HISTORIA DE LA GENÉTICA: RESUMEN ESCRITO POR UN PROFANO, GENTIL Y PAGANO

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)