La neurona es la célula base de nuestro sistema nervioso central, aunque no son las únicas células del mismo. Su principal función es la recepción de estímulos y conducción del impulso nervioso, en forma de potencial de acción mediante la excitabilidad eléctrica de su membrana plasmática.
Las neuronas presentan una morfología típica: un cuerpo celular, también llamado soma o pericarion central, varias prolongaciones ramificadas cortas llamadas dendritas que transmiten impulsos hacia el soma celular y una prolongación larga, denominada cilindroeje o axón que conduce los impulsos desde el cuerpo celular hacia otra neurona u órgano diana. Las neuronas son altamente diferenciadas, y la mayoría no se dividen una vez han alcanzado la madurez, aunque una minoría sí lo hace.
Fue Ramón y Cajal a finales del siglo XIX quién no sólo describió las neuronas como elementos funcionales del sistema nervioso, sino que estableció la “doctrina de la neurona”, modela aceptado en neurofisiología. El Nobel español propuso que las neuronas actuaban como entidades que establecían una red mediante conexiones especializadas (espacios que fueron llamados sinapsis). Ramón y Cajal no solo postuló este principio, sino que también definió una «ley de la polarización dinámica» que propugna la transmisión unidireccional de información (esto es, en un sólo sentido, de las dendritas hacia los axones). Aunque en general esto es así, investigaciones más recientes han concluido que esta ley direccional no siempre se cumple.
Obviamente, las neuronas son células eucariotas (es decir que tienen un núcleo celular separado del citoplasma, compartimentado por membranas). En este núcleo está contenido el material hereditario, que incluye las moléculas de doble hélice de ácido desoxirribonucleico (ADN) que en el momento de la división celular se organizan en cromosomas. El ADN de todo organismo vivo contiene las instrucciones genéticas precisas para el funcionamiento de todos los organismos vivos y es el responsable de la transmisión hereditaria. Es decir, el ADN es una forma compleja de almacenamiento de la información a largo plazo, y sus segmentos son los genes, que contienen las “normas” o “instrucciones” para construir otros componentes celulares, como las proteínas.
Sabemos que el ADN de todo ser vivo es una estructura que no existe como molécula individual, sino como una pareja de moléculas estrechamente asociadas. Las dos cadenas de ADN se enroscan sobre sí mismas formando una doble hélice (como en una especie de escalera de caracol).
Este modelo fue propuesto en 1953 por James Watson y Francis Crick tras obtener una imagen de la estructura de doble hélice gracias a la refracción por rayos X hecha por la química Rosalind Franklin. Cada una de esas cadenas ha sido heredada por el organismo de uno de sus progenitores.
En resumen, las células de nuestro cuerpo – y por tanto las neuronas. contienen ADN, una de las cadenas ha sido heredada de nuestra madre y la otra de nuestro padre.
Cómo en la antipática pregunta que en ocasiones se les hace a los niños: ¿A quién quieres más, a papá o a mamá? Con la que habitualmente se obtiene la respuesta infantil de “a los dos igual”, se había pensado durante mucho tiempo que cada copia -la materna y la paterna- es tratada de la misma manera.
Sin embargo, un estudio reciente liderado por el Dr. Gregg de la Utah School of Medicine demuestra que las células del cerebro pueden activar una copia con preferencia sobre la otra. Este hallazgo contraviene los principios básicos de la genética clásica y abre una vía de investigación prometedora para entender la génesis de algunos trastornos cerebrales.
En el trabajo se explica qué en los cerebros de ratones recién nacidos, esta desigualdad parece ser lo normal. El 85% de los genes del núcleo dorsal del rafe (donde se secreta serotonina) se activan de forma diferencial en sus copias genéticas materna y paterna. Con el paso del tiempo, cuando el cerebro de este mamífero llega a su etapa juvenil, ambas copias se activas por igual, salvo en el 10% de los genes.
Los científicos autores del trabajo explican que esta disparidad también tiene lugar en otras zonas corporales, entre ellas el hígado y el músculo estriado. Y no solo ocurre en los ratones de laboratorio, sino también en los seres humanos.
Asimismo, el Dr. Gregg enfatiza que este hallazgo puede ayudar en la comprensión de los trastornos cerebrales. Explica que todavía está por determinar el auténtico significado para la salud de este desequilibrio en la expresión genética, aunque los resultados preliminares sugieren que sería una forma en que se expresara la vulnerabilidad a padecer una enfermedad o un trastorno. Normalmente si tenemos (y se expresan) dos copias de un gen este hecho actuaría como protección en el caso de que uno sea defectuoso. Si por el contrario, la que se activa y expresa es una copia genética con una mutación y se silencia la copia sana (aunque sea de forma temporal) este hecho podría ser lo suficientemente disruptivo como para causar problemas en la síntesis proteica, en la síntesis de neurotransmisores o en la transmisión del impulso nervioso en algunas neuronas específicas.
ROSALIND FRANKLIN, mujer y científica con casi dos Nobel
Rosalind Elsie Franklin (1920-1958) fue una química inglesa, responsable de importantes contribuciones a la comprensión de la estructura del ADN. Su trabajo fue determinante en los avances de la genética.
Rosalind fue una joven excepcionalmente inteligente, nacida en el seno de una familia inglesa de religión judía. A los 18 años fue admitida en la universidad, estudiando ciencias en el Newnham College (un college para mujeres en la Universidad de Cambridge, fundado en 1871, siendo el segundo en admitir mujeres) donde se graduó en 1941. Ganó una beca universitaria en el laboratorio de fisicoquímica, y en 1942 inició sus trabajos para la Asociación Británica para la Investigación del Carbón, que le ayudó a obtener su doctorado en 1945.
En 1947 se traslada a París como investigadora postdoctoral bajo la supervisión de Jacques Mering en el Laboratorio Central de Servicios Químicos, donde se convirtió en una consumada cristalógrafa de rayos X. Se unió al King’s College de Londres en 1951, pero se vio obligada a mudarse al Birkbeck College pasados únicamente dos años, debido a desacuerdos con su director John Randall y a su colega Maurice Wilkins.
Franklin tomó las imágenes de ADN por difracción de rayos X durante su estancia en el King’s College, en Londres. Estas imágenes, que sugerían una estructura helicoidal y que permitieron generar inferencias sobre detalles claves acerca del ADN, fueron mostradas por Wilkins a Watson, y según Francis Crick, la investigación y datos obtenidos por ella fueron clave para la determinación del modelo de Watson y Crick de la doble hélice del ADN en 1953.
El trabajo de Rosalind fue el tercero en publicarse, en una serie de tres artículos sobre el ADN en la revista Nature, el primero de los cuales fue el de Watson y Crick. Watson, Crick y Wilkins compartieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1962, pero Rosalind ya había fallecido en esa fecha (el Nobel se otorga a personas vivas) con lo que no sabemos si lo hubiera compartido o hubiera sido injustamente olvidada.
Una vez concluido su trabajo en el ADN, con su propio equipo en Birkbeck College, Franklin dirigió investigaciones acerca de las estructuras moleculares de los virus, que llevó a descubrimientos nunca antes vistos. Dentro de los virus que estudió se incluyen el virus de la polio y el virus del mosaico del tabaco. Continuando su investigación, su compañero de equipo Aaron Klug ganó el Premio Nobel de Química en 1982, y es plausible que si ella hubiera estado viva en esa fecha también lo hubiera recibido.
A Rosalind Franklin los reconocimientos le llegaron de forma póstuma. Entre otros, la Universidad Chicago Medical School, en 2004 fue rebautizada con su nombre.
