mucho escepticismo. Después de todo, el dogma central de la biología molecular, ya consagrado en los libros de texto de la época, sostenía que la información fluía del ADN al ARN y a las proteínas. La idea de que el ADN pudiera ser codificado por ARN requería repensar una larga lista de nociones firmemente arraigadas. Sin embargo, la oposición a la idea se desmoronó rápidamente, ya que los resultados fueron rápidamente replicados por otros. La enzima pasó de ser un fenómeno que rompe paradigmas a un elemento estándar en el conjunto de herramientas de biología molecular en un tiempo récord. Se volvió invaluable para crear sondas de ADN complementarias al ARN mensajero, por ejemplo.
El día en que anunciaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1975 fue de gran regocijo en el Laboratorio de Virología Tumoral del Instituto Salk. Baltimore y Temin recibieron el premio por su descubrimiento de la transcriptasa inversa junto con el ex mentor de Temin, Renato Dulbecco, quien inventó las técnicas que llevaron al descubrimiento. Dulbecco era miembro del Laboratorio de Virología Tumoral en ese momento, y Baltimore era un ex alumno. El ex postdoctorado de Baltimore, Hung Fan (mi asesor de tesis) y la incomparable Marguerite Vogt, colaboradora de Dulbecco desde hace mucho tiempo, también ocuparon puestos en el laboratorio. La pausa habitual de las 4:00 p. y fiesta del queso, coronada con una llamada de felicitación a Baltimore.
La transcriptasa inversa se encontró primero en los retrovirus, que tienen un genoma de ARN que se transcribe en el ADN y se integra en el genoma del huésped. Una vez integrado, utiliza el maquinaria celular normal para su expresión. Tal integración puede tener resultados devastadores, causando mutaciones somáticas y en ocasiones cáncer. El VIH, el virus que causa el SIDA, es un retrovirus.
Para 1975, ya estaba claro que muchos ver los tebrados tenían retrovirus endógenos que se heredaban verticalmente; esencialmente, se habían convertido en parte del organismo. Además, resultó que los genomas eucarióticos estaban plagados de «retrotransposones», elementos genéticos que codifican una transcriptasa inversa que permite que las secuencias se muevan dentro del genoma y amplifiquen su presencia. Más del 40% del genoma humano está formado por retrotransposones o restos defectuosos de los mismos. Los «intrones del grupo II» móviles que codifican una actividad de transcriptasa inversa interrumpen los genes conservados en mitocondrias, cloroplastos y bacterias.
La existencia de la transcriptasa inversa ha causado un daño considerable a la idea del ADN como un almacén sacrosanto de información genética que se transmite intacta de generación en generación. Obviamente, se debe ejercer un control estricto sobre la actividad de la transcriptasa inversa en células individuales para evitar que el genoma sea alterado irreversiblemente a corto plazo. Al mismo tiempo, las secuencias de transcripción inversa deben considerarse fuentes de diversidad genética a escala evolutiva. Más allá de eso, el uso de ARN como un precursor genético del ADN apunta a un posible «mundo del ARN» en el que la vida era muy diferente de lo que es hoy.