Genoma
Humano
Indice
2. Función de los
genes: el ADN y el código de la vida
6. Ligamiento
genético y mapa genético
El Genoma
Humano es el número total de cromosomas
del cuerpo. Los cromosomas contienen aproximadamente 80.000
genes, los responsables de la herencia. La
información contenida en los genes ha sido decodificada
y permite a la ciencia
conocer mediante tests genéticos, qué enfermedades podrá
sufrir una persona en su
vida. También con ese conocimiento
se podrán tratar enfermedades hasta ahora incurables.
Pero el
conocimiento del código de un genoma abre las
puertas para nuevos conflictos
ético-morales, por ejemplo, seleccionar que bebes van a
nacer, o clonar seres por su perfección. Esto
atentaría contra la diversidad biológica y
reinstalaría entre otras la cultura de
una raza superior, dejando marginados a los demás.
Quienes tengan desventaja genética quedarían
excluidos de los trabajos, compañías de seguro, seguro
social, etc. similar a la discriminación que existe en
los trabajos con las mujeres respecto del embarazo y
los hijos.
Un genoma es el número total de cromosomas, o sea
todo el DNA (ácido desoxirribonucleico) de un organismo,
incluido sus genes, los cuales llevan la información
para la elaboración de todas las proteínas
requeridas por el organismo, y las que determinan el aspecto,
el funcionamiento, el metabolismo,
la resistencia a
infecciones y otras enfermedades, y también algunos de
sus procederes.
En otras
palabras, es el código que hace que seamos como somos.
Un gen es la unidad física, funcional y fundamental de
la herencia. Es una secuencia de nucleótidos ordenada y
ubicada en una posición especial de un cromosoma. Un gen
contiene el código específico de un producto
funcional.
El DNA es
la molécula que contiene el código de la
información genética. Es una molécula con
una doble hebra que se mantienen juntas por uniones
lábiles entre pares de bases de nucleótidos. Los
nucleótidos contienen las bases Adenina(A), guanina (G),
citosina (C) y timina (T).
La
importancia de conocer acabadamente el genoma es que todas las
enfermedades tienen un componente genético, tanto las
hereditarias como las resultantes de respuestas corporales al
medio
ambiente.
El
Proyecto Genoma
Humano es una investigación internacional que busca
seleccionar un modelo de
organismo humano por medio del mapeo de la secuencia de su DNA.
Se inició oficialmente en 1990 como un programa de
quince años con el que se pretendía registrar los
80.000 genes que codifican la información necesaria para
construir y mantener la vida. Los rápidos avances
tecnológicos han acelerado los tiempos
esperándose que se termine la investigación
completa en el 2003.
Cuando
faltan sólo tres años (2003) para el
cincuentenario del descubrimiento de la estructura
de la doble hélice por parte de Watson & Crick
(1953), se ha producido el mapeo casi completo del
mismo.
Los
objetivos
del Proyecto son:
·
Identificar los aproximadamente 100.000 genes humanos en
el DNA.
·
Determinar la secuencia de 3 billones de bases
químicas que conforman el DNA.
·
Acumular la información en bases de
datos.
·
Desarrollar de modo rápido y eficiente
tecnologías de secuenciación.
·
Desarrollar herramientas
para análisis de datos.
·
Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales
que se derivan del proyecto.
Este
proyecto ha suscitado análisis éticos, legales,
sociales y humanos que han ido más allá de la
investigación científica propiamente dicha.
(Declaración sobre Dignidad y Genoma Humanos,
UNESCO).
El
propósito inicial fue el de dotar al mundo de
herramientas trascendentales e innovadoras para el tratamiento
y prevención de enfermedades. Como se expresó, el
genoma es el conjunto de instrucciones completas para construir
un organismo, humano o cualquiera. El genoma contiene el
diseño de las estructuras
celulares y las actividades de las células del
organismo. El núcleo de cada célula contiene el
genoma que está conformado por 24 pares de cromosomas,
los que a su vez contienen alrededor de 80.000 a 100.000 genes,
los que están formados por 3 billones de pares de bases,
cuya secuencia hace la diferencia entre los
organismos.
Se
localiza en el núcleo de las células. Consiste en
hebras de DNA estrechamente arrolladas y moléculas de
proteína asociadas, organizadas en estructuras llamadas
cromosomas. Si desenrollamos las hebras y las adosamos
medirían mas de 5 pies, sin embargo su ancho
sería ínfimo, cerca de 50 trillonésimos de
pulgada.
El DNA
que conforma el genoma, contiene toda la información
necesaria para construir y mantener la vida desde una simple
bacteria hasta el organismo humano. Comprender como el DNA
realiza la función requiere de conocimiento de su
estructura y organización.
La
molécula de DNA consiste de dos hebras arrolladas
helicoidalmente, una alrededor de la otra como escaleras que
giran sobre un eje, cuyos lados hechos de azúcar y
moléculas de fosfato se conectan por uniones de
nitrógeno llamadas bases.
Cada
hebra es un acomodamiento linear de unidades similares
repetidas llamadas nucleótidos, los que se componen de
un azúcar, un fosfato y una base nitrogenada. Cuatro
bases diferentes están presentes en la molécula
de DNA y son:
·
Adenina (A)
·
Timina (T)
·
Citosina (C)
·
Guanina (G)
El orden particular de las mismas es llamada secuencia de
DNA, la cual especifica la exacta instrucción
genética requerida para crear un organismo particular
con características que le son propias. La adenina y la
guanina son bases púricas, en cambio la
citosina y la timina son bases pirimidínicas.
Las dos hebras de DNA son mantenidas juntas por uniones
entre bases que forman los pares de bases. El tamaño del
genoma es usualmente basado en el total de pares de bases. En
la especia humana, contiene aproximadamente 3 billones de pares
de bases. Otros organismos estudiados con motivo de éste
estudio fueron la bacteria Escherichia coli, la mosca de la
fruta, y las ratas de laboratorio.
Cada vez que la célula se divide en células
hijas, el genoma total se duplica, en el caso del genoma humano
esta duplicación tiene lugar en el núcleo
celular. Durante la división, el DNA se desenrolla y
rompe las uniones entre pares de base permitiendo a las hebras
separarse. Cada hebra dirige la síntesis de una nueva
hebra complementaria con nucleótidos libres que
coinciden con sus bases complementarias de cada hebra
separada.
Existe una forma estricta de unión de bases,
así se forman pares de adenina – timina (AT) y citosina
– guanina (CG). Cada célula hija recibe una hebra vieja
y una nueva. Cada molécula de DNA contiene muchos genes,
la base física y funcional de la herencia. Un gen es una
secuencia específica de nucleótidos base, los
cuales llevan la información requerida para la
construcción de proteínas que proveerán de
los componentes estructurales a las células y tejidos como
también a las enzimas para
una esencial reacción bioquímica.
El genoma humano comprende aproximadamente entre 80.000 y
100.000 genes. Sólo el10% del genoma incluye la
secuencia de codificación proteica de los genes.
Entremezclado con muchos genes hay secuencias sin
función de codificación, de función
desconocida hasta el momento.
Los tres billones de pares de bases del genoma humano
están organizados en 23 unidades distintas y
físicamente separadas, llamadas cromosomas. Todos los
genes están dispuestos linealmente a lo largo de los
cromosomas. EL núcleo de muchas células humanas
contiene dos tipos de cromosomas, uno por cada padre. Cada set,
tiene 23 cromosomas simples, 22 de tipo autosómico y uno
que puede ser X o Y que es el cromosoma sexual. Una mujer normal
tendrá un par de cromosomas X (XX), y un hombre
normal tendrá un cromosoma X y otro Y (XY). Los
cromosomas contienen aproximadamente igual cantidad de partes
de proteína y DNA. El DNA cromosómico contiene un
promedio de 150 millones de bases. Los cromosomas pueden ser
evidenciables mediante microscopio
óptico y cuando son teñidos revelan patrones de
luz y bandas
oscuras con variaciones regionales. Las diferencias en
tamaño y de patrón de bandas permite que se
distingan los 24 cromosomas uno de otro, el análisis se
llama cariotipo.
Las anomalías cromosómicas mayores incluyen
la pérdida o copias extra, o pérdidas
importantes, fusiones,
translocaciones detectables microscópicamente.
Así, en el Sindrome de Down se detectauna tercer copia
del par 21 o trisomía 21.
Otros cambios son tan sutiles que solo pueden ser
detectados por análisis molecular, se llaman mutaciones.
Muchas mutaciones están involucradas en enfermedades
como la fibrosis quística, anemias de células
falciformes, predisposiciones a ciertos cánceres, o a
enfermedades psiquiátricas mayores, entre
otras.
Toda persona posee en sus cromosomas frente a cada gen
paterno su correspondiente gen materno. Cuando ese par de genes
materno-paterno (grupo
alemorfo) son determinantes de igual función o rasgo
hereditario, se dice que el individuo es homocigótico
para tal rasgo, por el contrario se dice que es
heterocigótico. Como ejemplo podemos citar que un gen
transmita el rasgo hereditario del color de ojos
verde y el otro el color de ojos marrón. Se trata de
heterocitogas para el rasgo color de ojos. Si a su vez, uno de
esos genes domina en la expresión del rasgo al otro gen
enfrentado, se dice que es un gen heredado dominante, de lo
contrario se dice que es recesivo.
Las instrucciones de los genes son transmitidas
indirectamente a través del ARN mensajero (ARNm), el
cual es un intermediario transitorio. Para que la
información de un gen sea expresada, un RNA
complementario produce un proceso
llamado trascripción, desde la plantilla del DNA del
núcleo. Este RNAm, se mueve desde el núcleo hasta
el citoplasma celular, donde sirve como plantilla para la
síntesis protéica.
La maquinaria celular que sintetiza proteínas
traduce los códigos en cadenas de aminoácidos que
constituyen la proteína molecular. En el laboratorio se
puede aislar el ARNmy ser utilizado como plantilla para
sintetizar un DNA complementario (DNAc), el cual puede ser
usado para ubicar los genes correspondientes en el mapa
cromosómico.
Desde un punto de vista no científico, el mapa del
genoma humano es una herramienta genética que permite
estudiar la evolución del hombre y que cambiará
drásticamente la medicina
actual tal como la conocemos. Será una cambio de
paradigma.
Permitirá el tratamiento de enfermedades hasta ahora sin
cura. Las investigaciones
estuvieron a cargo fundamentalmente de Estados Unidos
(Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano
-NHGRI- de Maryland) y Gran Bretaña (Centro Sanger en
Cambridge), pero también acompañaron Francia,
Alemania,
Japón y China.
Hoy el mapa del genoma está casi completado. Se
abre también el camino para la manipulación
genética, motivo por el cual se han dictado documentos
tendientes a acotar ese aspecto. La empresa
privada Celera Genomics de Rockville (EEUU), es la que lidera
los procesos. La
investigación duró diez años e
insumió cerca de 2.000 millones de costo.
La fiabilidad del mapa de 3.000 millones de pares de
bases llegará a un 99,99%. Además se
conocerá el número preciso de genes del organismo
calculado entre 60.000 y 100.000. Actualmente el 85% del genoma
está detalladamente mapeado.
El mito del ser
humano inmortal y perfecto se asocia a la aplicación
practica de los conocimientos del mapa del genoma humano. Como
se puede apreciar, la búsqueda de la raza perfecta
buscada hace años por Hitler resulta
ser una aspiración de la raza humana ahora encarnada en
el proyecto del genoma humano.
El conocimiento del genoma permitirá que se creen
nuevas drogas
terapéuticas que desplazarán a las anteriores en
la medida que los presupuestos
permitan comprarlas. De este modo se podrá polarizar la
industria
farmacéutica. Las nuevas drogas prometen tener menores
efectos colaterales que las actuales.
Se puede comparar la medicina tradicional como a un
técnico que pone a punto un programa de
computación ajeno con otro que conoce el código
del mismo. Hoy ya con el conocimiento del genoma humano,
conocemos el código, antes sólo podíamos
configurar el programa. Será pues el mayor avance
médico de la humanidad.
Se le podrá informar a una persona, que puede
comer alimentos
grasos porque carece de predisposición genética a
la obesidad y a
enfermedades cardíacas, pero que debe huir del alcohol
porque es genéticamente propenso al alcoholismo.
Además el grado de certidumbre que otorga el
conocimiento del código genético
resultaría más creíble para la persona en
cuestión, ya que sabe que lo que se le informa
será absolutamente cierto. Es una predicción
absoluta, de su futuro. Podríamos hablar de genomancia o
sea la adivinación del futuro mediante el código
genético.
Si una persona carece de un determinado tipo de
célula que le produce una enfermedad, la misma se
podrá cultivar y luego colocar al sujeto. Claro que
ésto debería en principio ser realizado
periódicamente ya que el sujeto carecería de la
habilidad propia para restaurar la función. Pero la
terapia de línea germinal, apuntaría a solucionar
ese inconveniente, ya que afectaría las futuras
generaciones celulares. Esto es impredecible y
éticamente intolerable, pero de no serlo o de permitirse
se borrarían del planeta el síndrome de Down o
el
SIDA.
Hasta ahora, el médico ha tenido muy clara su
tarea: devolver al paciente al estado
natural de salud. Pero cuando pueda
manipular el programa vital, ¿resistirá la
tentación de mejorar el modelo?.
Dentro de los llamados beneficios anticipados del
Proyecto figuran a nivel de Medicina molecular, la posibilidad
de mejorar el diagnostico de enfermedades, detección
temprana de predisposiciones genéticas a ciertas
enfermedades, el diseño racional de drogas, terapia
génica, sistemas de
control para drogas y farmacogenomas.
Se ha estudiado un gen que determina la producción
de la proteína llamada SPARC, la que normalmente impide
al organismo atacar y anular células
cancerígenas. La terapia génica en éstos
casos actúa permitiendo que las células
cancerosas sean atacadas por el organismo.
A nivel de genomas microbianos, sirvió para
explorar nuevas fuentes de
energía (bioenergía), monitoreo del medio
ambiente
para detección de poluciones, protección contra
guerra
Química y biológica y eficiente limpiado de
residuos tóxicos. También es útil para
estimar el daño y riesgo por
exposición a la radiación, agentes
mutagénicos, toxinas cancerígenas y
reducción de probabilidad de
mutaciones hereditarias. La identificación de oncogenes
(genes que permiten que un sujeto que se exponga a ciertas
sustancias desarrolle un determinado tumor, ejemplo, quien
posea el oncogen para el cáncer de pulmón y fume
cigarrillos desarrollará cáncer de pulmón
a diferencia de quien no tenga dicho oncogen).
En bioarqueología, evolucionismo y
migración humana tiene su utilidad en las
mutaciones de linaje, migraciones de diferentes grupos
poblacionales basados en el DNA mitocondrial, mutaciones del
cromosoma Y, además de comparar los cambios evolutivos
con eventos
históricos.
En identificación forense, para potenciales
sospechosos en los cuales el DNA puede conducir a liberar a
personas que fueran acusadas de crímenes injustamente,
para identificar víctimas de catástrofes,
paternidad y otras relaciones familiares, identificar y
proteger especies en peligro, detectar bacterias
que pueden polucionar agua,
aire,
alimentos, determinar compatibilidad de órganos donantes
en programas de
trasplante, determinar el pedigree en ganados y para autenticar
productos de
consumo como
caviar, vinos.
En agricultura,
ganadería y bioprocesamientos, se utiliza para mejorar
la resistencia de cultivos ante insectos, sequías, para
hacerlos más productivos y saludables igualmente para
producir animales
más saludables y nutritivos, elaborar biopesticidas,
vacunas
comestibles y nueva limpieza del medio ambiente de plantas como
tabaco.
Los problemas
derivados de la investigación genética son la
equidad en su uso por parte de aseguradoras, seguro
social, escuelas, agencias de adopción, cumplimiento
de la ley, instituciones militares. A quien pertenece la
potestad del control?
Otro problema es el impacto psicológico y la
estigmatización debido a diferencias individuales y
acerca de cómo influirá a la sociedad el
determinismo genético. El personal que
cuida de la salud aconsejará a los padres acerca de los
riesgos y
limitaciones de la tecnología genética.
Qué tan confiable será, además de
útil, el testeo genético fetal?
Respecto de la terapia génica usada para tratar o
curar trastornos genéticos plantea la pregunta acerca de
qué es una discapacidad o
trastorno y quién decide acerca del mismo.
Las dishabilidades son enfermedades? ¿Deben ser
curadas o prevenidas?
El mejoramiento génico incluye el uso de terapia
genética para suplir características como la
altura que un padre podría querer en sus hijos, pero que
no significa la prevención de una enfermedad, sino la
búsqueda de un ser perfecto acorde a un
ideal.
Si ésto se vuelve una práctica
común, como podría afectar la diversidad
genética?
Finalmente, que consecuencias sociales traería a
la humanidad?
La equidad en el uso de las tecnologías
génicas, plantea quién tendrá acceso a la
misma y quien pagará por su uso.
Los estudios clínicos incluyen educación de
proveedores
de servicios de
salud, pacientes y público, acerca de cómo se
implementarán los testeos genéticos.
En 1992, Craig Venter, investigador del NHI (National
Health Institute) solicitó patentes por 2750 fragmentos
de ADN. El
original pedido de patentamiento fue rechazado por no cumplir
con los requisitos técnicos de las patentes ya que las
funciones de
dichos fragmentos no estaban definidas todavía, al menos
públicamente. Sin embargo el hecho devino en una furia
de patentamientos similares. Actualmente Venter y su socio
Hunkapiller, experto en bioinformática, trabajan en
Celera Genomics y su meta es descifrar el genoma en su
totalidad en el 2001.
2. Función de los genes:
el ADN y el código de la vida
Después de que la ciencia de
la genética se estableciera y de que se clarificaran los
patrones de la herencia a través de los genes, las
preguntas más importantes permanecieron sin respuesta
durante más de cincuenta años:
¿cómo se copian los cromosomas y sus genes de una
célula a otra, y cómo determinan éstos la
estructura y conducta de
los seres vivos? A principios de
la década de 1940, dos genetistas estadounidenses,
George Wells Beadle y Edward Lawrie Tatum, proporcionaron las
primeras pistas importantes. Trabajaron con el hongo Neurospora
y Penicillium, y descubrieron que los genes dirigen la
formación de enzimas a través de las unidades que
los constituyen. Cada unidad (un polipéptido)
está producida por un gen específico. Este
trabajo orientó los estudios hacia la naturaleza
química de los genes y ayudó a establecer el
campo de la genética molecular. Desde hace tiempo se sabe
que los cromosomas están compuestos casi en su totalidad
por dos tipos de sustancias químicas, proteínas y
ácidos nucleicos. Debido en parte a la estrecha
relación establecida entre los genes y las enzimas, que
son proteínas, al principio estas últimas
parecían la sustancia fundamental que determinaba la
herencia. Sin embargo, en 1944, el bacteriólogo
canadiense Oswald Theodore Avery demostró que el
ácido desoxirribonucleico (ADN) era el que
desempeñaba esta función. Extrajo el ADN de una
cepa de bacterias y lo introdujo en otra cepa. La segunda no
sólo adquirió las características de la
primera sino que también las transmitió a
generaciones posteriores. Por aquel entonces, se sabía
que el ADN estaba formado por unas sustancias denominadas
nucleótidos. Cada nucleótido estaba compuesto a
su vez por un grupo fosfato, un azúcar conocido como
desoxirribosa, y una de las cuatro bases que contienen
nitrógeno. Las cuatro bases nitrogenadas son adenina
(A), timina (T), guanina (G) y citosina (C).En 1953, el
genetista estadounidense James Dewey Watson y el
británico Francis Harry Compton Crick aunaron sus
conocimientos químicos y trabajaron juntos en la
estructura del ADN. Esta información proporcionó
de inmediato los medios
necesarios para comprender cómo se copia la
información hereditaria. Watson y Crick descubrieron que
la molécula de ADN está formada por dos cadenas,
o filamentos, alargadas que se enrollan formando una doble
hélice, algo parecido a una larga escalera de caracol.
Las cadenas, o lados de la escalera, están constituidas
por moléculas de fosfato e hidratos de carbono que
se alternan. Las bases nitrogenadas, dispuestas en parejas,
representan los escalones. Cada base está unida a una
molécula de azúcar y ligada por un enlace de
hidrógeno a una base complementaria localizada en la
cadena opuesta. La adenina siempre se vincula con la timina, y
la guanina con la citosina. Para hacer una copia nueva e
idéntica de la molécula de ADN, sólo se
necesita que las dos cadenas se extiendan y se separen por sus
bases (que están unidas de forma débil); gracias
a la presencia en la célula de más
nucleótidos, se pueden unir a cada cadena separada bases
complementarias nuevas, formando dos dobles hélices. Si
la secuencia de bases que existía en una cadena era
AGATC, la nueva contendría la secuencia complementaria,
o "imagen
especular", TCTAG. Ya que la "base" de cada cromosoma es una
molécula larga de ADN formada por dos cadenas, la
producción de dos dobles hélices idénticas
dará lugar a dos cromosomas idénticos La
estructura del ADN es en realidad mucho más larga que la
del cromosoma, pero se halla muy condensada. Ahora se sabe que
este empaquetamiento se basa en diminutas partículas
llamadas nucleosomas, sólo visibles con el microscopio
electrónico más potente. El ADN está
enrollado secuencialmente alrededor de cada nucleosoma formando
una estructura en forma de rosario. Entonces la estructura se
repliega aún más, de manera que las cuentas se
asocian en espirales regulares. Por esta razón, el ADN
tiene una configuración en espiral enrollada, parecida
al filamento de una bombilla. Tras los descubrimientos de
Watson y Crick, quedó el interrogante de saber
cómo el ADN dirigía la formación de
proteínas, los compuestos principales de todos los
procesos vitales. Las proteínas no son sólo los
componentes principales de la mayoría de las estructuras
celulares, sino que también controlan casi todas las
reacciones químicas que se producen en la materia
viva. La capacidad de una proteína para formar parte de
una estructura, o para ser una enzima que influye sobre la
frecuencia de una reacción química particular,
depende de su estructura molecular. Esta estructura depende a
su vez de su composición. Cada proteína
está formada por uno o más componentes
denominados polipéptidos, y cada polipéptido
está constituido por una cadena de subunidades llamadas
aminoácidos. En los polipéptidos hay veinte tipos
distintos de aminoácidos. Al final, el número,
tipo y orden de los aminoácidos en una cadena determina
la estructura y función de la proteína de la que
forma parte.
El código genético
Desde que se demostró, que las proteínas
eran producto de los genes, y que cada gen estaba formado por
fracciones de cadenas de ADN, los científicos llegaron a
la conclusión de que, debe haber un código
genético, mediante el cual, el orden de las cuatro bases
nitrogenadas en el ADN, podría determinar la secuencia
de aminoácidos en la formación de
polipéptidos. En otras palabras, debe haber un proceso
mediante el cual las bases nitrogenadas transmitan la
información que dicta la síntesis de
proteínas. Este proceso podría explicar
cómo los genes controlan las formas y funciones de las
células, tejidos y organismos. Como en el ADN
sólo hay cuatro tipos de nucleótidos, y, sin
embargo, las proteínas se constituyen con 20 clases
diferentes de aminoácidos, el código
genético no podría basarse en que un
nucleótido especificara un aminoácido. Las
combinaciones de dos nucleótidos sólo
podrían especificar 16 aminoácidos (42 = 16), de
manera que el código debe estar formado por
combinaciones de tres o más nucleótidos
sucesivos. El orden de los tripletes, o como se han denominado,
codones, podría definir el orden de los
aminoácidos en el polipéptido. Diez años
después de que Watson y Crick determinaran la estructura
del ADN, el código genético fue descifrado y
verificado. Su solución dependió en gran medida
de las investigaciones llevadas a cabo sobre otro grupo de
ácidos nucleicos, los ácidos ribonucleicos (ARN).
Se observó que la obtención de un
polipéptido a partir del ADN se producía de forma
indirecta a través de una molécula intermedia
conocida como ARN mensajero (ARNm). Parte del ADN se desenrolla
de su empaquetamiento cromosómico, y las dos cadenas se
separan en una porción de su longitud. Una de ellas
actúa como plantilla sobre la que se forma el ARNm (con
la ayuda de una enzima denominada ARN polimerasa). El proceso
es muy similar a la formación de una cadena
complementaria de ADN durante la división de la doble
hélice, salvo que el ARN contiene uracilo (U) en lugar
de timina como una de sus cuatro bases nucleótidas, y el
uracilo (similar a la timina) se une a la adenina en la
formación de pares complementarios.
Por esta razón, una secuencia de
adenina-guanina-adenina-timina-citosina (AGATC) en la cadena
codificada de ADN, origina una secuencia de
uracilo-citosina-uracilo-adenina-guanina (UAUAG) en el
ARNm.
Trascripción
La formación de una cadena de ARN mensajero por
una secuencia particular de ADN se denomina
trascripción. Antes de que termine la
trascripción, el ARNm comienza a desprenderse del ADN.
Finalmente un extremo de la molécula nueva de ARNm, que
ahora es una cadena larga y delgada, se inserta en una
estructura pequeña llamada ribosoma, de un modo parecido
a la introducción del hilo en una cuenta. Al tiempo que
el ribosoma se desplaza a lo largo del filamento de ARNm, su
extremo se puede insertar en un segundo ribosoma, y así
sucesivamente. Utilizando un microscopio de alta
definición y técnicas especiales de
tinción, los científicos pueden tomar
fotografías de las moléculas de ARNm con sus
unidades de ribosomas asociados. Los ribosomas están
formados por una proteína y ARN. El grupo de ribosomas
unidos a un ARNm recibe el nombre de polirribosoma o polisoma.
Como cada ribosoma pasa a lo largo de toda la molécula
de ARNm, "lee" el código, es decir, la secuencia de
bases de nucleótidos del ARNm. La lectura,
que se denomina traducción, tiene lugar gracias a un
tercer tipo de molécula de ARN de transferencia (ARNt),
que se origina sobre otro segmento del ADN. Sobre un lado de la
molécula de ARNt hay un triplete de nucleótidos y
al otro lado una región a la que puede unirse un
aminoácido específico (con la ayuda de una enzima
específica). El triplete de cada ARNt es complementario
de una secuencia determinada de tres nucleótidos
—el codón— en la cadena de ARNm. Debido a
esta complementariedad, el triplete es capaz de "reconocer" y
adherirse al codón. Por ejemplo, la secuencia
uracilo-citosina-uracilo (UCU) sobre la cadena de ARNm atrae al
triplete adenina-guanina-adenina (AGA) del ARNt. El triplete
del ARNt recibe el nombre de anticodón. Como las
moléculas de ARNt se desplazan a lo largo de la cadena
de ARNm en los ribosomas, cada uno soporta un
aminoácido. La secuencia de codones en el ARNm
determina, por tanto, el orden en que los aminoácidos
son transportados por el ARNt al ribosoma. En asociación
con el ribosoma, se establecen enlaces químicos entre
los aminoácidos en una cadena formando un
polipéptido. La nueva cadena de polipéptidos se
desprende del ribosoma y se repliega con una forma
característica determinada por la secuencia de
aminoácidos. La forma de un polipéptido y sus
propiedades eléctricas, que están también
determinadas por la secuencia de aminoácidos,
dictarán si el polipéptido permanece aislado o se
une a otros polipéptidos, así como qué
tipo de función química desempeñará
después en el organismo. En las bacterias, los virus y las
algas verde azuladas, el cromosoma se encuentra libre en el
citoplasma, y el proceso de la traducción puede empezar
incluso antes de que el proceso de la trascripción
(formación de ARNm) haya concluido. Sin embargo, en los
organismos más complejos los cromosomas están
aislados en el núcleo y los ribosomas sólo se
observan en el citoplasma. Por esta razón, la
traducción del ARNm en una proteína sólo
puede producirse después de que el ARNm se ha
desprendido del ADN y se ha desplazado fuera del
núcleo.
Intrones
Un descubrimiento reciente e inesperado es que, en los
organismos superiores, los genes están interrumpidos. A
lo largo de una secuencia de nucleótidos que codifican
un polipéptido, en particular, puede haber una o
más interrupciones formadas por secuencias sin
codificar. En algunos genes pueden encontrarse 50 o más
de estas secuencias, o intrones. Durante la
trascripción, los intrones son copiados en el ARN junto
con las secuencias codificadas, originando una molécula
de ARN extra larga. En el núcleo, las secuencias que
corresponden a los intrones son eliminadas del ARN por unas
enzimas especiales para formar el ARNm, que se exporta al
citoplasma. Las funciones de los intrones (si existen) son
desconocidas, aunque se ha sugerido que el procesamiento del
ARN mediante la eliminación de las secuencias
interrumpidas tal vez esté implicado en la
regulación de la cantidad de polipéptidos
producidos por los genes. También se han encontrado
intrones en genes que codifican ARNs especiales, como los que
forman parte de los ribosomas. El descubrimiento de los
intrones ha sido posible gracias a nuevos métodos que
determinan la secuencia exacta de nucleótidos en las
moléculas de ADN y ARN, métodos desarrollados por
el biólogo molecular británico Frederick Sanger,
quien recibió en 1980 por este trabajo el segundo Premio
Nobel de Química.
Secuencias repetidas
Los estudios directos del ADN han demostrado
también que en los organismos superiores ciertas
secuencias de nucleótidos se repiten muchas veces en
todo el material genético. Algunas de estas secuencias
repetidas representan copias múltiples de genes que
codifican polipéptidos, o de genes que codifican ARNs
especiales (casi siempre existen muchas copias de genes que
producen el ARN de los ribosomas). Parece que otras secuencias
que se repiten no codifican polipéptidos o ARNs, y su
función se desconoce. Entre ellas existen secuencias
que, al parecer, son capaces de saltar de una zona a otra de un
cromosoma, o de un cromosoma a otro. Estos "transposones", o
elementos que se transponen, pueden originar mutaciones en los
genes adyacentes a sus puntos de partida o llegada.
Cariotipo
Se denomina cariotipo al complemento cromosómico
del individuo, típico respecto a forma, tamaño y
número de cromosomas, que se perpetúa normalmente
en la descendencia. Cada especie presenta un determinado
cariotipo por el que se diferencia de las demás y que,
al mismo tiempo, condiciona frecuentemente su aislamiento
reproductor entre los individuos de una y otra especie. El
cariotipo del hombre ha sido definido mediante nomenclaturas
diversas, que se han completado y perfeccionado con la
aparición de nuevas técnicas denominadas de
marcado. En 1978 una comisión internacional permanente,
designada al efecto, publicó An International System for
Human Cytogenetic Nomenclature (ISCN), código universal
que permite describir el cariotipo normal y, sobre todo, sus
anomalías. El cariotipo es la representación o
imagen cromosómica completa de un individuo que se
obtiene a partir de la microfotografía de una
célula somática en fase de mitosis. El
cariotipo humano, constituido por 46 cromosomas (número
diploide) identificables ha sido definido convencionalmente
(Denver, 1960; París, (1971). La constante mejora de las
diversas técnicas de marcado llevó a establecer
una nomenclatura a
través de un comité internacional, que en 1978
publicó «An international system for human
cytogenetic nomenclature», obra que constituye el
código universal para describir el cariotipo normal y en
especial sus alteraciones. Las técnicas de marcado que
aparecieron en 1971 pusieron de manifiesto una auténtica
topografía de bandas alternantemente claras y oscuras a
lo largo de los brazos cromosómicos,
características para cada cromosoma, lo que permite su
identificación. Los cromosomas humanos se clasifican por
orden de tamaño, numerados del 1 al 22 más los
cromosomas X e Y.
Herencia humana
La mayoría de las características
físicas humanas están influidas por
múltiples variables
genéticas, así como por el medio. Algunas, como
la talla, poseen un fuerte componente genético, mientras
que otras, como el peso, tienen un componente ambiental muy
importante. Sin embargo, parece que otros caracteres, como los
grupos sanguíneos (véase Grupo sanguíneo)
y los antígenos implicados en el rechazo de trasplantes,
están totalmente determinadas por componentes
genéticos. No se conoce ninguna situación debida
al medio que varíe estas características. Desde
hace poco tiempo, los antígenos de trasplante se
estudian en profundidad debido a su interés
médico. Los más importantes son los que se deben
a un grupo de genes ligados que se denominan complejo HLA. Este
grupo de genes no sólo determina si el trasplante de
órganos será aceptado o rechazado, sino que
también está implicado en la resistencia que
opone el organismo a varias enfermedades (entre las que se
incluyen alergias, diabetes y
artritis).La susceptibilidad a padecer ciertas enfermedades
tiene un componente genético muy importante. Este grupo
incluye la esquizofrenia,
la tuberculosis,
la malaria, varias formas de cáncer, la migraña,
las cefaleas y la hipertensión arterial. Muchas
enfermedades infrecuentes están originadas por genes
recesivos, y algunas por genes dominantes. Los biólogos
tienen un gran interés en el estudio e
identificación de los genes. Cuando un gen determinado
está implicado en una enfermedad específica, su
estudio es muy importante desde el punto de vista
médico. El genoma humano contiene entre 50.000 y 100.000
genes, de los que cerca de 4.000 pueden estar asociados a
enfermedades. El Proyecto del genoma humano, coordinado por
múltiples instituciones, se inició en 1990 para
establecer el genoma humano completo. El objetivo
principal de este proyecto es trazar diversos mapas de
genomas, incluyendo la secuencia nucleotídica completa
del genoma humano. La capacidad de clonar fragmentos grandes de
ADN en vectores
cromosómicos artificiales de levaduras, con el fin de
realizar más análisis, y la automatización
de muchas técnicas como la secuenciación de ADN,
han sido de gran ayuda en este proyecto.
Cromosoma
Se denomina cromosoma a cada uno de los
corpúsculos, generalmente en forma de filamentos, que
existen en el núcleo de las células y controlan
el desarrollo
genético de los seres vivos. Los cromosomas
eucarióticos son filamentos de cromatina que aparecen
contraídos durante la mitosis y la meiosis; sin
embargo, cuando la célula está en reposo,
aparecen contenidos en un núcleo y no se pueden
distinguir mediante tinciones con determinados colorantes,
debido a un proceso de hidratación e imbibición
que sufren, de manera que se muestran poco condensados. Nombre
que recibe una diminuta estructura filiforme formada por
ácidos nucleicos y proteínas presente en todas
las células vegetales y animales. El cromosoma contiene
el ácido nucleico, ADN, que se divide en pequeñas
unidades llamadas genes. Éstos determinan las
características hereditarias de la célula u
organismo. Las células de los individuos de una especie
determinada suelen tener un número fijo de cromosomas,
que en las plantas y animales superiores se presentan por
pares. El ser humano tiene 23 pares de cromosomas. En estos
organismos, las células reproductoras tienen por lo
general sólo la mitad de los cromosomas presentes en las
corporales o somáticas. Durante la fecundación,
el espermatozoide y el óvulo se unen y reconstruyen en
el nuevo organismo la disposición por pares de los
cromosomas; la mitad de estos cromosomas procede de un
parental, y la otra mitad del otro. Es posible alterar el
número de cromosomas de forma artificial, sobre todo en
las plantas, donde se forman múltiplos del número
de cromosomas normal mediante tratamiento con colchicina.
Varios miles de genes (unidades de la herencia) se disponen en
una sencilla línea sobre un cromosoma, una estructura
filiforme de ácidos nucleicos y proteínas. Las
bandas teñidas de oscuro son visibles en los cromosomas
tomados de las glándulas salivares de Drosophila sp. ,
La mosca de la fruta. Su significado no se conoce bien, pero el
hecho de que los diseños específicos de las
bandas sean característicos de varios cromosomas,
constituye una valiosa herramienta de identificación.
Cromosoma es cada uno de los pequeños cuerpos en forma
de bastoncillo en que se divide la cromatina del núcleo
celular en la mitosis, los cuales contienen el código
genético de la herencia. Los cromosomas están
presentes en todas las células de un organismo (excepto
en algunos tipos muy particulares, de vida corta, como los
glóbulos rojos, que carecen de núcleo). De
ordinario miden entre 5 y 15 micrómetros, y para
identificarlos hay que observar la célula en fase de
división celular, especialmente durante la metafase o
profase tardía. El número de cromosomas es
distinto para cada especie, aunque es constante para todas las
células de la misma (ley de la constancia
numérica de los cromosomas), excepto para las
células reproductoras, que tienen una
constitución cromosómica mitad (haploide) con
respecto a las células somáticas (diploide). En
la especie humana este número es de 46, de los cuales 44
son autosómicos y 2 sexuales (un par XY en el caso del
hombre y un par XX en la mujer).
Los cromosomas están constituidos por cadenas lineales
de ácido desoxirribonucleico (ADN) y por
proteínas, denominadas histonas, que empaquetan el ADN
en unidades de repetición denominadas nucleosomas. Las
cadenas de ADN están estructuradas en unidades llamadas
genes, sintetizadores de proteínas específicas,
cada uno de los cuales posee por término medio del orden
de 1.000 a 2.000 pares de nucleótidos. Las
técnicas de estudio de los cromosomas han permitido
obtener con gran precisión el cariotipo humano y
detectar alteraciones genéticas responsables de
síndromes cromosómicos que se traducen en
malformaciones y retraso psicomotor. Algunas de las
anomalías que afectan a los cromosomas X e Y producen
síndromes con anomalías del desarrollo sexual
(síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner).
Actualmente se conocen más de 70 síndromes
genéticos (síndrome de Down, síndrome de
Klinefelter, síndrome de Turner…) perfectamente
definidos y atribuibles a aberraciones cromosómicas. En
todo cromosoma es posible distinguir dos mitades longitudinales
o cromátidas (que se escinden durante la división
celular), y un centrómero o constricción
principal del cromosoma, a la que se fijan las fibras del huso
acromático en el curso de la mitosis y de la meiosis,
que delimita dos porciones laterales, los brazos del cromosoma.
Según la posición del centrómero estos
brazos son iguales, aproximadamente iguales o muy desiguales en
longitud, lo que determina tipos morfológicos de
cromosomas, conocidos respectivamente como
metacéntricos, submetacéntricos y
telocéntricos (acrocéntricos), de gran
importancia para la caracterización del cariotipo.
Algunos tipos particulares de cromosomas son los siguientes:
Cromosoma en anillo. Delección de la porción
final de un cromosoma y reunión de las dos porciones
distales nuevas, que forman un anillo. Cromosoma gigante.
Cromosoma atípicamente grande formado por la
no-disyunción de las cromátidas en sucesivas
mitosis. Son típicos de las glándulas salivales
de los dípteros y tienen especial valor para
la confección de mapas cromosómicos. Cromosoma
sexual o heterocromosoma. Cromosoma, de tipo X o Y,
determinante del sexo.
Cromosoma bacteriano. ADN de doble filamento de la
célula procariota que forma una gran molécula
única y circular (de algunos millones de pares de
bases). No tiene histonas y, por tanto, tampoco la estructura
tridimensional típica de los cromosomas
eucariotas.
Diploide
Dícese del número de cromosomas doble del
arquetipo normal de cada especie y que se corresponde con el
número existente en todas las células de un
organismo.
Cromatina
Es una sustancia albuminoidea fosforada que, en forma de
gránulos, filamentos, etc., se encuentra en el
núcleo de las células y se tiñe
intensamente por el carmín y los colores
básicos de anilina.
ADN
Siglas del ácido desoxirribonucleico, formado por
un azúcar (2- desoxi-D-ribosa), ácido
fosfórico y bases nitrogenadas (adenina, guanina,
citosina y timina). Su estructura es la de una doble
hélice en la que las bases se encuentran situadas en el
interior de la molécula y los grupos fosfato se disponen
en el exterior. Las bases nitrogenadas se unen siempre del
mismo modo (adenina con timina y guanina con citosina) a
través de puentes de hidrógeno. La estructura se
mantiene estable gracias al apilamiento de las bases en el
centro de la molécula. Las dos hebras que forman la
cadena presentan orientaciones opuestas y pueden separarse
mediante la acción del calor o de
determinadas sustancias químicas (por ejemplo la urea),
dando lugar al proceso llamado desnaturalización, que es
reversible, es decir, permite recuperar la estructura
helicoidal (renaturalización). La temperatura
a la que la molécula de ADN se desnaturaliza es distinta
en cada especie de organismo. El ADN es el soporte
físico que contiene toda la información
genética de un organismo, definiéndose como gen
cada una de las porciones de su molécula que se pueden
traducir en una proteína. El orden en que se presentan
las cuatro bases es el que determina el código
genético. El ADN se presenta físicamente en el
núcleo de la célula empaquetado a distintos
niveles, formando los cromosomas. Macromolécula
catenaria de carácter acídico que contiene
ácido fosfórico, azúcar y bases
nitrogenadas y actúa en el almacenamiento y en la transferencia de la
información genética. Hay dos tipos de
ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico
(ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).Son componentes
principales de las células, y constituyen, en conjunto,
entre el 5 y el 15% de su peso seco. Los ácidos
nucleicos también están presentes en los virus,
formando complejos con proteínas, que pueden infectar a
una célula huésped específico y replicarse
en su interior. Reciben la denominación de ácidos
nucleicos porque el ADN fue aislado por primera vez del
núcleo celular, pero tanto el ADN como el ARN se
encuentran también en otras partes de las
células. Son cadenas constituidas por unidades
monoméricas llamadas nucleótidos, siendo
dexorribonucleótidos. Los monómeros
constituyentes del ADN y ribonucleótidos. Los
constituyentes del ARN. Los distintos ácidos nucleicos
difieren en la secuencia de bases heterocíclicas
características de sus nucleótidos. Los
nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces
covalentes formando la estructura covalente de las cadenas de
ácidos nucleicos. Acido nucleico constituido por
unidades repetitivas de desoxirribonucleótidos. El ADN
fue aislado por primera vez de las células del pus y del
esperma de salmón, y estudiado intensamente por el suizo
Friedrich Miescher, en una serie de investigaciones comenzadas
en 1869. Lo llamó nucleína debido a su
participación en el núcleo celular. Se
necesitaron casi 70 años de investigación para
poder
identificar por completo los sillares principales y la
estructura del esqueleto de los ácidos nucleicos. Las
moléculas de DNA de diferentes células y virus
varían en la proporción de los cuatro tipos de
monómeros nucleotídicos, en las secuencias
nucleotídicas y en los pesos moleculares. Además
de las cuatro bases principales (adenina, guanina, timina y
citosina) halladas en todos los ADNs, pequeñas
cantidades de derivados metilados de estas bases, están
presentes en algunas moléculas de ADN, particularmente
en las de los virus. Los ADNs aislados de diferentes organismos
tienen normalmente dos hebras que aparecen en una estructura
duplohelicoidal (helicoidal dextrógira), mantenida por
enlaces de hidrógeno entre una purina de una cadena con
una pirimidina de la otra. El ADN es portador de la
información genética, que está codificada
en la secuencia de bases. Está presente en los
cromosomas y en el material cromosómico de
orgánulos celulares como mitocondrias y cloroplastos, y
también está presente en algunos
virus.
Información genética cifrada en las
secuencias nucleotídicas del ácido
desoxirribonucleico (ADN), que integra el mensaje para la
síntesis de proteínas. Las proteínas de un
individuo son específicas, por lo que
lógicamente, la información para su
síntesis que se encuentra cifrada en el código
genético también debe serlo, en consecuencia el
código genético es específico. Una
molécula de ADN es una sucesión de
nucleótidos, cada uno de los cuales está formado
por ácido fosfórico, desoxirribosa y una base
nitrogenada (púrica o pirimídica), siendo tales
componentes universales en el ADN de todos los seres vivos. Por
lo tanto las diferencias entre el ADN de los distintos
individuos residen en la proporción y orden de
cómo se suceden los pares de bases púricas y
pirimidínicas, en el ADN, siendo estas bases
nitrogenadas, las que establecen la especificidad y diferencia
para cada individuo. De acuerdo con ello se considera, que el
ADN puede mandar sus órdenes utilizando un alfabeto de
cuatro letras, representadas por cada una de las cuatro bases
púricas y pirimidínicas, es decir, adenina (A),
timina (T), citosina (C) y guanina (G). Estas bases
nitrogenadas se agrupan de tres en tres formando tripletes,
también llamados codógenos, como por ejemplo ATC,
AGG, TAA, etc., y cada triplete es una palabra cifrada, o
señal para un determinado aminoácido; dos o
más tripletes pueden conducir al mismo
aminoácido. Con las cuatro bases nitrogenadas (A, T, C,
G) se puede construir un número suficiente de tripletes
o codógenos para sintetizar los veinte
aminoácidos que forman las proteínas. Si la
agrupación de estas bases fuera de dos en dos en lugar
de tres en tres el total posible de grupos diferentes fuese 4 x
4 = 16, de modo que si existen 20 aminoácidos proteicos
distintos faltarían grupos para designarlos. Pero siendo
los grupos de tres (tripletes) las probabilidades de
combinación permiten un total de 64 tripletes o
codógenos (4 x 4 x 4 = 64); así aparecen
más tripletes que aminoácidos existentes, pero se
ha llegado a demostrar que cada aminoácido puede
responder a la señal de más de un triplete, por
cuya razón se dice que el código o lenguaje
genético está degenerado. Los codógenos o
tripletes son universales, es decir, especifican al mismo
aminoácido en todos los seres vivos, por ello solamente
con tripletes sueltos el lenguaje
del ADN no podría ser específico. Lo que le da
especificidad, es la forma como se suceden los tripletes en el
ADN. Metafóricamente el código genético,
podría compararse con un código de lenguaje
escrito, de manera que las cuatro bases nitrogenadas, para
entenderlo, podrían equiparse con letras, los tripletes
(agrupación de estas bases en grupos de tres),
podrían llamarse palabras de tres letras, y el
ordenamiento de tripletes que lleva la información, para
el ordenamiento de aminoácidos en la proteína,
podría comparase con una frase del lenguaje.
Un ejemplo de ordenamiento o sucesión de tripletes
sería:
ATT _ GGC _ CGA _ AAC _ ACG _ AAA
La información del código genético
contenida en los tripletes del ADN se transcribe en una
información complementaria en los tripletes de
ARN-mensajero (ARNm), (llamados codones), y ésta se
traduce en el orden de aminoácidos en la
proteína.
Gen
Unidad de herencia, partícula de material
genético que determina la herencia de una
característica determinada, o de un grupo de ellas. Los
genes están localizados en los cromosomas en el
núcleo celular y se disponen en línea a lo largo
de cada uno de ellos. Cada gen ocupa en el cromosoma una
posición, o locus. Por esta razón, el
término locus se intercambia en muchas ocasiones con el
de gen. El material genético es el ácido
desoxirribonucleico, o ADN (véase Ácidos
nucleicos), una molécula que representa la "columna
vertebral" del cromosoma. Debido a que en cada cromosoma el ADN
es una molécula continua, alargada, simple y delgada,
los genes deben ser parte de ella; y como es una cadena de
subunidades muy pequeñas que se conocen por
nucleótidos, cada gen incluye muchos nucleótidos.
Cada nucleótido está formado por un azúcar
de cinco carbonos, ácido fosfórico y una base
nitrogenada. En cada cadena existen cuatro tipos diferentes de
bases —adenina, guanina, citosina y timina— y su
secuencia determina las propiedades del gen. Los genes ejercen
sus efectos a través de las moléculas a las que
dan origen. Los productos inmediatos de un gen son las
moléculas de ácido ribonucleico (ARN);
éstas son copias de ADN, excepto porque en lugar de la
base uracilo tienen timina. Las moléculas de ARN de
algunos genes participan de forma directa en el metabolismo del
organismo, aunque su finalidad es, en su mayoría, la
producción de proteínas. Las proteínas
están formadas por cadenas de unidades que se denominan
aminoácidos, y la secuencia de bases presente en el ARN
determina la secuencia de aminoácidos en la
proteína por medio del código genético
(véase Genética: el código
genético). La secuencia de aminoácidos en una
proteína específica será la responsable de
determinar si ésta formará parte de una
estructura del organismo, o si se convertirá en un
enzima para favorecer una reacción química
particular. Por lo tanto, las variaciones en el ADN pueden
producir cambios que afecten a la estructura o a la
química de un organismo. Las bases de nucleótidos
del ADN que codifican la estructura de los ARN y
proteínas, no son los únicos componentes de los
genes; otros grupos de bases adyacentes a las secuencias
codificadoras afectan a la cantidad y disposición de los
productos de los genes. En los organismos superiores (los
animales y las plantas, más que en las bacterias y los
virus), las secuencias no codificadoras superan en
número de diez o más a las codificadoras, y las
funciones de estas regiones son muy poco conocidas. Ésto
significa que los genéticos no pueden establecer
aún límites precisos respecto al tamaño de
los genes de animales y plantas.
Alelo
Se denomina alelo a cada una de las formas alternativas
de un gen que ocupan el mismo locus en un cromosoma
homólogo y que controlan el mismo rasgo o
carácter. También conocido como alemorfo. Se
denominan con una o más letras, y algún
símbolo. Son alelos dominantes, los que sólo
necesitan una dosis para expresarse y se nombran con letras
mayúsculas. Se llama alelo recesivo al que necesita
doble dosis para expresarse, se simbolizan con letras
minúsculas. El alelo más frecuente en una especie
se llama de tipo salvaje y se designa con el símbolo +.
Los alelos mutantes se originan a partir del alelo tipo salvaje
por sustitución, adición, pérdida o
reordenamiento de uno o más residuos de
nucleótidos. Un individuo diploide puede presentar para
un mismo gen alelos iguales o distintos. Según las
mutaciones, se dice que dos alelos son homoalelos o isoalelos,
cuando presentan mutaciones en el mismo sitio, o heteroalelos,
cuando las tienen en distintos lugares. Según su
función los alelos pueden ser amorfos, cuando carecen de
actividad o hipomorfos, cuando tienen niveles bajos de
actividad. La función de un alelo se puede medir por su
efecto en el fenotipo de un organismo. Dos alelos son
codominantes o isomorfos cuando tienen la misma actividad. En
microorganismos los genes funcionales se encuentran normalmente
en los cromosomas, agrupados en operones en los cuáles
funcionan de forma coordinada, de manera que ciertas mutaciones
de un gen pueden bloquear la expresión de otros genes en
el operón.
Regulación de los genes
El conocimiento de cómo se forman las
proteínas permite a los científicos entender
cómo los genes producen efectos específicos sobre
las estructuras y funciones de los organismos. Sin embargo,
esto no explica las variaciones que sufren los organismos en
respuesta a circunstancias cambiantes del medio, o la manera en
que un cigoto simple da lugar a todos los tejidos y
órganos diferentes que constituyen un ser humano. En
estos órganos y tejidos, la mayoría de las
células contienen conjuntos de
genes idénticos, sin embargo, forman proteínas
distintas. Es evidente que en las células de cualquier
tejido u órgano algunos genes están activos y
otros no. Los distintos tejidos tienen series de genes
diferentes en estado activo. Por esta razón, parte de la
explicación del desarrollo de un organismo complejo debe
basarse en cómo se activan los genes de forma
específica. El proceso de la activación de los
genes en los organismos superiores aún no está
claro, aunque gracias al trabajo del genetista francés
François Jacob y de Jacques Lucien Monod, se sabe mucho
acerca de este proceso en las bacterias. Junto a cada gen
bacteriano existe un segmento de ADN conocido como promotor.
Este es el lugar sobre el cual la ARN polimerasa, enzima
responsable de la producción de ARNm, se adhiere al ADN
e inicia la trascripción. Entre el promotor y el gen
existe con frecuencia otro segmento de ADN que recibe el nombre
de operador, donde otra proteína —el
represor— puede adherirse. Cuando el represor se une al
operador, detiene el desplazamiento de la ARN polimerasa a lo
largo del cromosoma y la producción de ARNm; por lo
tanto el gen se inactiva. Sin embargo, la presencia en la
célula de una sustancia química determinada puede
provocar que el represor se separe y el gen se active. Otras
sustancias pueden afectar el grado de actividad del gen al
alterar la capacidad de la ARN polimerasa de unirse al
promotor. Un gen que recibe el nombre de regulador produce la
proteína represora. En las bacterias, varios genes
pueden estar controlados de forma simultánea por un
promotor y uno o más operadores. El sistema
completo se denomina entonces operon. Parece que los operones
no existen en los organismos complejos, aunque es muy posible
que cada gen tenga su propio sistema individual de promotores y
operadores, y que los intrones y las secuencias repetidas
desempeñen también algún papel en
este proceso.
Herencia citoplasmática
Además del núcleo, ciertos componentes de
las células contienen ADN. Éstos incluyen los
cuerpos citoplasmáticos denominados mitocondrias (los
productores de energía de la célula), y los
cloroplastos de las plantas, en los que tiene lugar la
fotosíntesis. Estos cuerpos se autoreproducen. El ADN se
replica de manera similar al del núcleo, y algunas veces
su código se transcribe y se traduce en
proteínas. En 1981 se determinó la secuencia
completa de nucleótidos del ADN de una mitocondria. En
apariencia, la mitocondria utiliza un código que difiere
muy poco del utilizado por el núcleo. Los caracteres
determinados por el ADN citoplasmático se heredan con
más frecuencia a través de la madre que del padre
(exclusivamente a través de la madre en el caso del Homo
sapiens), ya que los espermatozoides y el polen contienen por
lo general menos material citoplasmático que el
óvulo. Algunos casos de herencia materna aparente
están en realidad relacionados con la transmisión
de virus de la madre al hijo a través del citoplasma del
óvulo.
Hebras de ADN
Los ácidos nucleicos son moléculas
complejas producidas por la célula, esenciales para
todos los organismos. Determinan el desarrollo del cuerpo y
todas sus características, para ello almacenan
información hereditaria y dirigen la síntesis de
proteínas. Este modelo generado por ordenador muestra dos
cadenas de ácido desoxirribonucleico (ADN) enrolladas en
forma de doble hélice.
La unión de los gametos combina dos conjuntos de
genes, uno de cada progenitor. Por lo tanto, cada gen —es
decir, cada posición específica sobre un
cromosoma que afecta a un carácter particular—
está representado por dos copias, una procedente de la
madre y otra del padre (para excepciones a esta regla,
véase el apartado siguiente sobre sexo y unión
sexual). Cada copia se localiza en la misma posición
sobre cada uno de los cromosomas pares del cigoto. Cuando las
dos copias son idénticas se dice que el individuo es
homocigótico para aquel gen particular. Cuando son
diferentes, es decir, cuando cada progenitor ha aportado una
forma distinta, o alelo, del mismo gen, se dice que el
individuo es heterocigótico para dicho gen. Ambos alelos
están contenidos en el material genético del
individuo, pero si uno es dominante, sólo se manifiesta
éste. Sin embargo, como demostró Mendel, el
carácter recesivo puede volver a manifestarse en
generaciones posteriores (en individuos homocigóticos
para sus alelos).Por ejemplo, la capacidad de una persona para
pigmentar la piel, el
cabello y los ojos, depende de la presencia de un alelo
particular (A), mientras que la ausencia de esta capacidad,
denominada albinismo, es consecuencia de otro alelo (a) del
mismo gen (por consenso, los alelos se designan siempre por una
única letra; el alelo dominante se representa con una
letra mayúscula y el recesivo con una minúscula).
Los efectos de A son dominantes; los de a, recesivos. Por lo
tanto, los individuos heterocigóticos (Aa), así
como los homocigóticos (AA), para el alelo responsable
de la producción de pigmento, tienen una
pigmentación normal. Las personas homocigóticas
para el alelo que da lugar a una ausencia de
pigmentación (aa) son albinas. Cada hijo de una pareja
en la que ambos son heterocigóticos (Aa) tienen un 25 %
de las probabilidades de ser homocigóticos AA, un 50 %
de ser heterocigóticos Aa, y un 25 % de ser
homocigóticos aa. Sólo los individuos que son aa
serán albinos. Observamos que cada hijo tiene una
posibilidad entre cuatro de ser albino, pero no es exacto decir
que en una familia, una
cuarta parte de los niños estarán afectados.
Ambos alelos estarán presentes en el material
genético del descendiente heterocigótico, quien
originará gametos que contendrán uno u otro
alelo. Se distingue entre la apariencia, o
característica manifestada, de un organismo, y los genes
y alelos que posee. Los caracteres observables representan lo
que se denomina el fenotipo del organismo, y su
composición genética se conoce como genotipo.
Éste no es siempre el caso en el que un alelo es
dominante y el otro recesivo. Por ejemplo, el dondiego de noche
puede tener flores de color rojo, blanco o rosa. Las plantas
con flores rojas pueden tener dos copias del alelo R para el
color rojo de las flores, y por lo tanto son
homocigóticas RR. Las plantas con flores blancas tienen
dos copias del alelo r para el color blanco de las flores, y
son homocigóticas rr. Las plantas con una copia de cada
alelo, heterocigóticas Rr, son rosas, es
decir, una mezcla de colores producida por los dos alelos. Rara
vez la acción de los genes es cuestión de un gen
aislado que controla un solo carácter. Con frecuencia un
gen puede controlar más de un carácter, y un
carácter puede depender de muchos genes. Por ejemplo, es
necesaria la presencia de al menos dos genes dominantes para
producir el pigmento violeta en las flores de la planta del
guisante de olor. Estas plantas que son homocigóticas
para alguno o ambos de los alelos recesivos implicados en el
carácter del color producen flores blancas. Por lo
tanto, los efectos de un gen pueden depender de cuáles
sean los otros genes presentes.
Genes en poblaciones
La genética de poblaciones, que investiga
cómo se expanden los genes a través de las
poblaciones de organismos, encontró una base
sólida en los trabajos del matemático
inglés Godfrey H. Hardy y el obstetra alemán
Wilhelm Weinberg, quienes en 1908 formularon por separado lo
que ahora se conoce como la ley de Hardy-Weinberg. Esta afirma
que si dos alelos de un gen autosómico (A y a) existen
en una población, si la frecuencia con las que se
presentan (expresadas en decimales) son p y q, (p + q = 1)
respectivamente, y si el apareamiento se produce de forma
aleatoria con respecto al gen, entonces, después de una
generación la frecuencia de los tres genotipos AA, Aa y
aa será p2, 2pq y q2, respectivamente. Por consiguiente,
en ausencia de alteraciones, estas secuencias
permanecerán constantes de generación en
generación. Cualquier variación de la frecuencia,
que indica un cambio evolutivo, debe estar, por tanto,
relacionada con alteraciones. Estas pueden ser mutaciones,
selección natural, migración y
reproducción en pequeñas poblaciones que pueden
perder alelos determinados por casualidad o desviación
genética al azar (véase Evolución).La
evidencia indica que la mayoría de las poblaciones son
más variables genéticamente de lo que se supone.
Los estudios de los productos polipeptídicos de los
genes han señalado que, por término medio, cerca
de un tercio de ellos tienen variantes genéticas con
frecuencias superiores a las que cabría esperar a partir
del equilibrio
entre su generación por mutación, y la desventaja
selectiva de los mutantes. Esto ha conducido a un
interés creciente por las formas en que los alelos
alternados se pueden mantener de forma activa en un estado de
equilibrio de modo que ninguno reemplace al otro. Uno de estos
mecanismos de equilibrio es la ventaja heterocigótica,
cuando el heterocigótico sobrevive mejor que cualquiera
de los homocigóticos. Otro mecanismo, llamado
selección dependiente de la frecuencia, se basa en la
ventaja relativa de las variedades poco frecuentes, como por
ejemplo en poblaciones expuestas a depredadores. Los
depredadores tienden a centrarse en la variedad más
común, y a no hacer caso de las variedades raras. Por
esta razón, cuando una variedad es poco frecuente puede
estar en ventaja, aunque perderá dicha ventaja conforme
la selección natural para el rasgo de adaptación
la haga más abundante. Entonces, los depredadores
empiezan a sacrificar la variedad favorecida, hasta alcanzar
equilibrio entre los alelos de la población. Los
parásitos pueden actuar de un modo similar,
especializándose en atacar cualquier variedad de
huéspedes que sea la más común, y
manteniendo por ello la variabilidad genética en las
poblaciones de huéspedes.
Nucleótido
Unidad estructural o monómero constituyente de un
ácido nucleico. Se distinguen dos tipos de
nucleótidos, desoxirribonucleótidos, que son las
unidades monoméricas o nucleótidos del ADN y
ribonucleótidos, los nucleótidos constituyentes
del ARN. Cada nucleótido contiene tres componentes
característicos: una base nitrogenada
heterocíclica, que puede ser púrica (derivada de
la purina) o pirimídica (derivada de la pirimidina); una
pentosa, que es una ribosa en el caso del ARN y una
desoxirribosa en el caso del ADN; y una molécula de
ácido fosfórico. El ácido fosfórico
se une al carbono número 5 de la pentosa, mientras la
base nitrogenada se une al carbono 1. Así los
nucleótidos constan de un nucleósido (la base
nitrogenada unida a la pentosa), unido a una molécula de
ácido fosfórico.
Desoxirribonucleótidos
Los nucleótidos estructurales del ADN; todos
tienen como pentosa la 2'-desoxi-D-ribosa y difieren entre
sí en función de la base nitrogenada, que posean,
de la cuál reciben el nombre. Hay cuatro tipos de bases
nitrogenadas que forman parte de los
desoxirribonucleótidos: adenina, guanina (ambos
derivados de la purina), citosina y timina (estos
últimos derivados de la pirimidina). Así
encontramos desoxirribonucleótidos de adenina, de
guanina, de citosina y de timina.
Ribonucleótidos
Los nucleótidos estructurales del ARN. De modo
semejante a los desoxirribonucleótidos constan de una
molécula de ácido fosfórico, una
molécula de pentosa, en este caso la D-ribosa y una base
nitrogenada que puede ser de cuatro tipos: adenina, guanina,
citosina y uracilo. Así como las tres primeras son
comunes también para el ADN, el uracilo se halla
presente en el ARN y muy raras veces en el ADN, mientras que la
timina es una base habitual del ADN. Por tanto,
desoxirribonucleótidos y ribonucleótidos difieren
en la pentosa que posean que puede ser desoxiribosa o ribosa,
y, además, los desoxirribonucleótidos no suelen
llevar uracilo así como los ribonucleótidos no
suelen llevar timina. Los nucleótidos se unen entre
sí por enlaces covalentes, entre el ácido
fosfórico de un nucleótido y el carbono en
posición 3' de la molécula de pentosa de otro
nucleótido, formando así la estructura covalente
de las cadenas de los ácidos nucleicos.
Proceso mediante el cuál se sintetizan dos
moléculas hijas de ADN de doble hélice a partir
de un ADN progenitor, que actúa como molde.
También se denomina duplicación del ADN. Ocurre
una vez en cada generación celular durante la fase S (de
síntesis) del ciclo celular. En la mayoría de las
células eucariotas la replicación del ADN lleva
finalmente a la mitosis, pero en las células
reproductoras (espermatocitos y oocitos primarios) lleva a la
meiosis. Existen varios tipos de replicación:
conservadora, semiconservadora, y dispersora.
Replicación conservadora del ADN
Replicación en la que cada una de las hebras del
ADN progenitor se duplica o replica, produciendo dos
moléculas de ADN hijas una de las cuáles es la
molécula de ADN progenitora intacta y la otra una
molécula de ADN cuyas dos hebras son nuevas.
Replicación dispersora
Replicación en la que las cadenas de ADN
progenitoras se rompen a intervalos, y las dos moléculas
de ADN de doble cadena resultantes (moléculas hijas)
presentan fragmentos del ADN progenitor combinados con nuevos
fragmentos.
Replicación semiconservadora
Replicación en la que el ADN de doble
hélice progenitor separa sus cadenas complementarias y
cada una de ellas se replica sirviendo como molde para la
síntesis de una cadena nueva complementaria,
obteniéndose así dos moléculas de ADN
hijas de doble cadena, y cada molécula hija tiene una de
las cadenas que es la del ADN progenitor y la otra nueva, que
ha sido sintetizada utilizando como molde la del progenitor.
Este tipo de replicación es la propuesta por el modelo
de Watson y Crick.
Modelo de Watson-Crick.
Otra clasificación de la replicación se da
en base a la dirección en que se realiza a partir de un
único punto de iniciación. Así existe una
replicación unidireccional, que se realiza a partir de
un punto de iniciación en una única
dirección, es aquélla que se da en los ADN
circulares de las mitocondrias y en los de muchos virus; y una
replicación bidireccional, en la que a partir de un
único punto de iniciación, las dos hebras de ADN
progenitor se replican simultáneamente en dos
direcciones hasta que ambos puntos de crecimiento se
encuentran, momento en el cuál se separan las dos
moléculas de ADN hijas; este tipo de replicación
se da en los cromosomas eucariotas y en los cromosomas
circulares procariotas pero el proceso de replicación es
más complejo en los primeros, habiendo varios puntos de
iniciación. La replicación del ADN se lleva a
cabo por una serie de mecanismos enzimáticos.
Enzimas que intervienen en la
replicación
Durante algún tiempo se pensó que la
replicación del ADN ocurría normalmente por la
acción de una enzima llamada DNA-polimerasa I, sin
embargo, más recientemente se han aislado otras dos
enzimas con propiedades catalíticas similares, la
DNA-polimerasa II y la DNA-polimerasa III. Hoy en día
parece ser la DNA-polimerasa III la enzima principal implicada
en el proceso de replicación. La DNA-polimerasa I
también participa en dicho proceso pero desempeña
otra función, que es la de reparación del ADN.
Ahora bien la mayor parte de los conocimientos actuales acerca
de las polimerasas del ADN derivan de los estudios de la
DNA-polimerasa I. La DNA-polimerasa I, cataliza la
adición de unidades de desoxirribonucleótidos al
extremo 3'-hidroxilo libre de una hebra de ADN a partir de una
mezcla de dATP, dGTP, dCTP y dTTP. Esta reacción
requiere Mg2+, y necesita la presencia de un ARN preexistente.
La dirección de la síntesis de ADN es, por tanto,
la 5'->3'. La reacción tiene lugar mediante el ataque
del grupo 3'-hidroxilo (3'-OH) del desoxirribonucleótido
terminal del extremo de la cadena de ADN en crecimiento, sobre
el átomo de fósforo en posición a del
nucleósido-5'-trifosfato que llega, desplazando al grupo
pirofosfato de dicho nucleósido, el cuál es
escindido liberándose energía, que se emplea en
la formación de un enlace fosfodiéster, de manera
que dicho nucleósido queda incorporado a la cadena de
ADN. La energía requerida para formar el nuevo enlace
fosfodiéster viene proporcionada por la escisión
del pirofosfato del desoxiribonucleótido trifosfato
(dNTP), sin embargo, en condiciones intracelulares normales la
reacción de la DNA-polimerasa se completa porque el
pirofosfato liberado puede hidrolizarse a ortofosfato por
acción de la pirofosfatasa inorgánica.
Modelo para la replicación del ADN
La replicación del ADN requiere la acción
conjunta de varias enzimas o proteínas, las
cuáles posiblemente funcionan constituyendo un complejo.
El tipo y número de enzimas requeridas variará en
la replicación del ADN de virus, de bacterias y de
eucariotas. Estudiando la replicación en E. Coli, se ha
establecido una hipótesis sobre el mecanismo y etapas
específicas de la replicación del ADN. Así
se han establecido varias etapas en la replicación del
ADN: reconocimiento del punto de iniciación;
desenrollamiento de la doble hélice de ADN;
formación de hebras cebadoras de ARN; formación
de la nueva hebra de ADN, sobre los fragmentos cebadores;
eliminación de los fragmentos cebadores; y unión
de fragmentos cortos de ADN que quedan al final de la
replicación como brechas abiertas.
Herencia cuantitativa
Los caracteres que se expresan como variaciones en
cantidad o extensión, como el peso, la talla o el grado
de pigmentación, suelen depender de muchos genes,
así como de las influencias del medio. Con frecuencia,
los efectos de genes distintos parecen ser aditivos, es decir,
parece que cada gen produce un pequeño incremento o
descenso independiente de los otros genes. Por ejemplo, la
altura de una planta puede estar determinada por una serie de
cuatro genes: A, B, C y D. Supongamos que cuando su genotipo es
aabbccdd, la planta alcanza una altura media de 25 cm, y que
cada sustitución por un par de alelos dominantes aumenta
la altura media en unos 10 centímetros. En el caso de
una planta que es AABBccdd su altura será de 45 cm, y en
aquella que es AABBCCDD será de 65 centímetros.
En realidad, los resultados no suelen ser tan regulares. Genes
diferentes pueden contribuir de forma distinta a la medida
total, y ciertos genes pueden interactuar, de modo que la
aportación de uno depende de la presencia de otro. La
herencia de características cuantitativas que dependen
de varios genes se denomina herencia poligénica. La
combinación de influencias genéticas y del medio
se conoce como herencia multifactorial.
6. Ligamiento genético y
mapa genético
El principio de Mendel según el cual los genes que
controlan diferentes caracteres son heredados de forma
independiente uno de otro es cierto sólo cuando los
genes existen en cromosomas diferentes. El genetista
estadounidense Thomas Hunt Morgan y sus colaboradores
demostraron en una serie amplia de experimentos
con moscas de la fruta (que se reproducen con gran velocidad),
que los genes se disponen de forma lineal en los cromosomas y
que cuando éstos se encuentran en el mismo cromosoma, se
heredan como una unidad aislada mientras el propio cromosoma
permanezca intacto. Los genes que se heredan de esta forma se
dice que están ligados. Sin embargo, Morgan y su grupo
observaron también que este ligamiento rara vez es
completo. Las combinaciones de características alelas de
cada progenitor pueden reorganizarse entre algunos de sus
descendientes. Durante la meiosis, una pareja de cromosomas
análogos puede intercambiar material durante lo que se
llama recombinación o sobrecruzamiento. (El efecto del
sobrecruzamiento puede observarse al microscopio como una forma
de unión entre los dos cromosomas). El sobrecruzamiento
se produce más o menos al azar a lo largo de los
cromosomas, de modo que la frecuencia de recombinación
entre dos genes depende de la distancia que los separe en el
cromosoma. Si los genes están relativamente alejados,
los gametos recombinados serán habituales; si
están más o menos próximos, los gametos
recombinados serán poco frecuentes. En el descendiente
que procede de los gametos, el sobrecruzamiento se manifiesta
en la forma de nuevas combinaciones de caracteres visibles.
Cuanto mayor sea el sobrecruzamiento, más elevado
será el porcentaje de descendientes que muestran las
combinaciones nuevas. Consecuencia de ello, los
científicos pueden trazar o dibujar mediante
experimentos de reproducción apropiados, las posiciones
relativas de los genes a lo largo del cromosoma. Para detectar
recombinaciones, que se producen sólo rara vez, los
genetistas han utilizado durante los últimos años
organismos que producen gran número de descendientes con
gran rapidez, como bacterias, mohos y virus. Por esta
razón, son capaces de trazar mapas de genes que
están muy próximos. El método introducido
en el laboratorio de Morgan ha adquirido hoy tal
precisión que se pueden dibujar las diferencias que se
originan en un gen particular. Estos mapas han demostrado que
no sólo los genes se disponen de forma lineal a lo largo
de los cromosomas, sino que ellos mismos son estructuras
lineales. La detección de recombinaciones poco
frecuentes puede poner de manifiesto estructuras incluso
más pequeñas que las que se observan con los
microscopios más potentes. Los estudios en hongos, y
más tarde en moscas de la fruta, han demostrado que en
ocasiones la recombinación de alelos puede tener lugar
sin que se produzcan intercambios recíprocos entre los
cromosomas. En apariencia, cuando existen dos versiones
distintas del mismo gen (en un individuo
heterocigótico), una de ellas puede ser "corregida" para
equipararse a la otra. Tales correcciones pueden tener lugar en
cualquier dirección (por ejemplo, el alelo A puede ser
modificado a a o a la inversa). Este proceso se ha denominado
conversión genética. En ocasiones, varios genes
adyacentes experimentan una conversión conjunta; la
probabilidad de que ésta se produzca entre dos genes
depende de la distancia entre ellos. Esto proporciona otra
forma de determinar las posiciones relativas de los genes en el
cromosoma.
Sexo y ligamiento sexual
Morgan contribuyó también a los estudios
genéticos cuando en 1910 observó diferencias
sexuales en la herencia de caracteres, un patrón que se
conoce como herencia ligada al sexo. El sexo está
determinado por la acción de una pareja de cromosomas.
Las anomalías del sistema endocrino u otros trastornos
pueden alterar la expresión de los caracteres sexuales
secundarios, aunque casi nunca invierten totalmente el sexo.
Por ejemplo, una mujer tiene 23 pares de cromosomas, y los
componentes de cada par son muy similares. Sin embargo, un
varón tiene 22 pares iguales de cromosomas y uno con dos
cromosomas diferentes en tamaño y estructura. Los 22
pares de cromosomas semejantes en mujeres y en hombres se
llaman autosomas. El resto de los cromosomas se denomina, en
ambos sexos, cromosomas sexuales. En las mujeres los dos
cromosomas sexuales idénticos se llaman cromosomas X. En
el hombre, uno de los cromosomas sexuales es también un
cromosoma X, pero el otro, más pequeño, recibe el
nombre de cromosoma Y. Cuando se forman los gametos, cada
óvulo producido por la mujer contiene un cromosoma X,
pero el espermatozoide generado por el hombre
puede contener o un cromosoma X o uno Y. La unión de un
óvulo, que siempre contiene un cromosoma X, con un
espermatozoide que también tiene un cromosoma X, origina
un cigoto con dos X: Un descendiente femenino. La unión
de un óvulo con un espermatozoide con un cromosoma Y da
lugar a un descendiente masculino. Este mecanismo sufre
modificaciones en diversas plantas y animales. La longitud
aproximada del cromosoma Y es un tercio de la del X, y aparte
de su papel en la determinación del sexo masculino,
parece que es genéticamente inactivo. Por ello, la mayor
parte de los genes en el X carecen de su pareja en el Y. Se
dice que estos genes están ligados al sexo, y tienen un
patrón hereditario característico. Por ejemplo,
la enfermedad denominada hemofilia, está producida por
un gen recesivo (h) ligado al sexo. Una mujer con HH o Hh es
normal; una mujer con hh tiene hemofilia. Un hombre nunca es
heterocigótico para este gen porque hereda sólo
el gen que existe en el cromosoma X. Un varón con H es
normal; con h padecerá hemofilia. Cuando un hombre
normal (H) y una mujer heterocigótica (Hh) tienen un
descendiente, las niñas son normales, aunque la mitad de
ellas tendrán el gen h —es decir, ninguna de ellas
es hh, pero la mitad tendrán el genotipo Hh—.Los
niños heredan sólo el H o el h; por lo tanto, la
mitad de ellos serán hemofílicos. Por esta
razón, en condiciones normales, una mujer portadora
transmitirá la enfermedad a la mitad de sus hijos, y el
gen recesivo h a la mitad de sus hijas, quienes a su vez se
convierten en portadoras de hemofilia. Se han identificado
otras muchas situaciones en los seres humanos incluyendo la
ceguera para los colores rojo y verde, la miopía
hereditaria, la ceguera nocturna y la ictiosis (una enfermedad
cutánea) como caracteres ligados al sexo.
Genotipo
Es un conjunto de los genes constitutivos de un individuo
o de una especie; Generalmente referido a uno o varios genes
relevantes en un contexto determinado.
Fenotipo
Es un conjunto de caracteres hereditarios, que posee cada
individuo perteneciente a una determinada especie vegetal o
animal. Es una realización visible del genotipo en un
determinado ambiente.
Se denomina mutación a cada una de las
perspectivas que se forman en el escenario de un teatro
cambiando la decoración. Destemple de la estación
en determinada época del año, que se siente en
algunos países. Cualquiera de los cambios que aparecen
bruscamente en el fenotipo de un ser vivo, que se transmiten
por herencia a los descendientes. El material genético
puede sufrir alteración cualitativa o cuantitativa, y
redistribución.
Mutaciones
Aunque la replicación del ADN es muy precisa, no
es perfecta. Muy rara vez se producen errores, y el ADN nuevo
contiene uno o más nucleótidos cambiados. Un
error de este tipo, que recibe el nombre de mutación,
puede tener lugar en cualquier zona del ADN. Si esto se produce
en la secuencia de nucleótidos que codifica un
polipéptido particular, éste puede presentar un
aminoácido cambiado en la cadena polipeptídica.
Esta modificación puede alterar seriamente las
propiedades de la proteína resultante. Por ejemplo, los
polipéptidos que distinguen la hemoglobina normal de la
hemoglobina de las células falciformes difieren
sólo en un aminoácido. Cuando se produce una
mutación durante la formación de los gametos,
ésta se transmitirá a las siguientes
generaciones.
Mutación de genes
Las mutaciones fueron descritas por primera vez en 1901
por uno de los redescubridores de Mendel, el botánico
alemán Hugo De Vries. En 1929 el biólogo
estadounidense Hermann Joseph Muller observó que la tasa
de mutaciones aumentaba mucho con los rayos X.
Más tarde, se vio que otras formas de radiación,
así como las temperaturas elevadas y varios compuestos
químicos, podían inducir mutaciones. La tasa
también se incrementa por la presencia de alelos
específicos de ciertos genes, conocidos como genes
mutadores, algunos de los cuales parece que produce defectos en
los mecanismos responsables de la fidelidad de la
replicación de ADN. Otros pueden ser elementos que se
transponen La mayoría de las mutaciones genéticas
son perjudiciales para el organismo que las porta. Una
modificación aleatoria es más fácil que
deteriore y que no mejore la función de un sistema
complejo como el de una proteína. Por esta razón,
en cualquier momento, el número de sujetos que portan un
gen mutante determinado se debe a dos fuerzas opuestas: la
tendencia a aumentar debido a la propagación de
individuos mutantes nuevos en una población, y la
tendencia a disminuir debido a que los individuos mutantes no
sobreviven o se reproducen menos que sus semejantes. Varias
actuaciones humanas recientes, como la exposición a los
rayos X con fines médicos, los materiales
radiactivos y las mutaciones producidas por compuestos
químicos, son responsables de su aumento. Por lo general
las mutaciones son recesivas, sus efectos perjudiciales no se
expresan a menos que dos de ellos coincidan para dar lugar a
una situación homocigótica. Esto es más
probable en la procreación consanguínea, en el
apareamiento de organismos muy relacionados que pueden haber
heredado el mismo gen mutante recesivo de un antecesor
común. Por esta razón, las enfermedades
hereditarias son más frecuentes entre los niños
cuyos padres son primos que en el resto de la
población.
Mutaciones cromosómicas
La sustitución de un nucleótido por otro no
es el único tipo posible de mutación. Algunas
veces se puede ganar o perder por completo un
nucleótido. Además, es posible que se produzcan
modificaciones más obvias o graves, o que se altere la
propia forma y el número de los cromosomas. Una parte
del cromosoma se puede separar, invertir y después
unirse de nuevo al cromosoma en el mismo lugar. A esto se le
llama inversión. Si el fragmento separado se une a un
cromosoma distinto, o a un fragmento diferente del cromosoma
original, el fenómeno se denomina translocación.
Algunas veces se pierde un fragmento de un cromosoma que forma
parte de una pareja de cromosomas homólogos, y este
fragmento es adquirido por el otro. Entonces, se dice que uno
presenta una deficiencia y el otro una duplicación. Por
lo general los déficits son letales en la
condición homocigótica, y con frecuencia las
duplicaciones también lo son. Las inversiones
y las traslocaciones suelen ser más viables, aunque
pueden asociarse con mutaciones en los genes cerca de los
puntos donde los cromosomas se han roto. Es probable que la
mayoría de estos reordenamientos cromosómicos
sean la consecuencia de errores en el proceso de
sobrecruzamiento. Otro tipo de mutaciones se producen cuando en
la meiosis fracasa la separación de una pareja de
cromosomas homólogos. Esto puede originar gametos
—y por lo tanto cigotos— con cromosomas de
más, y otros donde faltan uno o más cromosomas.
Los individuos con un cromosoma de más se denominan
trisómicos, y aquellos en los que falta uno,
monosómicos. Ambas situaciones tienden a producir
incapacidades graves. Por ejemplo, las personas con
síndrome de Down son trisómicas, con tres copias
del cromosoma 21.En la meiosis fracasa a veces la
separación de un grupo completo de cromosomas; es decir,
se origina un gameto con el doble del número normal de
cromosomas. Si dicho gameto se une con otro que contiene el
número normal de cromosomas, el descendiente
tendrá tres grupos de cromosomas homólogos en
lugar de los dos habituales. Si se unen dos gametos con el
doble del número normal de cromosomas, el descendiente
estará dotado de cuatro grupos homólogos. Los
organismos con grupos adicionales de cromosomas reciben el
nombre de poliploides. La poliploidía es el único
proceso conocido por el cual pueden surgir especies nuevas en
una generación única. Se han observado
poliploides viables y fértiles casi exclusivamente en
organismos hermafroditas, como la mayoría de las plantas
con flores y algunos invertebrados. Por lo general, las plantas
poliploides son más grandes y más robustas que
sus antecesoras diploides. Algunas veces se originan fetos
poliploides en la raza humana, pero fallecen en una fase precoz
del desarrollo fetal y se produce un aborto.
En Busca Del Genoma Humano: Cronología
1985 | Primer plan |
1990 | Concesión de fondos |
1993 | Abre |
1994 | Craig |
1995 | Comienza el proyecto de decodificación a gran |
1998 | Evaluación del proyecto. Se fija el año Venter funda la empresa Celera Genomics Inc. Su objetivo |
1999 | Publicación del código genético |
2000 | Celera anuncia que tiene listo el 90% del primer |
2001 | Plazo |
2003 | Plazo
|
La guerra por patentar genes
La
batalla por patentar o privatizar el genoma humano -el mapa de
la vida- y la cura de las enfermedades genéticas son una
cuestión moral y
cultural y el negocio del siglo XXI, de miles de millones de
dólares, tan incalculable como si se cobrara el aire.
Quiénes son los contrincantes de esta pelea.
ANA
BARON. Corresponsal de Clarín en Washington. En el
terreno de la genética no podemos perder tiempo. El
descubrimiento de un solo gen puede salvar la vida de miles de
personas. Cada minuto que perdemos es de vida o muerte", le
dijo a Clarín el doctor Craig Venter, un biólogo
que se ha propuesto derrotar a los científicos apoyados
por el gobierno de
Estados Unidos y de Gran Bretaña en la carrera que
existe actualmente por anunciar primero el genoma humano, el
mapa de la vida o genético de la especie
humana.
A primera
vista el apuro de Venter parece muy altruista. De acuerdo a las
estadísticas uno de cada 1.000 chicos nace con
algún defecto genético. Es verdad que una gran
cantidad de enfermedades fatales son de origen genético
y que el descubrimiento del gen que las provoca no sólo
permitirá producir drogas para tratarlas, sino que
también vacunas para prevenirlas. Sin embargo,
detrás de las buenas intenciones, hay tantos millones y
millones de dólares en juego que en
Wall Street llaman a Venter el "Bill Gates" de la
genética y a su empresa Celera, la Microsofot de la
industria de la biotecnología. Tantos, que es
incalculable su monto hacia el siglo XXI. Según los
corredores de la Bolsa en la llamada "nueva economía"
las empresas biotecnológicas que logren apropiarse
legalmente de nuestros genes patentándolos
atraerán inversiones muy superiores a las que
están obteniendo actualmente la empresas de la
informática y de Internet.
El
negocio de los genes y las enormes ganancias que pueden llegar
a generar ha desencadenado una verdadera guerra
socioeconómica y ética. Hay un grupo de
científicos norteamericanos y británicos que,
apoyados financieramente por los gobiernos de Clinton y Blair,
están trabajando basados en el principio altruista que
nadie debe apoderarse del genoma humano. Según ellos,
todo el mundo tiene que poder acceder al mapa genético
de la vida, porque es un bien que le pertenece a la humanidad.
En ese sentido, a medida que avanzan en sus investigaciones
sobre el genoma humano, van publicando los resultados de sus
investigaciones. En EE.UU. estos científicos
están trabajando en el Instituto Nacional de la Salud
bajo la dirección de Francis Collins en el Proyecto
Público de Genoma Humano (HGP).
En la
vereda de enfrente hay un grupo muy pequeño de empresas
de biotecnología que también están
investigando el genoma humano pero se niegan a hacer
público el resultado de sus investigaciones, porque la
intención es ir vendiendo la información que
vayan obteniendo. La empresa más conocida en este
terreno es Celera Genomics, la empresa de Venter, que tiene su
sede principal en Rockville, muy cerca de
Washington.
Pero
Celera no es la única. También esta Incyte
Phamaceutical, el Human Genome Sciences, SmithKline Beechman, y
otras. Craig Venter no tiene ningún problema en decir
que su empresa "no es una empresa sin
fines de lucro". De hecho, Celera cotiza en Wall Street bajo el
logo CLR. Esta semana sus acciones
cotizaron a un promedio de 104 dólares la acción.
Lideradas por Venter, la ofensiva de estas empresas ha sido tan
feroz en el último año que el presidente Clinton
y Blair decidieron hace diez días establecer las reglas
del juego de lo que hoy se conoce como la "guerra de los
genes".
En la
declaración conjunta que hicieron el 15 de marzo,
Clinton y Blair pidieron a los científicos de todo el
mundo que publiquen toda la información que tengan
relativa al genoma humano. "Los datos fundamentales sobre el
genoma humano, incluyendo la secuencia de todo el genoma del
ADN humano y sus variaciones, tendrían que ser de libre
acceso para los científicos del mundo entero", dijeron.
La identidad
genética humana tendría que permitir "reducir la
incidencia de las enfermedades, mejorar la salud en el mundo y
la calidad de
vida de toda la humanidad", agregaron.
Sin
analizar bien lo que decía el resto del texto
firmado por Clinton y Blair, Wall Street reaccionó con
la furia de un rayo: todas las acciones de las empresas de
biotecnología bajaron vertiginosamente. Según The
New York Times, las empresas como Celera, ligadas al estudio
del mapa genético, es decir al genoma, fueron las
más afectadas. Sus acciones perdieron hasta un 20 por
ciento de su valor. Pero eso no fue todo, el Nasdaq, es decir
el índice de las empresas de tecnología de punta,
cayó más 200 puntos en un día.
El
pánico que todo eso creó, obligó al vocero
de la Casa Blanca Joe Lockhart a explicar que Blair y Clinton
no estaban en contra de la industria de la biotecnología
ni de la posibilidad de que registren patentes de tipo
biotecnológico. Una lectura
detenida de la declaración conjunta indica que Clinton y
Blair hacen una distinción entre el descubrimiento de un
gen y un invento genético. Esto abriría las
puertas a la privatización de las curas genéticas
y al verdadero negocio multimillonario.
El
descubrimiento de un gen no es más que el descubrimiento
de algo que se encuentra en la naturaleza y por eso, de acuerdo
a la declaración no debe ser patentado. Pero una vez
conocido el gen, si un científico logra descubrir una
enferme dad (o mutación de uno o más genes) para
poder fabricar ya sea una droga para
tratarla o una vacuna para prevenirla, eso sí
podría ser patentado.
"La
protección intelectual de las invenciones a partir de
los genes desempeña un papel importante en el desarrollo
de nuevos productos para salud", dicen Blair y Clinton. No es
posible pensar, ingenuamente, que los secretos del genoma no
serán aprovechados por las empresas farmacéuticas
y de biotecnología para el desarrollo de medicamentos.
También es cierto que empresas como Celera y Incyte han
hecho inversiones enormes para poder avanzar en el conocimiento
del mapa genético del ser humano. "A pesar de la
retórica altruista de los principales científicos
universitarios involucrados en el Proyecto Genoma Humano muchos
de ellos han invertido en empresas que si bien no se dedican a
trazar el mapa genético esperan sacar provecho a largo
plazo de la información obtenida por las investigaciones
públicas y privadas", escribió el profesor de
Biología Molecular de la Universidad
de Princeton Lee Silver en el The New York Times. Y
agregó: "Pero el problema son los límites. La
falta de legislación en el terreno de la
biotecnología es un buen indicador de las rapidez con
que se están produciendo los cambios. Estamos viviendo
en un momento donde todo está siendo redefinido, desde
cómo definir el principio y el final de la vida hasta si
la humanidad debería permitir que un ser humano sea
clonado".
Esta
corresponsal entrevistó a Venter por primera vez en
1994, cuando ya había abandonado el Proyecto
Público del Genoma Humano del Instituto Nacional de la
Salud donde trabajó durante 10 años y se
había instalado por su cuenta en una ex fábrica
de cerámica en las afueras de Washington con un objetivo
bien preciso: derrotar a sus ex compañeros, y ser el
primero en publicar el mapa genético del ser humano. El
objetivo parecía en aquel momento demasiado ambicioso,
pero actualmente Venter está por lograrlo. En menos de
seis años, se mudó de la fábrica de
cerámica a un edificio nuevo donde fundó Celera,
la compañía que ahora preside. Recientemente
Venter invitó a la impresionante masión que tiene
en Miami en South Beach a 1.800 líderes mundiales en
investigación genética con todo pago. Se calcula
que ya tiene una fortuna personal de más de 300 millones
de dólares.
Más allá de su aire de playboy
científico, el éxito de Venter se debe a que
descubrió un método para rastrear los genes en
nuestro organismo 1.000 veces más rápido del que
usan sus colegas. "Nuestro objetivo fue desde un principio
descubrir la mayor cantidad de genes humanos en el menor tiempo
posible. Necesitamos esa información por dos razones:
una, para poder combatir eficazmente las enfermedades fatales
de tipo genético, y la segunda, para poder comprender
quiénes somos y de dónde venimos. Nuestra
historia
está en los genes", explicó Venter.
Justamente porque nuestra historia está en nuestro
mapa genético, cuesta comprender que haya
científicos dispuestos a patentar nuestros genes para
poder lucrar con ellos. Venter insiste, sin embargo, con que
ése no es el objetivo de su compañía.
Venter quiere en realidad que Celera se transforme en lo que
Bloomberg es para la comunidad
financiera. Es decir, el objetivo es que Celera venda
información sobre cómo interpretar el mapa
genético humano, pero no el mapa en sí. De todas
maneras, los problemas de tipo ético que plantea
biotecnología hoy no terminan allí. Como todo
descubrimiento científico, el mapa genético
podrá ser utilizado de una manera positiva como
también de una manera negativa: se teme que el
conocimiento genético sea utilizado para la
discriminación laboral, como
arma contra una etnia o para elegir el color de pelo y de ojos
de nuestros hijos. El tema es tan importante que el 11 de
noviembre de 1997 se estableció en las Naciones Unidas
la Declaración Universal sobre el Genoma Humano y los
derechos
humanos que pone límites a cualquier tipo de
discriminación o manipulación del genoma
humano.
Lo cierto
es que la sutil diferencia entre descubrimiento e invento que
surge de la declaración conjunta de Clinton y Blair pone
en tensión la relación entre ciencia y
ética y entre ciencia y sociedad. Y entre lo
público y lo privado. Los gobiernos creen que dejar las
claves únicas de la especie humana y de su cura libradas
a una guerra del mercado es,
por lo menos, un riesgo y puede ser un peligro extremo. La
guerra, sin embargo, ya comenzó.
Se lo
considera el científico más mediático que
dio la comunidad y decodifica genes con la velocidad de un
rayo. Hace poco demostró su poder ofreciendo una gran
fiesta en su mansión de South Beach, en Miami, adonde
invitó a 1.800 líderes mundiales en
investigación genética, con todo pago. Craig
Venter, presidente de Celera Genomics, a los 53 años
quizá sea el Bill Gates
de la ciencia: su empresa puede llegar a concentrar las
patentes de gran parte de los genes que conforman el genoma de
un individuo.
Muchos se
sienten traicionados por este hombre calvo, muy americano, que
antes trabajaba en el Instituto Nacional de Salud y que
después formó su propia empresa. Casado con
Claire Frase, famosa bióloga molecular, Venter asegura
que la información sobre el genoma debe ser
pública pero, en la práctica, la Oficina de
Patentes de los Estados Unidos tiene una lista de por lo menos
cien secuencias de genes que Celera quiere patentar.
Como
muchos genios, Venter tuvo serios problemas en la escuela y un
buen día dejó todo para dedicarse al surf en el
sur de California. Mientras su único objetivo en la vida
era barrenar, lo alistaron para luchar en Vietnam. "La guerra
me cambió", dijo, simplemente. Y decidió ser el
protagonista de la tercera guerra mundial:
la guerra de los genes. "El tiempo es oro, cada minuto cuenta,
por eso ahora estoy en mi laboratorio muchas horas, para
descubrir finalmente el misterio del ADN." Venter
anunció que en la primavera tendrá listo su mapa
genético. Y ahora todos corren a su ritmo.
Campaña sobre patentes
Los genes
humanos también están siendo privatizados. A
medida que los proyecto sobre el genoma humano avanzan en la
localización y determinación de las funciones de
un número creciente de segmentos de material
genético (ADN), aumenta la carrera para obtener la
propiedad
comercial de este material y sus aplicaciones. La
apropiación de las personas (esclavitud) se
ha trasladado a la de sus genes.
El
Proyecto Genoma Humano es un Programa de investigación
consistente en determinar la secuencia completa de
nucleótidos de los cromosomas de la especie humana -al
tiempo que de organismos modelo utilizados en
experimentación de laboratorio-, para conocer todos y
cada uno de los genes humanos, su localización y
función. Dependiente del Departamento de Energía
y de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE. UU.,
cuenta con un presupuesto
anual sostenido de 200 millones de dólares (mas de
20.000 millones de pesetas) durante 15 años, hasta 2005.
James Watson, renombrado premio Nobel por su enunciado de la
estructura del ADN, se opuso, hasta dimitir en 1992 de su cargo
como director del Programa, cuando los dirigentes del NIH
patentaron los tramos de genoma secuenciados; también
han solicitado patentes sobre material del cerebro humano
alegando su posible utilidad futura. La empresa
biotecnológica californiana INCYT pretende patentar
40.000 sinapsis y material genético del cerebro humano.
Entre 1981 y 1995 se han concedido en todo el mundo 1.175
patentes sobre secuencias genéticas humanas, aunque en
la mayoría de los casos se desconoce su
función.
A
John Moore le extirparon el bazo en una operación
quirúrgica. Su médico extrajo células del
órgano sin el consentimiento del paciente, y
patentó una línea de células desarrollada
a partir de ese material. Moore pidió a los tribunales
la revocación de la patente argumentando que se
concedía a otros la propiedad de su esencia
genética. Sin embargo el titular de la patente sostuvo
que las células patentadas eran diferente de las
originales extraídas de su cuerpo, y Moore perdió
el caso. El fallo del Tribunal supone que se pueden patentar
los genes de una persona no solamente en el caso de que se haya
negado a dar su consentimiento sino inclusive habiendo adoptado
acciones legales para impedirlo.
Los
tribunales son reacios a otorgar patentes a los pacientes sobre
sus órganos, por temor a inhibir la investigación
médica. Los dueños de patentes se escudan en el
argumento de que la propiedad de las patentes no equivale a la
propiedad de los materiales orgánicos derivados del
cuerpo
humano, sino que simplemente poseen los derechos de su desarrollo
comercial. En la realidad, sin embargo, estas dos formas de
propiedad están intrínsecamente
ligadas.
El
Proyecto Diversidad del Genoma Humano de Naciones Unidas,
impulsado por Luca Cavalli-Sforza de la Universidad de Stanford
(EE.UU.), consiste en una recolección genética de
poblaciones que representan reliquias históricas en
peligro de extinción, para almacenarlas en bancos
genéticos y posteriormente descifrarlas y patentarlas.
Una secuencia de una mujer guaymi de Panamá, que se cree
contiene el gen contra la obesidad, ha sido patentada en EE.UU.
con Ron Brown, ministro de comercio
estadounidense, como titular. Los NIH han solicitado patentes
mundiales sobre ADN y líneas celulares de
indígenas de Panamá, Papúa y las Islas
Salomón.
Una
masacre no aclarada de 73 yanomamis a los que les habían
extraído los órganos, se ha relacionado con la
presencia en esas fechas del avión de reconocimiento del
Proyecto de Diversidad del Genoma. Muestras de sangre,
cabellos y células epiteliales de la boca son tomadas de
los indígenas de 722 tribus, sin ser informados sobre su
objetivo y sin su consentimiento. El punto clave es el debate
ético sobre el «consentimiento informado» de
difícil solución porque si los indígenas
no entienden el proyecto no pueden dar el consentimiento, y si
lo entendieran, muy probablemente rehusarían hacerlo.
Genetistas del Instituto de Genética de Bogotá
han reconocido que tomaron muestras de indígenas asarios
en la Sierra Nevada colombiana simulando programas de ayuda
sanitaria con la ayuda de personal de la multinacional
farmacéutica Hoffman-La Roche. La solución
propuesta de suscribir contratos para
que los pueblos indígenas obtengan parte de los
beneficios de la explotación comercial de su material
genético resulta muy problemática por la
imposibilidad para estas poblaciones de vigilar y hacer cumplir
los acuerdos. Una vez inmortalizados los genes de estos
pueblos, no parecen tan necesario los esfuerzos para garantizar
su supervivencia.
¿Cuáles son las alternativas? Mientras los
legisladores no establezcan unos límites
inequívocos a la patentabilidad de formas de vida, las
solicitudes de patentes sobre material, productos y procesos
genéticos en el ámbito nacional y europeo
crecerán y crearán precedentes
jurídicos.
La
inclusión en la normativa legal de una
prohibición explícita de patentes sobre tejidos
humanos, animales y vegetales como la solicitada en la
Declaración Por una Prohibición de las Patentes
sobre las Formas de Vida, resolvería algunos pero no
todos los problemas. La prohibición de patentes no
impedirá la mercantilización de los recursos
genéticos mundiales ni recompensará a quienes las
han preservado ni a las auténticas innovaciones
conseguidas.
El
conjunto de los recursos genéticos del mundo, incluyendo
los que han sido apropiados y están siendo utilizados
para el desarrollo industrial del Norte, deberían ser
considerados Patrimonio
Común de la Humanidad, garantizándose el libre
acceso a todo el mundo. No obstante, es preciso preguntarse si
su simple declaración como herencia común
inapropiable garantiza un uso equitativo y sostenible de los
mismos. ¿Existe una alternativa aceptable a las patentes
que reconozca la herencia colectiva a la vez que recompense la
innovación?.
John
Fleming, en su libro
¨La ética y el Proyecto de Genoma Humano sobre
Diversidad¨ se plantea que es posible que la
genética de poblaciones ponga en peligro los derechos
humanos y las libertades fundamentales de las personas, y de
los grupos que participan en el Proyecto Genoma Humano sobre
Diversidad (PGHD).
La
genética de poblaciones es una disciplina
que estudia la variación genética en poblaciones
definidas, incluidos los aspectos pertinentes de la estructura
poblacional y la variabilidad geográfica de las
secuencias de ADN y sus frecuencias. El PGHD, en cambio, ha
sido calificado de proyecto antropológico internacional
que trata de estudiar la riqueza genética de toda la
especie humana.
El
principal objetivo científico del PGHD sería
,según sus defensores, a) Profundizar en el conocimiento
de la historia e identidad del ser humano; b) Adquirir
conocimientos sobre los factores medioambientales y
genéticos presentes en la predisposición y la
resistencia a la enfermedad, la denominada epidemiología
genética; y c) Alentar la creación de
laboratorios locales en donde se recojan y analicen muestras
genéticas.
Se estima
que la ciencia contemporánea todavía lleva
consigo el bagaje filosófico del siglo XVII; que, lejos
de ser "neutral" desde un punto de vista filosófico,
está cargada de valores.
Reconocer las actitudes
filosóficas profundamente arraigadas en la mente de la
mayoría de los científicos y en la cultura
occidental arroja una considerable luz sobre las cuestiones
éticas afectadas por el desarrollo del proyecto y la
acumulación de información resultante.
El
conocimiento científico y las opciones que parece
imponer a la sociedad pudieran ser incontrolables y es posible
que la lucha por alcanzar este tipo de ciencia ponga en peligro
los derechos fundamentales de las personas y de las comunidades
que participan en el PGHD. En estos momentos es imposible
indicar cuáles serán las consecuencias para el
derecho a la intimidad de las personas y de las sociedades
que deseen proteger el conocimiento de su pasado, presente y
futuro, especialmente cuando dicho conocimiento pueda
constituir una amenaza para la coherencia social, religiosa y
cultural del propio grupo.
Por otra
parte, cuando se ve afectado "el interés nacional" los
viejos prejuicios contra las personas enfermas o
discapacitadas, junto con un apremiante deseo de liberarse de
la carga económica y social que supone cuidar a personas
con discapacidades, pueden servir muy bien para superar
escrúpulos cuando se trata de eliminar a personas con
discapacidades heredadas (aborto e infanticidio) y soslayar o
anular las disposiciones legales concebidas para proteger los
derechos a la confidencialidad, la intimidad y el igual acceso
a niveles razonables de atención sanitaria. Es posible
que la información sobre poblaciones y grupos concretos
resulte demasiado tentadora como para no ser utilizada en pro
de la eficiencia
social. Disponer de más información simplemente
puede ofrecer más posibilidades de que se cometan
violaciones de derechos humanos en todo el mundo, junto con el
utópico deseo de tener una población libre de
personas con graves minusvalías heredadas.
Quizás el PGH y el PGHD se conviertan en el
proyecto Manhattan del próximo siglo trayendo indudables
beneficios para la sociedad humana, pero, asimismo,
inimaginadas y espantosas amenazas, especialmente, desde el
punto de vista de los derechos humanos.
¿Derechos de propiedad comunitarios?
Genetic
Resources Action International (GRAIN), Aedenat y otros grupos
de todo el mundo están reclamando un marco legal que
establezca un régimen de derechos comunales locales
basado en los principios de Herencia, Territorialidad y
Comunalidad. En base a ello los Estados reconocerían los
derechos de propiedad indígena y comunales, y el derecho
al control de acceso a los recursos genéticos por parte
de las comunidades locales, e inclusive el derecho a decir NO a
una propuesta de recogida o comercialización de
elementos de la diversidad biológica. De esta forma se
asegura una información y el consentimiento previo
informado de quienes han preservado la riqueza genética
local, como prerrequisito para el acceso a los recursos
genéticos. Se asegura también una
participación equitativa en los beneficios, ya sean
financieros o de otro tipo, y una participación plena de
las comunidades locales en la toma de
decisiones.
La
normativa que regula los derechos de propiedad en el Norte ha
sido pensada para un sistema industrial con sus
particularidades propias, y el reto actual es conseguir su
adaptación a un modelo mas participativo. Las organizaciones
firmantes creemos que es posible desarrollar un régimen
jurídico alternativo, y que las bases para ello se han
esbozado ya en algunos convenios internacionales. Creemos que
si los derechos de las comunidades locales no se consagran en
la legislación internacional, la biodiversidad se convertirá en simple
mercancía entre quienes se pueden permitir el lujo de
pagar por ella, o establecer las condiciones de su venta.
En
Colombia,
India,
Filipinas y los países del Pacto Andino se
están desarrollando activamente sistemas
alternativos de este tipo. Concluimos que «la lucha
contra los derechos de propiedad intelectual al estilo
monopolístico, como los vigentes en el Norte, es clave
si queremos ganar la pelea mas amplia por los derechos de los
pueblos al control de su subsistencia, y en particular de sus
recursos biológicos».
Diez
buenas razones para oponerse a las patentes sobre la vida
si patentan la vida:
Los
CONSUMIDORES pagarán precios mas
altos por los alimentos, las medicinas y otros productos en
cuyo proceso de producción intervenga la
ingeniería genética. La industria primará
la adopción de tecnologías y componentes
patentables, en detrimento de la calidad.
La
SEGURIDAD
ALIMENTARIA y la SALUD dependerán cada vez mas de las
grandes multinacionales, que tendrán mucho mas
fácil conseguir mercados
cautivos. Una misma empresa podrá controlar semillas
agrícolas, razas ganaderas, su proceso de
producción, también el de transformación o
elaboración y finalmente incluso los medicamentos. Es
decir, la misma empresa responsable de la calidad de los
alimentos (salud) podrá controlar también los
productos farmacéuticos (enfermedad).
Los
AGRICULTORES y GANADEROS tendrán que pagar precios mas
elevados por las semillas, plantas y animales que compren. No
les estará permitido reproducirlos para la venta sin la
autorización y pago de royalties. De esta forma,
agricultores y ganaderos perderán el control sobre el
primer eslabón de la cadena alimentaria aumentando
aún más su dependencia de las
multinacionales.
La
estructura del MERCADO y el TRABAJO
se concentrarán cada vez mas. Menos empresas van a poder
competir en un contexto de mercado cada vez más
internacionalizado. Se afirma que se crearán más
empleos pero no se menciona para quién, ni
cuántos empleos desaparecerán tanto por causas
directas como indirectas.
Las
MUJERES se verán especialmente afectadas: el control
patriarcal sobre su capacidad reproductiva puede incrementarse,
tanto en lo que se refiere al número de hijas
(políticas de población), como a las
«características» de éstas
(discriminación de sexos en India y China; pruebas
fetales obligatorias en EE.UU.).
El
«TERCER MUNDO» verá disminuir cada vez
más su acceso a la información científica
y a la transferencia de tecnología. El abismo entre el
Norte y el Sur se acentuará. Los países mas
pobres pagarán precios más elevados por los
productos a los países industrializados,
agravándose el peso de la deuda externa y
la marginación social.
El
hecho de que los genes humanos puedan convertirse en propiedad
exclusiva de los titulares de las patentes atenta contra el
fundamento mismo de los DERECHOS HUMANOS. La inviolabilidad de
la información genética personal y su control se
verá igualmente violentada por la búsqueda de
genes patentables.
Los
VALORES ETICOS y RELIGIOSOS basados en el respeto a la
vida, la creación y la reproducción serán
totalmente alterados. Las patentes sobre los materiales
genéticos imponen un concepto
reduccionista y materialista de la vida misma como mera
colección de sustancias químicas que pueden
reproducirse, manipularse, modificarse y patentarse:
«todo por dinero».
La
relación de la SOCIEDAD con la naturaleza se verá
reducida a intereses comerciales basados en la
explotación y el lucro. No se puede
«inventar» o «crear» a la naturaleza…
pero unos pocos pretenden, valiéndose de su poder
«científico» y económico, apropiarse
de una parte de ella mediante manipulaciones y modificaciones
genéticas, expropiando al resto de la sociedad. El
concepto de BIENESTAR ANIMAL desaparecerá. Las patentes
estimulan la utilización de los animales como si fueran
auténticas fábricas de elaboración de
alimentos y productos farmacéuticos, restando
importancia a su sufrimiento.
La
BIODIVERSIDAD natural y domesticada, y los conocimientos
populares ligados a ellas, estarán cada vez mas bajo el
dominio y
control monopolístico de los grandes conglomerados
empresariales. Con ello se incrementará en gran medida
la uniformidad genética. Los sistemas de
producción alimentaria y de medicamentos serán
cada vez mas vulnerables ante los cambios ecológicos y
presiones sociales.
Proyectos
Genoma de diversos organismos
En esta
sección presentamos los enlaces a las páginas
web de diversos
proyectos de
secuenciamiento de genomas de algunos, organismos por orden
alfabético, con los nombres y ubicación de las
diversas instituciones a cargo de ellos.
Como
resultado secundario del proyecto Genoma Humano, coordinado por
el Departamento de Energía de los Estados Unidos, se han
empezado a desarrollar y en algunos casos completar, los
genomas de algunos organismos bien sea por intereses
comerciales, de investigación o ambos.
Algunos
de estos organismos ya han sido totalmente secuenciados y
caracterizados.
Los proyectos a que aquí se presentan tienes muy
distintos estadios de desarrollo. En algunos casos se han
completado las secuencias del genoma de todo el organismo, en
otros casos están apenas en sus inicios. Dado que cada
uno de los proyectos esta siendo llevado adelante por muy
distintas instituciones a nivel mundial, también se
deben esperar muy diversos niveles de calidad en los servicios
prestados.
Artículos publicados sobre genoma
humano
El genoma
del ratón ayudará a descifrar el código
genético del hombre
BIRMINGHAM — A menos de un mes de anunciar la
conclusión del genoma humano, científicos
indicaron el lunes que para comprender su significado
deberán compararlo con el genoma de otros
mamíferos, comenzando con el ratón.
Este
será el próximo paso en el proyecto de descifrar
el código genético del hombre, señalaron
investigadores en el XVIII Congreso Internacional de
Bioquímica y Biología Molecular.
Los
científicos sostienen que comparando los genes humanos
con los de otros organismos podrán entender con mayor
rapidez cómo funcionan los genes y cuál es su
participación en la enfermedad.
A su vez, eso llevaría al desarrollo de nuevos
medicamentos basados en los avances
genéticos.
"El
estudio comparativo va a ser una de las herramientas más
sencillas e importantes en el proceso de analizar los genomas",
dijo Craig Venter, presidente de la firma Celera Genomics, uno
de los dos emprendimientos que completaron la secuencia del
genoma humano.
Venter
dijo que la firma espera completar el genoma del ratón
para diciembre de este año.
Para entender la enfermedad
Los
científicos ya cuentan con los genomas de una serie de
organismos, entre ellos la mosca de la fruta, pero el
ratón sería el segundo mamífero del que se
obtenga el código genético.
Para
investigadores como John Seidman, de la Facultad de Medicina de
Harvard, quien estudia la base genética de una
afección coronaria denominada cardiomiopatía
hipertrófica, la publicación del genoma del
ratón será un gran avance.
Seidman
estudia cómo opera la enfermedad tanto en hombres como
en ratones y le ha llevado diez años identificar diez
genes presentes en esta compleja condición, pero
aún es necesario identificar un número no
determinado de genes.
La
posibilidad de comparar el genoma del ratón con el
genoma humano podría ayudar a identificar los genes
restantes y brindar un panorama más completo sobre el
proceso bioquímico que desencadenan las mutaciones
genéticas.
"Nos
ayudaría muchísimo en el esfuerzo de descifrar el
proceso de la enfermedad", dijo Seidman.
De
ratones y hombres
Los
investigadores están estudiando el funcionamiento de los
genes en ratones, que comparten cerca de 90 por ciento de su
código genético con los humanos.
El proceso se basa en la noción de que muchos de los
mecanismos básicos que controlan nuestro cuerpo han
variado muy poco a través de la evolución de las
especies.
De esta
forma, los científicos pueden obtener un panorama
bastante completo de cómo funciona un gen humano
recientemente descubierto al operar una mutación en
formas de vida menos complejas.
"El
ratón es muy importante porque podemos cambiar cualquier
gen y copiar exactamente la mutación que causa
enfermedades en los pacientes humanos", dijo Jan Hoeijmakers,
de la Universidad de Erasmus, quien estudia el proceso de
envejecimiento en ratones y hombres.
El
estudio comparado de los genomas ha revelado que los seres
humanos comparten mucha más información
genética con otras especies de la que jamás se
haya imaginado.
En el
caso del ratón, el estudio de algunos bloques de su
secuencia genética ha revelado que son tan similares a
los huamnos que resulta imposible distinguir unos de
otros.
(Con
información de Reuters)
El
alfabeto del genoma humano está listo, pero
todavía nadie lo entiende
Junio 15,
2000
BETHESDA,
Estados Unidos — Todas las noches, un batallón de
computadoras
de 16 laboratorios ubicados en distintas partes del mundo se
comunica con un centro de datos en Estados Unidos y transmite
una interminable sucesión de códigos:
ATCGATCGCGATCG. Es el lenguaje del genoma humano ¿pero
qué quiere decir?
Dos equipos de investigadores que participan en el Proyecto del
Genoma Humano trabajan en la fase final del esfuerzo masivo por
catalogar todos los genes presentes en el hombre.
Los
científicos pronostican que el conocimiento que se
obtenga tendrá efectos profundos en el terreno
médico, ético, legal y económico pero
admiten que llevará mucho tiempo develar completamente
su significado.
"Esta es
una revolución distinta a todo lo que se ha visto hasta
el momento", afirma Richard Young, del Instituto Whitehead de
Investigación Biomédica en Cambridge, estado de
Massachusetts.
Se suele
decir que el Proyecto del Genoma Humano es un esfuerzo por
descubrir el sentido de la composición genética
pero los científicos no están decodificando el
genoma sino incorporándolo a una gigantesca base de datos
con la esperanza de llegar a comprenderlo.
Lo que
tienen por ahora está lejos de ser un manuscrito
impecable libre de errores y vacíos, pero es un borrador
con el material suficiente como para completar el libro. El
problema es que nadie está en condiciones de
leerlo.
Una tarea del siglo XXI
La mayor
parte del genoma está escrita en un idioma que los
científicos todavía no comprenden. Es como si
acabaran de descubrir una lápida con inscripciones de un
misterioso texto antiguo.
La
decodificación de los genes, la comprensión de su
funcionamiento será tarea del siglo XXI.
"Comprender este genoma nos va a tomar otros cien
años. Quizás más", advierte Harold Varmus,
presidente del Centro Oncológico Sloan-Kettering en
Nueva York y ex director del Instituto Nacional de Salud de
Estados Unidos.
Las
instrucciones para "construir y operar" un ser humano son
engañosamente sencillas y están escritas en el
ADN en forma de escalera.
Cada
peldaño se compone de un par de sustancias
químicas que sólo se ligan entre sí. Si
una mitad del peldaño es el compuesto adenina, la otra
es siempre timina, si una mitad es guanina, la otra es
citosina. Eso es todo.
Los
biólogos suelen referirse a las cuatro moléculas
básicas del ADN por sus iniciales: A, T, G y
C.
Sólo cuatro letras
El
código de la vida está escrito con un alfabeto de
apenas cuatro letras. Puede parecer sencillo, pero con sus 3000
millones de caracteres, el genoma humano llenaría 200
guías telefónicas de una gran ciudad.
Ese
código da las instrucciones para que el organismo
evolucione desde un embrión hasta un ser adulto, viva,
se reproduzca y muera.
En su
nivel más básico, la vida es un conjunto de genes
que dirige una complicada sinfonía biomolecular. Al
igual que las notas en el pentagrama indican a los
músicos la melodía a ejecutar, los genes indican
a las células qué proteínas
producir.
Las
proteínas, a su vez, realizan distintas tareas como
producir los tejidos del organismo, digerir los alimentos,
almacenar recuerdos, procesar desechos y hasta indicar a las
células cuándo les llega el momento de
morir.
Pero para
comprender realmente nuestra composición
genética, los científicos deben estudiar la
interacción entre los genes y determinar cómo
funcionan las proteínas. Este terreno de estudio, la
genómica funcional, está aún en su
infancia.
"Por
ahora, podemos especificar de qué están hechas
las proteínas", dijo el experto en genética
Robert Waterston.
"Pero
aún debemos descubrir cómo funciona cada una,
qué forma tiene y con qué interactúa, en
qué células está presente, en
cuáles no", indicó.
"Y
también será necesario determinar qué
enfermedades alteran su manifestación, como incide en
ellas, por ejemplo, el cáncer o la diabetes",
añadió.
(Con
información de Associated Press)
Descifran la secuencia genética del
cólera
WASHINGTON (CNN) — Investigadores han descifrado el mapa
genético de la bacteria que causa el cólera, una
enfermedad intestinal aguda que se contagia a través del
agua y alimentos contaminados y cobra miles de vidas cada
año.
"Determinar la secuencia genética de agentes
patógenos como el vibrión colérico es un
gran avance en la lucha contra una de las enfermedades
infecciosas más difíciles de erradicar", dijo el
doctor Antonio Fauci, director del Instituto Nacional de
Alergia y Enfermedades Infecciosas de Estados Unidos, que
financió el proyecto.
Según cifras de la Organización Mundial de
la Salud, el año pasado 220.000 personas se contagiaron
el vibrión colérico y 8.400 murieron a causa de
la enfermedad, cuya mayor incidencia se registra en
países de América latina, Asia y Africa.
La
enfermedad puede ocasionar vómitos, diarrea y
deshidratación. En los casos de mayor gravedad, la
deshidratación es extrema y puede causar la muerte en
término de 24 horas.
Se estima
que el 50 por ciento de los infectados mueren si no son
sometidos inmediatamente a tratamiento.
Un
hito
El haber
obtenido la secuencia del vibrión colérico
"marca un hito
en la investigación del cólera", dijo Claire
Fraser, presidenta Instituto para la Investigación
Genómica, en el estado de
Maryland.
"Esta
información arroja luz sobre el proceso por el que un
organismo vivo se convierte en un agente patógeno para
el ser humano y agilizará nuestra comprensión de
la enfermedad y cómo controlarla",
añadió.
El
vibrión colérico es la segunda bacteria de la que
se obtiene la secuencia genética. La primera fue la del
E.coli, en 1997.
Más de 30 investigadores participaron en el
estudio, encabezado por científicos del Instituto para
la Investigación Genómica.
Los
investigadores hallaron que la bacteria que causa el
cólera incluye dos cromosomas constituidos por 3.885
genes, que a su vez están integrados por más de
cuatro millones de pares de bases.
Vacunas más efectivas
"Este
será el punto de partida para gran parte de los estudios
que se realicen en el futuro", señaló el
microbiólogo Matthew Waldor, del Centro Médico
Tufts Nueva Inglaterra en
la ciudad de Boston.
"La
secuencia del genoma contribuirá al desarrollo de nuevas
vacunas y medicamentos para luchar contra el cólera",
escribió Waldor en un comentario que será
publicado esta semana en la revista
especializada Nature.
Actualmente, las vacunas disponibles para combatir el
cólera sólo resultan efectivas en un 50 por
ciento de los casos y sus efectos duran menos de seis meses,
indicó el Centro para el Control y Prevención de
Enfermedades e Estados Unidos.
Científicos piden normas
internacionales que impidan a las empresas patentar
genes
MADRID
(CNN) — El establecimiento de normas de carácter
internacional para evitar que las empresas patenten genes y
secuencias genéticas es el reto más acuciante que
enfrenta la comunidad científica, indicaron el
miércoles especialistas que participan en el Primer
Congreso Mundial de Bioética, en la ciudad
española de Gijón.
Más de 300 especialistas de 15 países
participan en el congreso, que intenta establecer reglas
éticas que garanticen el aprovechamiento equitativo de
los avances biotecnológicos.
El
catedrático argentino Salvador Darío Bergel,
profesor de bioética de la Universidad de Buenos Aires,
indicó que el otorgamiento de patentes sobre los genes o
secuencias genéticas supone un "disparate que amenaza
con socavar el futuro de la investigación
científica".
El
experto lamentó que la normativa europea permita
patentar un "elemento aislado del cuerpo humano" y
recordó que sólo es éticamente
justificable la patente sobre un procedimiento
concreto que
no frene estudios ulteriores.
Bergel
urgió a forjar un acuerdo internacional que ponga fin a
estas prácticas, que en su opinión son
"insostenibles legal y éticamente y obstaculizan la
investigación".
El
presidente de la Sociedad Internacional de Bioética,
Marcelo Palacios, se refirió al Proyecto del Genoma
Humano, cuyo objetivo es realizar un mapa de la
composición genética del hombre, y dijo que
descifrarlo "será un primer paso muy
importante".
Pero
destacó que lo más importante será
descubrir su funcionamiento "para avanzar en el conocimiento
sobre el origen de la vida, las enfermedades o nuevas terapias
quirúrgicas" y se pronunció en contra de patentar
las secuencias genéticas.
"En malas manos, las patentes pueden ser muy dañinas
para la humanidad", señaló.
Estados
Unidos, Francia, Gran Bretaña, Japón y China, los
cinco países que participan en el Proyecto del Genoma
Humano, anunciarán el lunes los resultados de la
investigación.
El
proyecto es el paso inicial para la investigación de los
cerca de 30.000 a 150.000 genes contenidos en cada uno de los
23 pares de cromosomas presentes en el ser humano.
El
presidente del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas de España (CSIC), César
Nombela se manifestó partidario de que la
información sobre el genoma humano quede al cuidado de
un organismo supranacional, como por ejemplo la
UNESCO.
Nombela
señaló que el reciente llamamiento del presidente
de Estados Unidos, Bill Clinton, y del primer ministro
británico, Tony Blair, para que las secuencias
genéticas sean de acceso libre supone "una esperanza"
para lograr que los adelantos "sean accesibles al conjunto de
las personas y no agraven las diferencias sociales entre los
mundos desarrollado y subdesarrollado".
Bioética o anarquía
El
estadounidense Van Rensselaer Potter, el primer
científico en usar el término bioética
hace 30 años, reclamó en la apertura del congreso
el martes una "acción política" ante los avances
tecnológicos y advirtió que el tercer milenio
será "el de la bioética mundial o el de la
anarquía". El científico recordó que la
bioética pide desde su comienzo una acción
política para lograr mediante acuerdos o leyes "la
supervivencia de la interacción entre la gente y los
sistemas biológicos ".
"La
bioética no es sólo una cuestión
médica, sino también un asunto medioambiental y
social", señaló.
Palacios
coincidió y dijo que el congreso abordará los
avances científicos desde la perspectiva de los derechos
humanos, para propiciar el establecimiento de reglas
éticas universales que se apliquen a la
biotecnología.
El
objetivo de ese acuerdo global debe ser, a su juicio, "prever
la revolución social derivada de estos avances y evitar
abusos entre los países ricos y pobres, la esclavitud
técnica, los desequilibrios alimenticios, o la
destrucción de la biosfera"
De
la doble hélice al genoma humano
El
científico que creó el Proyecto Genoma Humano
celebra el éxito
Junio 28, 2000
Por JAMES
WATSON
(TIME) —
Ninguno de los que tuvimos el privilegio de ver por primera
vez, a finales de 1953, la doble hélice del ADN pensamos
jamás que viviríamos lo suficiente para verla
totalmente descodificada.
Por aquel
entonces, sólo soñábamos con alcanzar el
siguiente objetivo: descubrir de qué manera las cuatro
letras del alfabeto del ADN (A, T, G y C) configuran las
secuencias lineales de aminoácidos responsables de la
síntesis de proteínas, los principales
protagonistas de la vida celular. Resulta que la esencia del
código genético y la maquinaria molecular
encargada de leerlo se descubrió hacia 1966, sólo
13 años después de que Francis Crick y yo
descubriéramos la estructura del ADN.
A partir
de entonces, las imaginativas mentes científicas se
dedicaron a estudiar la forma de leer los mensajes del ADN.
Sorprendentemente, Fred Sanger, de la Universidad de Cambridge,
y Walter Gilbert, de Harvard, desarrollaron cada uno, en menos
de una década, métodos eficaces para determinar
el orden de las letras del ADN. Casi simultáneamente,
Herbert Boyer y Stanley Cohen idearon procedimientos
sencillos para separar y fusionar moléculas de ADN y
producir el "ADN recombinante".
Los
más pesimistas proclamaron después que estas
técnicas crearían formas de vida que
amenazarían nuestra existencia tanto como las armas
nucleares. Estas falsas alarmas frenaron el progreso
sólo durante algunos años. Pero hacia 1980, el
inmenso poder del ADN recombinante salió a la luz
pública. Poco tiempo después,
transformaría de forma irreversible la biología y
la medicina dando paso a la biotecnología
moderna.
Yo
deseaba acelerar el avance de la genética humana y por
eso en 1986 me convertí en uno de los primeros
defensores del Proyecto Genoma Humano, cuyo objetivo definitivo
era determinar la secuencia de los casi tres mil millones de
letras del ADN que componen nuestro código
genético. Aunque destacados jóvenes
científicos sostuvieron que aún no era el
momento, los de la generación anterior veíamos de
cerca cómo nuestros padres y parejas caían
víctimas de enfermedades por una predisposición
genética. Y prácticamente todos conocíamos
a alguna pareja con hijos cuyo futuro estaba amenazado por
algún mal de carácter genético.
Así, la Academia Nacional de Ciencias
nombró una comisión de expertos que al cabo de un
año determinó que era posible descifrar el libro
de instrucciones humano en un plazo de 15 años, siempre
que el proyecto fuera liderado por científicos
apropiados y se aportaran 3.000 millones de dólares para
gastarlos y repartirlos razonablemente durante ese
tiempo.
Nuestro
primer informe hizo
hincapié en que debíamos determinar la secuencia
de los genomas más pequeños (de 1 a 13 millones
de letras) de las bacterias y la levadura, y luego pasar a los
cien millones de letras de los gusanos y las moscas.
Estábamos seguros de que
cuando hubiéramos terminado el proyecto, la
tecnología secuenciadora costaría menos de 50
centavos por letra, y entonces estaríamos listos para
descifrar el genoma humano. También confiábamos
en que la genómica daría resultados en el
área científica y médica mucho antes de
descifrar las últimas letras del genoma
humano.
Así que me dirigí al Congreso en mayo de
1987 con el informe en la mano, y prometí que mucho
antes de finalizar el proyecto genoma clonaríamos gran
parte de los genes fundamentales que hacen que los seres
humanos sean proclives a padecer la enfermedad de Alzheimer o
el cáncer de mama y colon, enfermedades comunes en
algunas familias. Afortunadamente el tiempo ha demostrado el
avance significativo que ha experimentado la ciencia en estas
áreas.
El
Congreso dio prioridad a mi proyecto anteponiéndolo al
de otros muchos colegas biólogos moleculares y pronto
puso a nuestra disposición el dinero
que lo puso rápidamente en marcha. En octubre de 1988,
fui a Washington para coordinar la iniciativa de los Institutos
Nacionales de Salud en el proyecto. Desde el comienzo, me
esforcé por asegurar que éste tuviera
carácter internacional y contara con el apoyo de los
principales países industrializados. De esta manera, se
eliminaría la impresión de que un determinado
país u organización controlaba el genoma humano.
También queríamos publicar la totalidad de los
datos en Internet para que se pudiera tener acceso a ellos de
forma gratuita en todo el mundo.
Actualmente, las personas que forman parte de este
consorcio internacional se enorgullecen de publicar las nuevas
secuencias de ADN en Internet a las 24 horas de su
descubrimiento. Hace 12 años, nadie se habría
imaginado que se descifrarían casi 500 millones de pares
básicos de ADN en tan sólo un mes.
Con el
proyecto prácticamente terminado, tres años antes
de lo previsto, debemos señalar que los primeros
detractores han cambiado de actitud. En
lugar de pedirnos que nos calláramos, como hicieron en
1991, ahora nos suplican que pasemos rápidamente a los
genomas del ratón, la rata y el perro.
También es importante destacar que ningún
otro proyecto científico de esta envergadura, salvo
quizás el Proyecto Manhattan, se ha llevado a cabo con
tanto celo por el bien común. Al compartir sus
descubrimientos con esta libertad y
rapidez, los miembros de nuestra comunidad genómica
tienen poco tiempo para la promoción de sus
reputaciones.
En
cambio, las grandes inyecciones de capital
privado de los últimos dos años han ayudado a las
compañías que intentan encontrar y patentar
secuencias claves de ADN antes de que se divulguen
públicamente. Como era de esperar, las personas que
están al frente de esas compañías han dado
a entender que los que comenzamos el proyecto ya no somos
necesarios. Para alivio de todos nosotros, al proyecto
público se destinó más dinero. Nuestros
patrocinadores desean asegurarse de que todas las
características esenciales del genoma humano
estén a libre disposición de la gente. Y los
acontecimientos de las últimas semanas demuestran que
los que trabajan por el bien común no andan a la zaga a
los que buscan su propio beneficio.
En
México el estudio del genoma humano a través de
la información de la bacteria risobium x
Oaxaca, Oax.- En unos años en México se
podrá tener completo el ciclo de estudio del genoma
humano, a través de la búsqueda de la
información total sobre la bacteria "Risobium X" que se
realiza en el Centro de Investigación sobre
Fijación de Nitrógeno de la Universidad Nacional
Autónoma de México.
Así lo
informó el doctor Pedro Julio Collado Vides, responsable
del proyecto, en el marco del Primer Congreso de Responsables
de Proyectos del Comité de Ingeniería
Eléctrica, Ciencias de la Computación y
Matemáticas Aplicadas a la Ingeniería, del
Conacyt, que se realiza en esta ciudad.
El doctor
Collado explicó que hay dos formas de entender el
proyecto del genoma humano, una es el estudio de la cadena
genética del Homo Sapiens, y la otra es la
investigación sobre modelos de
seres vivos que conviven, de una u otra forma, con el hombre,
como son ratones, bacterias o plantas.
Por el momento ya se tiene la secuencia completa de uno
de los siete plasmas que conforman la Risobium X, la cual vive
en el suelo, y ayuda
a la fijación del Nitrógeno en plantas como el
frijol. Se estima que tardará un par de años
más en reunirse la información genética
completa sobre esta bacteria.Entre los beneficios que
traerá consigo este proyecto apoyado por el Consejo
Nacional de Ciencia y Tecnología, dijo, se encuentra la
oportunidad de que nuestro país viva el proceso de
estudio sobre el genoma de principio a fin, lo que
ayudará a comprender mejor el proceso de fijación
del nitrógeno en las plantas.
El doctor
Collado apuntó que se mejorará la infraestructura
computacional para realizar estudios de predicción de
señales reguladoras en bacterias, y tendrá un
mejor nivel la profesionalización e interacción
de los estudiantes en materia genética. Con la
información obtenida podrá realizarse
también toda una serie de experimentos productivos
basados en la cadena completa de la bacteria, y mejorará
la producción agrícola en nuestro
país.
En otra
parte de la reunión, el doctor Harold Stoldberg, de la
National Science Fundation (NSF), dijo que en breve se espera
concretar un nuevo acuerdo con el Conacyt para realizar un
taller de "Program Development" a fin de apoyar a los proyectos
de investigación en nuestro país.
Hasta el
momento, dijo, NSF-Conacyt apoya aproximadamente 30 proyectos,
sin contar las áreas de computación,
ingeniería y biología, y aclaró que el
apoyo que otorga dicha institución es únicamente
para financiamiento de viajes,
viáticos, costos de
transportación, materiales, y comunicación y no
se auspician salarios o
equipamiento pesado.
Domingo
19 de marzo de 2000
La Guerra De Los Genes: Polémica En Los Estados
Unidos. Los intereses que hay detrás del proyecto Genoma
Humano
Algunos
científicos se oponen a que las empresas privadas
patenten los genes. Sin embargo, éstos ya se cotizan en
Wall Street. El primer borrador del mapa genético humano
se conocerá en septiembre.
ROBOT
GENETICO. Lo usan para descubrir genes en la Universidad de
Wisconsin.
Paula
Andalo
La guerra
de los genes" tuvo un nuevo capítulo esta semana cuando
el presidente estadounidense Bill Clinton y el primer ministro
británico Tony Blair aseguraron que la
información sobre el proyecto Genoma Humano debe ser de
dominio público. Pero ambos mandatarios obviaron una
parte importante del debate, más cercana a Wall Street
que a un laboratorio: si es ético patentar
genes.
El
proyecto Genoma Humano, que ya lleva diez años, se
propone "dibujar" el conjunto de genes que posee un individuo y
que determina todas las características que conforman su
herencia, desde sus rasgos físicos hasta su
predisposición a padecer algunas
enfermedades.
Quien
posea esta información tendrá mucho poder en el
futuro. Porque sabrá qué gen está
vinculado a determinada enfermedad y podrá desarrollar
fármacos precisos para combatirla. Además, quien
sea dueño de un gen podrá cobrar derechos a quien
quiera utilizar esa información. En pocas palabras, los
genes ya comenzaron a cotizar en bolsa.
En sus
orígenes, el proyecto era exclusivamente estatal,
financiado por el Instituto Nacional de Salud de los Estados
Unidos y por el Welcome Trust de Londres. Pero en 1995 entraron
en carrera empresas privadas como Celera Genomics, que ya
patentó cientos de genes. Ambos sectores invierten por
año 600 millones de dólares en esta
investigación.
Mientras
los logros eran pequeños, la convivencia fue tranquila.
Pero a medida en que el mapa genético fue tomando forma,
todos mostraron las garras. Y el debate explotó cuando
se anunció que el primer borrador estará listo
esta primavera.
Ahora,
los científicos del organismo estatal quieren difundir
los resultados del proyecto por Internet y los empresarios
pretenden que sea de acceso más restringido. Los
primeros están en contra de "patentar el conocimiento" y
aseguran que hay que evitar el monopolio de
los genes. Los segundos creen, sin embargo, que invirtieron
muchos años y mucho dinero y que las reglas del mercado
son otras.
El
experto argentino Víctor Penchaszadeh es jefe de la
División de Genética Médica del Betch
Israel
Medical Center en Nueva York y es miembro del comité
asesor sobre pruebas genéticas de la Secretaría
de Salud Pública de los Estados Unidos. En una charla
telefónica con Clarín, explicó la
complejidad de este debate.
"Las
palabras de Clinton y Blair respondieron a una presión
de la comunidad científica que se opone al
patentamiento", explicó. A partir de estas
investigaciones nació HUGO (Human Genome Organization),
una organización formada por expertos que "luchan porque
la ciencia se limpie de tanto negocio".
Penchaszadeh contó que el patentamiento de genes
no es algo nuevo en los Estados Unidos. "Pero puede ser muy
peligroso. Pongo el caso del cáncer de mama. Una empresa
descubrió un gen que predispone a la mujer a padecer
este mal. Lo patentaron y ahora tienen el monopolio exclusivo
del análisis que detecta la mutación del gen que
provoca la enfermedad".
"Además, -contó-, muchas veces se da que
dos empresas patentan fragmentos de un mismo gen y la pelea por
quién es dueño de ese gen llega a los
tribunales." ¿Es lícito este tironeo
genético? La cosa no es nada fácil. Y concentra
intereses cruzados. Por un lado están las empresas
biotecnológicas (como Celera) que secuencian y patentan
los genes. Su objetivo es patentar el máximo de
conocimiento para "venderlo" después a posibles usuarios
como, por ejemplo, los laboratorios interesados en desarrollar
medicamentos o métodos de detección a partir de
esa información. Y también están los
médicos, que son los que prescriben análisis y
remedios y que consideran que la patente traba y encarece el
sistema de salud.
Algo
lejos quedó el paciente. Y la naturaleza de las cosas.
Porque, como bien dicen algunos, patentar un gen es como
patentar la Luna y después pretender cobrarle al que
quiera mirarla.
"El acerbo genético de una especie no puede ser
patentado porque es algo propio de la naturaleza",
reflexionó Penchaszadeh. Además se está
sobrevalorando la información. No podemos volver a un
peligroso determinismo genético. El 90% de las
enfermedades como el cáncer o los males cardiovasculares
depende de interacciones mucho más complejas que la sola
presencia de un gen defectuoso."
Trabajo enviado por:
Ana Gelfo
anagelfo[arroba]hotmail.com