Metilación del ADN

La metilación del ADN es una modificación química del material genético. Forma parte de la epigenética, es decir, de los mecanismos que controlan cómo funcionan los genes sin cambiar su información.

Consiste en añadir un pequeño grupo químico, el metilo (un átomo de carbono y tres de hidrógeno), a la citosina, una de las cuatro bases que forman el ADN junto con la adenina (A), la guanina (G) y la timina (T). Estas marcas influyen en la cromatina —la estructura en la que el ADN está empaquetado con proteínas—, haciendo que esté más compacta o más abierta.

Cuando la cromatina se compacta, los genes de esa región se vuelven menos accesibles y tienden a “apagarse”. Este es el efecto más común de la metilación: silenciar genes que no deben estar activos en ese momento o en ese tipo celular. Por el contrario, cuando las marcas desaparecen, la cromatina se relaja y la maquinaria celular puede leer con mayor facilidad el gen correspondiente.

Aunque en la mayoría de los casos la metilación está asociada al silenciamiento, sus efectos pueden variar según la región del genoma en la que se produzca.

Poniendo la analogía del libro de instrucciones, sin cambiar el contenido del libro (es decir, la secuencia génica), la metilación del ADN funciona como añadir un subrayado o notas al margen en ciertas páginas. Estas marcas no modifican el texto original, pero sí influyen en cómo se leen las instrucciones.

La metilación del ADN sucede de manera natural en las células y es esencial para el desarrollo: gracias a él, células con la misma información genética pueden especializarse y cumplir funciones diferentes, como formar músculo, piel o neuronas.

Funciones clave de la metilación del ADN

• Controlar la actividad de los genes: ayuda a “encender” o “apagar” genes según las necesidades de la célula. Por ejemplo, durante el desarrollo embrionario, la metilación del ADN “apaga” genes que solo se necesitan en etapas tempranas (al inicio del desarrollo) para que no se expresen más adelante, cuando podrían interferir con el desarrollo normal de órganos y tejidos. En el sistema inmunitario, la metilación regula la activación de genes en células como los linfocitos, permitiéndoles responder y defender al organismo frente a infecciones.
• Dar identidad a las células: permite que cada tipo celular cumpla su función específica. Aunque una célula muscular y una célula de la piel tengan el mismo ADN, la metilación “indica” qué genes se activan en cada una. En la piel, se activan genes que producen queratina, mientras que en el músculo se activan genes que permiten la contracción.
• Mantener el ADN estable: la metilación ayuda a conservar la integridad del genoma. Por un lado, mantiene silenciadas secuencias repetitivas como los transposones, que pueden causar daños si se activan. Por otro, contribuye a evitar recombinaciones o activaciones indebidas que pondrían en riesgo la estabilidad del ADN, algo especialmente importante para prevenir alteraciones relacionadas con el cáncer.
• Regular la herencia especial de algunos genes (impronta genómica). Normalmente, todos tenemos dos copias de cada gen: una heredada del padre y otra de la madre. En la mayoría de casos, ambas copias están activas. Sin embargo, en algunos genes solo una de las dos copias del gen debe estar activa, y la otra permanece silenciada gracias a la metilación. Esto se llama impronta genómica. Este mecanismo asegura que ciertos genes funcionen en la dosis adecuada; si se rompe este equilibrio, pueden aparecer trastornos del crecimiento o enfermedades poco frecuentes, como el síndrome de Prader-Willi o el síndrome de Angelman, que dependen de qué copia quede inactivada, si la materna o la paterna.

¿Cómo influye en la salud?

La metilación del ADN es necesaria para el desarrollo y el buen funcionamiento del organismo. Forma parte de procesos normales, como la diferenciación celular o la adaptación al entorno. Sin embargo, cuando estos patrones de metilación se alteran de manera inapropiada, pueden favorecer la aparición de distintas enfermedades:

• Cáncer: la metilación puede impedir que un gen causante de tumores se active, previniendo el cáncer. Sin embargo, también se puede producir la metilación de los genes supresores de tumores, lo que hace que estos genes protectores se silencien, y puede provocar cáncer.
• Problemas neurológicos: ciertos trastornos del desarrollo están vinculados con fallos en el proceso de metilación del ADN. Por ejemplo, en el síndrome de Rett, una alteración en el gen MECP2 impide regular bien la metilación. Como consecuencia, el cerebro no se desarrolla de manera adecuada.
• Diabetes y enfermedades cardiovasculares: algunas personas con diabetes tipo 2 presentan cambios en la metilación de genes que regulan la producción y el uso de la insulina. En la aterosclerosis (acumulación de placas en las arterias) la metilación alterada favorece la inflamación y endurecimiento de los vasos sanguíneos, dando lugar a enfermedades cardiovasculares.
• Envejecimiento: los cambios en la metilación a lo largo de la vida se utilizan incluso como “reloj biológico” para estimar la edad celular.

Factores externos que alteran la metilación del ADN

La metilación del ADN no depende solo de la genética heredada: también está modulada por factores externos como la alimentación, la actividad física, la exposición a contaminantes, el consumo de tabaco o el estrés. Estos estímulos pueden modificar la metilación de manera que, en algunos casos, ayudan a la célula a adaptarse (por ejemplo, activando genes que favorecen la desintoxicación), mientras que en otros pueden favorecer desequilibrios asociados a enfermedades.

Por ejemplo, una dieta equilibrada con nutrientes como el ácido fólico y las vitaminas del grupo B es importante, pero su exceso también puede alterar la metilación. Del mismo modo, el ejercicio regular induce cambios que mejoran la función de ciertos genes, mientras que el estrés crónico puede dejar huellas persistentes en los genes que regulan la respuesta hormonal. Por eso se dice que nuestros hábitos de vida pueden “dejar marca” en el ADN, no cambiando su secuencia, sino modulando cómo se expresa.