Historia de la genética: resumen escrito por un profano, gentil y pagano
Lenin Fisher
En la historia de la genética,
desde Darwin y Mendel hasta el genoma humano existe un hilo conductor: el
método de la investigación científica, esa poderosa e invicta arma, que resuelve
o responde cualquier problema o pregunta.
Lamarck propuso, en el
siglo XVIII, la primera teoría de la evolución biológica, acuñó el término
“biología” y fundó la paleontología de los invertebrados. Las formas de vida no
habían sido creadas, ni permanecían inmutables, sino que habían evolucionado
desde formas simples. Darwin en el siglo XIX aportó que el origen de las
especies estaba relacionado con el proceso de la selección natural, en la lucha
por sobrevivir, preservando a las razas o seres más fuertes.
Mendel, el padre de la
genética, después de realizar seis experimentos con arvejas, entre 1856 y 1863
(Rooney, 2013), planteó las que llegaron a ser conocidas como leyes de la
genética mendeliana: 1) uniformidad de los híbridos de la primera generación.
2) Separación o disyunción de los alelos. 3) Independencia de los caracteres.
Publicó sus hallazgos en una revista de tercera categoría, en el año 1866, y
nadie reconoció la importancia de su trabajo, hasta que en el año 1900 redescubrieron
sus leyes fundamentales De Vries (holandés), Correns (alemán) y Tschermak-Seyseneg (austríaco).
Pearson también
contribuyó al rescate o redescubrimiento de las leyes de Mendel a través de sus
Contribuciones matemáticas a la teoría de la evolución (Wikipedia, 2019).
K. W. von Nageli observó el
citoblasto transitorio (después llamado cromosomas por Waldeyer) en células de
plantas; E. van Beneden lo hizo en áscaris y Flemming en células humanas
(llamando mitosis a la división celular con distribución de cromosomas en el
núcleo). Galton fue pionero en el estudio del genio y la herencia.
Morgan demostró, en
1910 que los cromosomas portaban genes y que algunos caracteres de la herencia
estaban ligados al sexo. De Vries hizo los estudios iniciales de
la mutación, que fueron continuados por Sturtevant y Müller. Fue así que, la
genética encontró distintos campos de aplicación: estudios de población (Fisher,
Haldane); inmunología (grupos sanguíneos); errores congénitos del metabolismo;
y genética molecular, con la identificación del ADN como organizador celular y
portador del material genético (Lederberg, Tatum), y la síntesis artificial del
ADN (Kornberg) y del ARN (Ochoa) (Herreman, 1987).
Hasta 1911 se entendió
adecuadamente el mecanismo que involucraba cromosomas y genes. Las primeras
investigaciones fueron hechas en la Universidad de Columbia y buscaron
identificar genes específicos para características particulares, en moscas de
frutas (Rooney, 2013).
La teoría de la herencia
fue desarrollada por Baur, Fisher y Lenz,en 1921. Morgan, en 1928, planteó la
teoría del gen. Fisher y Haldane desarrollaron la teoría de la evolución en
1930 (Herreman, 1987).
Fisher propuso en 1918 el
modelo conceptual genético en el que la variación o varianza continua de los
caracteres biológicos podían ser resultado de las leyes mendelianas. Fundó la
genética cuantitativa moderna y el método estadístico de la biometría; fundando
en consecuencia la genética biométrica. Además, junto a Wright y Haldane,
Fisher es fundador de la genética de poblaciones, que concilió la genética
biométrica y la genética mendeliana, o sea, el inicio de la síntesis evolutiva
moderna. El modelo geométrico de Fisher demostró como los efectos de las
mutaciones se distribuyen para servir a la adaptación evolutiva (Wikipedia,
2019).
Garrot describió la
alcaptonuria, el primer trastorno genético o error innato del metabolismo
conocido. Hunt Morgan demostró que los cromosomas portan genes. En 1953 Watson
y Crick publican sobre la estructura molecular de doble hélice del ADN (la
molécula más importante de un ser vivo). Las principales diferencias entre el
ADN y el ARN son: la presencia de la base nitrogenada de timina en el ADN y de
uracilo en el ARN; dos columnas de azúcar-fosfato (desoxirribosa y ácido
fosfórico del tipo AMP, ADP o ATP) en el ADN, mientras que en el ARN existe
solo una; y en consecuencia, la doble hélice en el ADN (con dos cadenas de
nucleótidos) y solamente una hélice en el ARN (con una cadena de nucleótidos). Co-autores
del descubrimiento de la estructura de bi-hélice del ADN son también
considerados Wilkins y Franklin (una mujer), quienes contribuyeron con la
aplicación de los rayos X y su difracción para la obtención de las imágenes que
desentrañaron el misterio.
La citogenética estudia
la estructura y propiedades de los cromosomas, su conducta en la división
celular somática, durante el crecimiento y desarrollo o mitosis, en la división
celular germinal, durante la meiosis o reproducción, su influencia en el
fenotipo y los factores que causan cambios cromosómicos.
El descubrimiento de los
cromosomas permitió conocer el cariotipo humano y sus desviaciones patológicas
(Herreman, 1987). En la década de 1950 la colchicina permitió detectar a los
cromosomas en metafase y las soluciones hipotónicas facilitaron ver a los
cromosomas extendidos. Fue en 1955 que Tjio (de origen indonesio) y Levan
(sueco) determinaron, en la Universidad de Lund, Suecia, el número exacto de
cromosomas diploides, en las células humanas: 46 (23 pares; o sea, 44 autosómicos y dos sexuales) y no 48 como se pensaba hasta
entonces. Además, se difundió el método de Moorehead, o cultivo de leucocitos
en sangre periférica.
Entre 1959 y 1960 se publicaron los primeros descubrimientos de anormalidades cromosómicas o síndromes que tomaron el nombre, o más bien el apellido en algunos casos, de sus descubridores, convirtiéndose en entidades epónimas, a saber: síndrome de Patau o trisomía 13 (47); y de Edwards o trisomía 18 (47). No se tornaron epónimos los síndromes de Down (par de cromosomas 21); Turner o monosomía X (45); Klinefelter o trisomía XXY (47); y leucemia mieloide crónica o cromosoma Philadelphia (t 9; 22).
Lejeune describió el
síndrome de Down; Ford, el de Turner; Jacobs (una mujer), describió el de
Klinefelter; y Nowell y Hungerford describieron el cromosoma Philadelpia. En
1966, el cultivo de células en el líquido amniótico, o análisis citológico del
mismo, permitió estudiar los cromosomas fetales. Así, la amniocentesis
realizada en el segundo trimestre del embarazo permitía analizar el cariotipo.
Posteriormente, los cromosomas se clasificaron en siete grupos, de acuerdo a la
convención de Denver (1960), revisada por las conferencias de Londres (1963) y Chicago
(1966): A (1, 2, 3), B (4, 5), C (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12), D (13, 14, 15), E (16,
17, 18), F (19, 20) y G (21, 22, Y). Teniendo en cuenta que los autosomas son
numerados desde los más grandes a los más pequeños, excepto, el cromosoma 21,
que es más pequeño que el 22. Kao propuso en 2008 una clasificación de los
cromosomas basada en el perfil de similitud de las bandas a lo largo del eje
medial.
En cuanto al cromosoma Philadelpia
(Ph) se ha considerado una traslocación recíproca (t 9; 22) (q34; q11) y su
relación con la estructura del gen Bcr-Abl, o sea, el oncogen homólogo de
leucemia viral Abelson Murine (también llamado ABL1), que conlleva a leucemia
mieloide crónica. En el caso del síndrome de Williams-Beuren se determinado su
localización (7q11.23) con un carácter hereditario autosómico dominante. Por
otro lado, las leucemias mielógena aguda y linfoblástica aguda presentan
anormalidades cromosómicas determinadas (trisomías, hiperdiploideas o hipodiploideas),
con localizaciones específicas, que influyen en el pronóstico favorable o
desfavorable y en la incidencia, desde 1-2% hasta 20-25%.
En 1982 se produjo
insulina por medio de ingeniería genética; hormona que había sido descubierta por
Banting y Best, en 1921 (Herreman, 1987).
En julio de 1996, Wilmut
y Campbell, del Instituto Roslin (Edimburgo, Escocia) logran clonar a una
oveja, es decir, obtener una réplica o copia de un ser vivo adulto, un animal, por
un método asexual, después de 277 intentos. La oveja Dolly (raza finés-Dorset,
con vida promedio de 11-12 años), y que vivió seis años (5-7-1996/14-2-2003) y
tuvo seis crías (parto simple, mellizos y trillizos), después de ser cruzada
con un macho Welsh-Mountain. Una célula donante, especializada y diferenciada
de glándula mamaria fue implantada en un óvulo, anuclear y no fecundado. A los
cinco años de edad sufrió de artritis; pero fue tratada exitosamente con fármacos
antinflamatorios. Sufrió una enfermedad pulmonar progresiva debido a la
infección del retrovirus JSDR causante de cáncer pulmonar Jaagsiekte, propio de
ovejas (Wikipedia, 2019).
A la larga, los estudios
en la Universidad de Columbia, en 1911, ayudaron a sentar las bases de lo que
muchos años después sería el mapa o genético y más tarde el proyecto del genoma
humano, iniciado en 1990. El mapeo genético codificado ha revelado cada vez más
cuáles genes son responsables de ciertas enfermedades, lo cual brinda la
esperanza de que en el futuro seamos capaces de corregir algunos genes que
producen trastornos serios y causan susceptibilidades a otros. Parece obvio que
la comprensión de la transmisión genética de algunas enfermedades puede ayudarnos
a curarlas o erradicarlas; pero los alcances de la herencia genética levanta
discusiones y preguntas éticas complejas (Rooney, 2013).
El 1 de octubre de 1990
se dio a conocer el Proyecto Genoma Humano, en Estados Unidos (impulsado por el
Instituto Nacional de Salud y el Departamento de Energía), con la participación
de varios países (Japón, China, Inglaterra, Canadá, Francia, Alemania e
Italia). Son precursores Charles De Lisi (biomédico estadounidense, que inició
las discusiones sobre las ventajas de secuenciar el genoma humano a gran escala)
y Renato Dubelco (virólogo italiano, que en 1986 argumentó que secuenciar el
genoma humano e identificar todos los genes codificados sería un método eficiente
para facilitar la investigación biomédica sobre el cáncer) Por su parte,
Francis Collins dirigió el equipo de trabajo en el Instituto Nacional de
Investigación del Genoma Humano.
En el año 2003 se da a
conocer el resultado del genoma humano: los 23 pares de cromosomas de una
célula humana tienen 20 mil genes (un resultado inesperado, como ha ocurrido
muchas veces en la ciencia, porque se creía que eran cien mil genes). El genoma
humano ha sido el avance más importante en la biomedicina por lo cual el factor
genético o predisposición genética, el carácter hereditario o la explicación de
muchas enfermedades o alteraciones congénitas ya puede ser estudiado con más exactitud.
A partir de tal hallazgo
se han detectado 75 genes relacionados con arritmias cardíacas y otros
trastornos cardiológicos; 39 genes vinculados a síndromes hereditarios de fallo
de la médula ósea; 84 genes relacionados con cáncer en ocho sistemas de órganos
(sistema nervioso incluyendo el cerebro, piel, sistema gastrointestinal,
glándulas mamarias y órganos ginecológicos, sistema genitourinario, sarcomas,
sistema hematológico y sistema endocrino); 207 genes vinculados a inmunodeficiencias
primarias; 288 genes útiles para estudios de portadores. El estudio de dichos
genes constituyen los llamados paneles: multi-cáncer, de arritmias, para
insuficiencia de la médula ósea.
Los avances de la
genética han permitido hacer muy precisas desde las pruebas de paternidad hasta
los perfiles genéticos de personas saludables para conocer los riesgos de
sufrir distintos tipos de cáncer en la próstata, colon-recto, glándula mamaria,
tiroides, estómago, ovario, riñón, útero y piel (melanoma), cardiomiopatías,
hipertensión arterial, hipercolesterolemias, aortopatías, etc.
El conocimiento del
genoma humano con 20 mil a 25 mil genes ha estimulado el surgimiento del
Proyecto Proteoma Humano (PPH) que involucra a equipos de 25 países, persigue descifrar
el funcionamiento, acción, secuencia de aminoácidos y plegamiento de cada una
de las proteínas humanas; todo lo cual está determinado por los genes que
conforman el genoma humano. En el proyecto del plegado del genoma humano
participan el laboratorio Bonneau de la Universidad de New York y el Instituto
de Biología de Sistemas, utilizando los softwares Rosetta. Su primera fase
transcurrió entre 2004 y 2006. Actualmente, está en su segunda fase (Wikipedia,
2019).
En el sistema de salud
pública de Nicaragua, específicamente en el Hospital Infantil Manuel de Jesús
Rivera (la Mascota), se hacen pruebas diagnósticas del cariotipo en sangre
total y periférica; y muy pronto se realizará el estudio del cariotipo de
médula ósea. Asimismo, en la unidad materno-fetal del Hospital de la Mujer
Bertha Calderón Roque, se hará la prueba de cariotipo en líquido amniótico.
Referencias
Herreman, R. (1987).
Historia de la medicina. México. Trillas.
Rooney, A. (2013). A
história da medicina: das primeiras curas aos milagres da medicina moderna. Sao
Paulo. M. Books.
Wikipedia: la
enciclopedia libre. (2019). Oveja Dolly. Internet
Wikipedia: la
enciclopedia libre. (2019). Proyecto Proteoma Humano. Internet
Wikipedia: la
enciclopedia libre. (2019). Ronald Fisher. Internet
Managua, Nicaragua, 28, 29 y 30 de agosto de 2019
Colegio Nicaragüense de Radiología (CNR)
