Els àcids nucleics, formats per cadenes de nucleòtids, són materials particularment nobles. Són seqüències lineals, cadenes moleculars com les proteïnes, portadores potencials de missatges. Són comparables, informàticament, a la conversa, la música i, en general, als nostres missatges escrits o enregistrats.
L’organització de la cèl·lula és tridimensional (i encara hi podríem afegir el temps com una quarta dimensió), però la manipulació de la informació en dues i tres dimensions és cosa difícil. En tenim proves en els passatemps (per això es diuen així!) dels mots encreuats (dues dimensions) o del cub de Rubik (tres dimensions). La mateixa dificultat es reflecteix en el maneig de la informació en l’àmbit biològic cel·lular i la solució adoptada ha acabat definint el mecanisme genètic i evolutiu. El nostre cervell s’ha deixat de representacions de major relleu simultani i treballa també generant el “fil del pensament”.
La informació biològica s’expressa en diferents llenguatges i es pot traduir d’un a l’altre. Passa dels àcids nucleics (desoxiribonucleics, DNA) dels nuclis i dels gens, als àcids ribonucleics (RNA), que són intermediaris i sotmesos a una probabilitat més gran d’alteració espontània, i d’aquests passa als enzims, els quals operen, com a catalitzadors, sobre substrats. Els ribosomes, dispersos per la cèl·lula, són elements intermediaris essencials en el pas de la informació del RNA a les cadenes peptídiques. Hi ha una jerarquia completa en l’organització de la cèl·lula i de la vida que no correspon estudiar ací, però que cal recordar; cal recordar-la perquè aquesta jerarquia és l’estructura que coneixem més propera al fonament de la vida i perquè és el model o el paradigma d’un estil de construcció i funcionament que retrobem, una i altra vegada, en altres escales en la biosfera i perquè la manipulació genètica afegeix noves possibilitats a la interacció entre home i natura.
Els portadors d’informació més persistents són els àcids nucleics, polinucleòtids fets a base d’unitats modulars anomenades nucleòtids.
Cada nucleòtid consisteix en un sucre, desoxiribosa (en el DNA) o ribosa (en el RNA), un fosfat i una base, ordinàriament adenina (A), guanina (G), citosina (C) o timina (T). Cada molècula d’àcid nucleic és formada per dues cadenes aparellades en forma de doble hèlix; en separar-se, cadascuna automàticament pot induir la reconstrucció d’una altra cadena complementària. Tot això comporta un complex sistema enzimàtic, reconstructor. Normalment la guanina d’una cadena senzilla s’aparella amb la citosina de la cadena complementària, i l’adenina ho fa amb la timina.
Les cadenes de DNA, que formen la “memòria dura” dels organismes, són molt llargues i tenen una organització característica que en facilita el maneig. El RNA d’un bacteri molt estudiat (Escherichia) és un filament que consta d’uns tres milions de parells de nucleòtids; el DNA de l’home és mil vegades més llarg, i si pensem que al llarg de l’eix de la doble hèlix la distància entre dos nucleòtids successius ve a ser d’un terç de nanòmetre, el filament total del DNA humà fa ben bé un metre de llargada, i està repartit entre els 23 cromosomes de cada joc haploide. En els cromosomes, els filaments de DNA estan repetits, organitzats i replegats de manera diversa, per encabir-se en formacions microscòpiques de pocs micròmetres de llargada, allotjades dintre de nuclis cel·lulars que, ordinàriament, no fan més enllà de 5 mm de diàmetre.
Si d’un codi amb quatre símbols (àcids nucleics) s’ha de passar a un codi d’una vintena de símbols (aminoàcids), cal usar-ne tres dels primers per a especificar cadascun dels segons. Com que cal un grupet de tres bases seguides per a codificar un aminoàcid, de cada tres nucleòtids que fan un triplet se’n diu un codó. Tres mil milions de parells de nucleòtids, que és la quantitat aproximada que es troba en els mamífers i en l’home, basten per a especificar almenys 750 milions d’aminoàcids i un bon milió de menes de proteïnes de les grosses. Però sembla que la xifra real de proteïnes necessàries i realment sintetitzades és inferior a la desena part d’aquella. El DNA també conté signes de puntuació, instruccions diverses, moltes seccions inactives i fins i tot virus; ve a ser com les memòries posades en un ordinador que s’han estat usant durant molt temps. El cromosoma és una estructura molt complexa, amb una considerable fracció d’informació dorment.
Els àcids nucleics són molt resistents, i tenen una taxa limitada de renovació. Les cadenes de DNA informen cadenes de RNA més breus, més renovables i més subjectes a canvis accidentals; aquestes serveixen de patró per als enzims, i els enzims manipulen els substrats que són molècules amb una taxa de renovació elevada i que solen implicar, relativament, més energia. Aquest conjunt ofereix la imatge típica d’una mena de relacions que es troben en diferents situacions naturals: les cascades oposades d’energia i informació es reconeixen al llarg de les cadenes tròfiques dels ecosistemes, dels productors primaris (vegetals) als carnívors, i també en la tecnologia de la nostra civilització.
Els mecanismes genètics i l’expressió de la informació genètica en el desenvolupament han d’explicar el funcionament i l’evolució de la biosfera. L’interès en la conservació de les espècies i de la diversitat biòtica s’ha de referir als respectius genotips. També és important anticipar els resultats esperables de la manipulació genètica que ara és possible. La major incidència de l’home no està en el seu poder per a provar més canvis de tipus mutacional, perquè la naturalesa ha tingut i té prou lleure per a anar-los assajant, i de fet l’evolució hauria pogut anar més ràpida si no fos per les condicions de selecció. La importància de l’enginyeria genètica rau més aviat a poder realitzar in vitro una seqüència o una combinació de canvis que tindrien molt poca probabilitat de succeir-se en la naturalesa lliure, especialment si alguna forma de transició fos de dubtosa o baixa viabilitat. Així com la cultura ha estat assimilada perquè augmenta la possible velocitat d’evolució, igualment l’enginyeria genètica, en la mesura que puguin accelerar l’assimilació de canvis complexos (o altrament impossibles) pot acabar essent un mecanisme acceptable en l’evolució global del planeta.