¿Cuánto mide el ADN de una célula estirado?

Dos metros en una centésima de milímetro

El número sale de multiplicar dos cosas: cuántos pares de bases tiene el ADN y cuánto mide cada par. El genoma humano de referencia tiene 3088 millones de pares de bases por juego de cromosomas, y casi todas las células tienen dos juegos, uno de la madre y otro del padre. En 2019, un equipo de la Universidad de Bolonia sumó cromosoma por cromosoma y llegó a 6270 millones de pares en una célula de hombre y 6370 millones en una de mujer, que tiene dos X en lugar de una X y una Y mucho más chica. Pasado a longitud, eso da 205 cm y 208 cm.^[1]

Ese ADN no está estirado: está en el núcleo, una bolsa de unos 10 micrómetros de diámetro, una centésima de milímetro.^[6] Es una proporción de 200.000 a 1. Para verla a escala humana: si el núcleo fuera una pelota de fútbol de 22 cm, el ADN de adentro sería un hilo de 44 kilómetros, la distancia de una maratón y un poco más.

Entra porque está enrollado en varios niveles. El primero es el nucleosoma: un carrete de ocho proteínas llamadas histonas al que se le enroscan 146 pares de bases, unos 50 nanómetros de hilo.^[3] La imagen de arriba, tomada con microscopio electrónico, muestra ese primer nivel: el ADN como el hilo de un collar y los nucleosomas como cuentas. Esa cadena se pliega a su vez en fibras y bucles, y en el momento de dividirse la célula se compacta todavía más hasta formar los cromosomas en forma de X de los libros.

De una célula al cuerpo entero

Con 2 metros por célula, la tentación es multiplicar por el número de células del cuerpo. Pero hay una trampa: la mayoría de nuestras células no tienen ADN. Según el recuento de Ron Milo y su equipo en el Instituto Weizmann, un hombre de referencia de 70 kg tiene unos 30 billones de células, y cerca del 90 % son glóbulos rojos y plaquetas, que no tienen núcleo. Las células con núcleo son unos 3 billones.^[2]

El resultado: unos 6000 millones de kilómetros, algo más que la distancia media del Sol a Plutón, que es de 5900 millones de kilómetros.^[5] Dicho de otra manera, alcanzaría para ir de la Tierra al Sol y volver unas 20 veces.

Cómo lo sabemos

El largo por célula no se midió con una regla: se calcula, y cada factor tiene su propia medición detrás. El número de pares de bases viene de la secuenciación del genoma: el ensamblado de referencia GRCh38 lista, letra por letra, cada cromosoma. El grupo de Allison Piovesan y Lorenza Vitale sumó esos largos para los 22 cromosomas comunes más el X y el Y, y multiplicó por dos para tener la célula diploide.^[1] La distancia entre un par de bases y el siguiente viene de la cristalografía de rayos X: los patrones de difracción de Rosalind Franklin mostraron en 1953 una repetición cada 34 ángstroms, que en el modelo de la doble hélice corresponde a una vuelta de unos diez pares, y mediciones posteriores del ADN en solución ajustaron el valor a entre 0,33 y 0,34 nanómetros por par. Por eso las cifras publicadas bailan entre 2,0 y 2,1 metros: dependen de qué valor se use, y del tramo del genoma que todavía no estaba secuenciado.

El número de células es la parte más incierta. Milo y sus colegas no contaron células una por una: estimaron cada tejido por separado a partir del volumen de sangre, el conteo de glóbulos rojos por microlitro, la masa de cada órgano y el tamaño típico de sus células.^[2] Para el total dan un margen de pocos por ciento, pero la parte con núcleo es más gruesa. Además, no todas las células con núcleo tienen exactamente dos juegos de cromosomas: algunas células del hígado tienen cuatro u ocho, las fibras musculares tienen muchos núcleos, y una célula que se está por dividir tiene su ADN duplicado. Por eso los 6000 millones de kilómetros son un orden de magnitud, no una medida: el valor real puede estar un poco más arriba o más abajo.

Lo que se suele decir mal

“El ADN de tu cuerpo va y vuelve al Sol cientos de veces.” Circula en muchas versiones, y casi todas multiplican 2 metros por todas las células del cuerpo, incluidas las que no tienen ADN. Con los 30 billones de células totales la cuenta da unos 61.500 millones de kilómetros, diez veces más de lo razonable. Con los “100 billones de células” que se repetían antes, da unos 205.000 millones de kilómetros, casi 700 idas y vueltas al Sol. El problema de fondo es que el número de células humanas que circulaba iba de 10¹² a 10¹⁶ y se citaba sin fuente, hasta que en 2013 un equipo de Bolonia hizo el primer recuento órgano por órgano.^[4] La cifra honesta es más modesta y sigue siendo enorme: unas 20 idas y vueltas.

“También cuenta el ADN de las mitocondrias.” Existe, pero es insignificante para el largo: el ADN mitocondrial tiene 16.569 pares de bases, unas 5 milésimas de milímetro por copia.^[1] Aun con miles de copias por célula, no suma ni un centímetro a los dos metros del núcleo.