Cromosoma, en citología,
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.
QUÉ ENTENDEMOS POR "GENÉTICA"
La genética
es una ciencia, y por
lo tanto como tal, implica "un conocimiento
cierto de las cosas por sus principios y sus
causas". Entonces… ¿cuáles son estas cosas que
como ciencia la
genética
estudia?, pues, la "Herencía Biológica", y la
"Variación". Y, sus principios y
causas, son las "leyes y principios" que
gobiernan las "semejanzas" y "diferencias" entre los individuos
de una misma "especie".
Trataremos de ddesglosar la definición de
genética de manera aclaratoria, y
así ir subiendo uno por uno los peldaños que nos
conducen a una mayor complejidad dentro de la misma, que es la
"manipulación". Ante todo, es necesario dejar por sentado
un concepto tan
claro, como sencillo, pero es el que da pie, para luego derivarse
en otros tantos conceptos. AI hablar de las características atinentes a toda materia viva,
se dice que, "todo ser vivo nace de otro semejante a él",
o sea, que posee "caracteres" semejantes a los de su progenitor.
Y ¿qué entendemos pues, por "caracteres "? Se trata
de cada peculiaridad, cada rasgo, ya sea, morfológico (de
forma), funcional, bioquímico (algunos autores incluyen
los rasgos psicológicos también) que presenta un
individuo biológico.
Y estos "caracteres" o características lo hacen pertenecer a una
misma "especie". ("Especie", es un término que,
según el Diccionario de
la Real Academia Española, se refiere "al conjunto de
cosas semejantes entre sí, por tener una o varios
caracteres comunes entre sí").
Hasta ahora todo apunta, a que la genética
estudia los caracteres semejantes que se transmiten de padres a
hijos, aquéllos que los hacen parecer entre sí.
Pero sucede que también presentan aquellos caracteres que
no son semejantes, que varían, y a los cuales dentro de
esta ciencia se los
denomina "variaciones", y que también son transmitidos
genéticamente, o son influenciados por el medio
ambiente, al cual se lo denomina "Paratipo".
Lo que aún sigue oscuro dentro de esta
definición, es cómo se transmiten de una
generación a otra, estos "caracteres" y estas
"variaciones": aquí es donde aparecería el concepto de
"gen", término del cual deriva el nombre de esta
apasionante ciencia, que
es la genética.
¿QUÉ ES UN GEN?
¿DE QUÉ ESTÁ
CONFORMADO?,
¿DÓNDE SE ENCUENTRA?,
¿CÓMO SE TRANSMITE DE PADRES A
HIJOS?
Las respuestas a estas preguntas, se irán
encadenando de tal manera que darán como
conclusión, la formación de un ser vivo, un
individuo biológico.
Todos los individuos están formados por unidades
microscópicas que se agrupan formando tejidos. Estas
unidades (células)
poseen dentro de sí, un núcleo; es decir, una
estructura
diferenciada dentro de la célula.
En el interior del núcleo se halla una
macromolécula (una sustancia química, de la cual
hablaremos más adelante) que es la encargada de la
información genética.
Llamamos "gen", entonces, a las distintas porciones de
esta macromolécula que se ocupan, cada una de ellas, de
una característica hereditaria determinada.
Aunque la obtención de una característica determinada (por ejemplo, el
color de los
ojos) es más compleja, y depende de la interacción
del material genético con el citoplasma celular, con el
medio ambiente
(Paratipo), y también de la interacción con otros
genes.
El conjunto de genes heredados es lo que se denomina
"Genotipo". El "Genotipo" provee la información necesaria para la producción de diversos rasgos; luego
éstos se ven influidos por el medio
ambiente, y esto dependerá de la vida de cada
individuo (por ejemplo, una determinada contextura muscular, se
verá más o menos desarrollada de acuerdo con la
actividad de cada individuo). De esta interacción con el
medio ambiente
resulta lo que llamamos "Fenotipo" que es aquello que se aprecia
sensorialmente del individuo.
Dijimos que el "gen", estaba compuesto por una
macromolécula, el ácido desoxirribonucleico, que se
encuentra formado por dos cadenas unidas entre sí, y
enrrolladas en una espiral.
CIENCIAS DE LA NATURALEZA
En 1866, un padre agustino aficionado a la
botánica llamado Gregorio Mendel
publicó los resultados de unas investigaciones
que había realizado pacientemente en el jardín de
su convento durante más de diez años. Éstas
consistían en cruzar distintas variedades de guisantes y
comprobar cómo se transmitían algunas de sus
características a la generación
siguiente.
Su sistema de
experimentación tuvo éxito debido a su gran
sencillez, ya que se dedicó a cruzar plantas que
sólo diferían en una característica externa
que, además, era fácilmente detectable. Por"
ejemplo, cruzó plantas de
semillas verdes con plantas de
semillas amarillas, plantas con tallo largo con otras de tallo
corto, etc.
Mendel intuyó que existía un factor en el
organismo que determinaba cada una de estas
características. según él, este factor
debía estar formado por dos elementos, Lino que se
heredaba del organismo masculino y el otro del elemento.
Además estos dos elementos consistirían en
versiones iguales o diferentes del mismo carácter; cada
,tensión del factor proporcionaría, por ejemplo, un
color distinto a
la semilla o una longitud de tallo diferente en la planta.
Además, tal y como veremos más adelante, algunas,
versiones serían dominantes respecto a otras. Actualmente
a estos factores se les denomina genes, palabra derivada de un
término griego que significa «generar», y a
cada versión diferente del gen se la denomina alelo.
Así el gen que determina, por" ejemplo, el color de la
semilla en la planta del guisante puede tener " dos alelos, uno
para las semillas verdes y otro para las semillas
amarillas.
Observando los resultados de cruzamientos
sistemáticos, Mendel
elaboró una teoría general sobre la herencia,
conocida como leyes de Mendel.
Primera ley de
Mendel
Si se cruzan dos razas puras para un determinado
carácter, los descendientes de la primera
generación son todos iguales entre sí y, a su vez,
iguales a uno de sus progenitores, que es el poseedor del alelo
dominante. Mendel
elaboró este principio al observar que si cruzaba dos
razas puras de plantas del guisante, una de semillas amarillas y
otra de semillas verdes, la descendencia que obtenía, a la
que él denominaba F1, consistía únicamente
en plantas que producían semillas de color amarillo.
Estas plantas debían tener, en el gen que determina el
color de la
semilla, los dos alelos que habían heredado de sus
progenitores, un alelo para el color verde y otro para el color
amarillo; pero, por alguna razón, sólo se
manifestaba este último, por lo que se lo denominó
alelo dominante, mientras que al primero se le llamó alelo
recesivo.
Segunda ley de
Mendel
Los alelos recesivos que, al cruzar dos razas puras, no
se manifiestan en la primera generación (denominada F1),
reaparecen en la segunda generacion (denominada F2) resultante de
cruzar los individuos de la primera. Ademas la proporción
en la que aparecen es de 1 a 3 respecto a los alelos dominantes.
Mendel
cruzó entre sí los guisantes de semillas amarillas
obtenidos en la primera generación del experimento
anterior. Cuando clasificó la descendencia resultante,
observó que aproximadamente tres cuartas partes
tenían semillas de color amarillo y la cuarta parte
restante tenía las semillas de color verde. Es decir, que
el carácter « semilla de color verde », que no
había aparecido en ninguna planta de la primera
generación, sí que aparecía en la segunda
aunque en menor proporcion que el carácter « semilla
de color amarillo »
Tercera ley de
mendel
Los caracteres que se heredan son independientes entre
si y se combinan al azar al pasar a la descendencia,
manifestandose en la segunda generacion filial o F2. En este
caso, Mendel selecciono para el cruzamiento plantas que diferian
en dos caracteristicas, por ejemplo, el color de los guisantes
(verdes o amarillos) y su superficie (lisa o
arrugada).
Observo que la primera generaci6n estaba compuesta
unicamente por plantas con guisantes amarillos y lisos,
cumpliendose la primera ley. En la
segunda generaci6n, sin embargo, aparecian todas las posibles
combinaciones de caracteres, aunque enlas proporciones
siguientes: 1/16 parte de guisantes verdes y rugosos, 3/16 de
verdes y lisos, 3/16 de amarilios y rugosos y por ultimo 9/16 de
amarillos y lisos. Esto le indujo a pensar que los genes eran
estructuras
independientes unas de otras y, por lo tanto, que unicamente
dependia del azar la combinaci6n de los mismos que pudiese
aparecer en la descendencia.
La Genetica despues de Mendel: Teoria Cromosomica de
la herencia
A principios de
este siglo, cuando las tecnicas para el
estudio de la celula ya estaban suficientemente desarrolladas, se
pudo determinar que los genes estaban formados por acido
desoxirribonucleico (ADN) y ademas se
encontraban dentro de unas estructuras
que aparecian en el citoplasma justo antes de cada proceso de
divisi6n celular. A estas estructuras se
las denomin6 cromosomas, termino que significa « cuerpos
coloreados », por la intensidad con la que fijaban
determinados colorantes al ser teñidos para poder
observarlos al microscopio.
Ademas se vio que estos aparecian repetidos en la celula formando
un numero determinado de parejas de cromosomas homologos
caracteristico de cada especie, uno de los cuales se heredaba del
padre y el otro de la madre. Tambien se pudo comprobar que el
numero de pares de cromosomas no dependia de la complejidad del
ser vivo. Asi por ejemplo, en el hombre se
contabilizaron 23 pares de cromosomas, mientras que en una planta
como el trigo podian encontrarse hasta 28 pares.
En base a estos descubrimientos y a los estudios
realizados en 1906 por el zoologo estadounidense Thomas H. Morgan
sobre los cromosomas de la mosca del vinagre (Drosophila
melanogaster), se pudo elaborar la teoria cromos6mica de la
herencia donde
se establecia de manera inequívoca la localizac16n fisica
de los genes en la celula. Gracias a esta teoria se pudo dar
tambien una explicaci6n definitiva a los casos en los que no se
cumplian con exactitud las leyes de Mendel
anteriormente citadas.
De manera parecida a Mendel, Morgan se dedic6 a cruzar
de manera sistematica diferentes variedades de moscas del
vinagre. Estas moscas ofrecian muchas ventajas con respecto a los
guisantes ya que tienen un ciclo vital muy corto, producen una
gran descendencia, son faciles de cultivar, tienen tan s6lo
cuatro cromosomas y presentan caracteristicas hereditarias
facilmente observables, como el color de los ojos, la presencia o
ausencia de alas, etcetera.
Herencia de genes ligados
La investigacion con las moscas del vinagre
proporcionó a Morgan evidencias de que los caracteres no
eran heredados siempre de forma independiente tal y como habia
postulado Mendel en su tercera ley. Supuso que
al haber solo cuatro cromosomas diferentes, muchos genes debian
estar «ligados», es decir, debian compartir el mismo
cromosoma y por ello mostrar una Clara tendencia a transmitirse
juntos a la descendencia. No obstante, las conclusiones
realizadas por Mendel años atras, no dejaban de ser
correctas para los genes «no ligados». Solo la
casualidad hizo que Mendel escogiese para los cruces de sus
plantas caracteristicas determinadas por genes situados en
cromosomas distintos.
Herencia ligada al sexo
En uno de sus primeros experimentos,
Morgan cruzó un macho de moscas de ojos rojos (normales)
con una hembra que habia encontrado casualmente y que tenia los
ojos blancos. Las moscas que obtuvo en esta primera generacion o
F1 tenian todas los ojos rojos, tal y como se describe en la
primera ley de Mendel. Pero cuando cruzó entre si estas
moscas para obtener la segunda generación filial o F2,
descubrió que los ojos blancos solo aparecian en las
moscas macho y ademas como un caracter recesivo. Por alguna
razón, la caracteristica «ojos blancos» no era
transmitida a las moscas hembras, incumpliendo, al menos
parcialmente, la segunda ley de Mendel. Al mismo tiempo, en sus
observaciones al microscopio,
Morgan habia advertido con extrañeza que entre los cuatro
pares de cromosomas de los machos, habia una pareja en la que los
cromosomas homólogos no tenian exactamente la misma forma.
Era como si a uno de ellos le faltase un trozo, por lo que a
partir de ese momento a esta pareja se la denomin6 cromosomas XY.
Sin embargo en la hembra, la misma pareja de cromosomas
homólogos no presentaba ninguna diferencia entre ellos,
por lo que se la denominó cromosomas XX. Morgan
pensó que los resultados anómalos del cruzamiento
anterior se debian a que el gen que determinaba el color de los
ojos se encontraba en la porción que faltaba en el
cromosoma Y del macho.
Por tanto, en el caso de las hembras (xx) al existir dos
alelos, aunque uno de ellos fuese el recesivo (ojos blancos), el
carácter manifestado era el normal (ojos rojos). En los
machos, sin embargo, al disponer Únicamente de un alelo
(el de su único cromosoma X), el carácter recesivo
si que podia ser observado. De esta manera quedaba tambien
establecido que el sexo se
heredaba como un carácter más del
organismo.
La era de la genética
Desde que su padre murió de cáncer de
colon hace seis meses, William Panati, un empresario de Illinois,
Estados
Unidos, no logra conciliar el sueño. Y es que su
bisabuelo, la abuela y el hermano fueron víctimas del
tumor. Nada pudieron hacer los médicos para salvar a sus
familiares.
La semilla del cáncer de colon se trasmite de
padres a hijos, generación tras generación, y unas
veces germina y otras permanece latente toda la vida.
Toda su materia gris
ronda en torno a una
maldita palabra:
Cáncer.
Es entonces cuando oye que ciertos investigadores han
desarrollado una prueba sanguínea para detectar el gen que
provoca la aparición del cáncer de colon. En pocos
días los resultados confirman que Panati y sus tres hijas
están a salvo del gen.
Panati es uno de los primeros beneficiados de uno de los
avances mas revolucionarios de la medicina en los
últimos tiempos: los marcadores genéticos, pedazos
de ADN capaces de
rastrear el material genético en busca de genes
destartalados.
Esta nueva tecnología – comenta
el doctor Jon Beckwith, del Departamento de Microbiología y Genética Molecular
de la Escuela Medica de
Harvard, Massachusetts se esta permitiendo a los
médicos la identificación de individuos que
podrán padecer enfermedades
genéticas a lo largo de su vida, o que, estando sanos,
portan genes defectuosos.
No hace menos de 25 años los especialistas, a la
hora de enfrentarse a una enfermedad de origen genético,
no podían hacer casi nada. La medicina estaba
desarmada.
Tan solo se conocía el numero de cromosomas en
humanos, su localización en el interior del núcleo
y la situación de algunos genes dispersos.
Por ejemplo, el medico recibía a una pareja
temerosa de volver a tener un hijo con el síndrome de Tay
Sachs – una enfermedad cuyos síntomas son la ceguera y la
parálisis seis meses después del nacimiento, que
conducen a la muerte del
niño antes de los cinco años – o afectado de
miopatía de Duchenne, una atrofia muscular que deja a los
enfermos postrados para siempre en una silla de
ruedas.
Ante esta situación el medico podía
únicamente hablar de probabilidades, de los riesgos de que se
manifieste o no el gen fatal. Bien poco.
Sin embargo, hoy la ciencia
esta empezando a intervenir en los cromosomas, a detectar
los genes dañados mediante avisadores químicos, a
darles caza con trampas moleculares y a reemplazarlos por otros
en perfecto estado,
valiéndose de pinzas enzimáticas. Antes estos
espectaculares resultados, no es de extrañar que muchos
científicos afirmen que estamos en la Era de la
Genética.
La aventura de la ciencia
daba comienzo en la primavera de 1953, cuando James Watson, que
estaba de visita en la Universidad de
Harvard, y Francis Crick, que trabajaba en Cambridge,
descubrieron – sin realizar un solo experimento – la estructura del
ADN, el
acidodesoxirribonucleico. Mientras Crick terminaba su
tesis
doctoral, Watson, encerrado en su laboratorio,
construía modelos de
hojalata y alambre, para representar de forma tridimensional las
complejas uniones entre los átomos.
Con los químicos norteamericanos Pauling y Corey
pisándoles los talones, Watson y Crick partieron de unas
fotografías del
ADN obtenidas por rayos x, y la
utilizaron para descubrir que la molécula de ADN esta
formada por una doble hélice, es decir, dos largos hilos
perfectamente enrollados. Cada hilo se constituye a partir de una
secuencia de bases nucleicas, cuatro en concreto –
adenina ( A ), guanina ( G ),
citosina ( C ) y timina ( T ) -, que representan las
letras moleculares del mensaje genético.
Por último, Crick comprobó que, combinando
series de tres bases – AGC, AGT, ATA -, lo que se conoce con el
nombre de tripletes, se podían obtener más de
veinte alternativas distintas, las claves para sintetizar los
veinte aminoácidos esenciales para la vida.
Treinta y siete años más tarde, los
científicos están empezando a descubrir que en esta
hélice se encuentran escritos los secretos de la vida, el
envejecimiento, la muerte y
enfermedades como
el cáncer, los trastornos del corazón,
la locura, la depresión,
el mongolismo o las malformaciones genéticas.
Ahora sabemos, gracias al desarrollo de
la biología
molecular, que en los casi dos metros de ADN que se guarda en el
núcleo de toda y cada una de las células
del cuerpo están los 50.000 a 100.000 genes que dan las
órdenes para edificar ladrillo a ladrillo, nuestro
cuerpo.
Cada gen tiene una posición determinada y fija en
el cromosoma. Lo mismo da que sea el cromosoma de un aborigen
australiano, el de un indio del Amazonas o un yuppy de Manhattan.
Y cuando los errores aparecen, lo hacen para todos igual.
Así, por ejemplo, el mongolismo, también conocido
con el nombre de trisomía del cromosoma 21 o síndrome de
Down, tiene el mismo origen genético para todos los
seres humanos: Un cromosoma de más.
Ya en 1909 el médico ingles Archibald Garrold se
percató de que algunos rasgos hereditarios se
correspondían con enfermedades
metabólicas, que se caracterizaban por la ausencia de una
reacción bioquímica
conocida.
Garrold propuso que tales trastornos, a los que denomino
errores innatos del metabolismo,
se debían a la ausencia de la enzima que mediaba la
reacción. Este es el caso de la enfermedad conocida como
fenilcetonuria o idiotez fenilpiruvica, en la que el
aminoácido fenilalanina no puede transformarse en otro
aminoácido similar, la tirosína.
Este pequeño lapsus enzimático se traduce
en la acumulación en sangre de una
sustancia tóxica, la fenilpiruvato, que en los bebes causa
un retraso mental.
Así, si nos detenemos a pensar que un gen sano
dirige la síntesis de una proteína sana y juega un
papel concreto en el
buen funcionamiento del organismo, comprenderemos entonces que si
el gen en cuestión presentara un grave defecto, este puede
repercutir en la salud de la proteína.
¿ Cómo ? Pues muy sencillo: impidiendo que se
fabrique o que, de lo contrario, presente una anomalía en
su estructura que
le impida ejercer su trabajo.
Si hemos dicho que existe entre 50.000 y 100.000 genes,
esto quiere decir, en potencia,
habrá el mismo número de trastornos
genéticos.
Los médicos conocen en la actualidad alrededor de
3.500 enfermedades
relacionadas con un patrimonio
genético imperfecto, y han logrado aislar unos 1.800 genes
implicados en la aparición de estos males. Pero, en estos
momentos, más de 10.000 investigadores en todo
el mundo están rastreando el genoma humano, en
busca de nuevos genes. Algunos frutos ya se han recogido. En
marzo de este año, un grupo de
científicos de la universidad de
California en Los Angeles ( UCLA ), en colaboración con
otro equipo del Centro de Ciencias de la
Salud de la
Universidad de
Texas en San Antonio, descubrieron una pieza de ADN que
contribuye a la aparición del cáncer de
colon.
En abril, Ernest P. Noble, de la UCLA, y Kenneth Blum,
de la Universidad de
Texas en San Antonio, conmocionaron al mundo de la medicina, al
anunciar que habían dado caza a un gen en el cromosoma 11,
que estaría implicado con algunas formas de alcoholismo.
En julio, un grupo de
investigadores británicos del Fondo Imperial para la
Investigación del Cáncer y del
Consejo de Investigación Médica hacían
público el hallazgo del gen que determina el sexo
masculino, en una pequeña región del cromosoma
sexual Y. Cuando se activa en el embrión, el gen pone en
marcha los mecanismos para la formación de los testículos, marcando el sexo
definitivo del futuro bebe.
También en ese mismo mes, un grupo de
científicos norteamericanos de la Facultad de Medicina John
Hopkins, de Baltimore, descubrieron cuatro mutaciones
genéticas que parecen ser responsables del siete por
ciento de los casos de fibrosis quística o
mucoviscosidosis.
Este último avance científico viene a
sumarse al descubrimiento de Francis S Collins, de la Universidad de
Michigan, y Lap – Chee Tsui, del hospital para niños
enfermos de Toronto, Canadá del gen de la
mucoviscosidosis en uno de los brazos del cromosoma 7, en
septiembre del año pasado. Y en el último
número de la revista
especializada Journal of National Cáncer Institute, un
equipo de científicos norteamericanos ha manifestado la
posibilidad de un origen gen‚tico para el cáncer de
pulmón.
Parece ser que las sorpresas gen‚ticas no van a
decrecer ni por un instante.
El año pasado, el Instituto Nacional de la
Salud y el
Departamento de Energía norteamericano, respaldado por el
gobiernos de otros países, pusieron en marcha uno de los
proyectos
m sambiciosos en la historia de la biología, empresa que ha
sido comparada con el proyecto espacial
Apolo. Nos referimos al Proyecto Genoma
de EE.UU. en el que se han invertido 3.000 millones de
dólares para los próximos quince años. Su
objetivo:
secuenciar el mensaje gen‚tico del ser humano, es decir,
determinar ordenadamente la cadena de 3.000 millones de bases que
forman la molécula de ADN.
En el centro del asunto est Watson " Ciertamente
es un esfuerzo muy caro, pero las recompensas del mapa
gen‚tico ser n inimaginables", vaticina
Watson.
Sin embargo, los obstáculos técnicos son
importantes. Para hacernos una idea de la magnitud de este
proyecto
podemos comparar el contenido del ADN con el de la Enciclopedia
Británica. Imaginemos que despedazamos en trocitos los
tomos de esta enciclopedia y los lanzamos al aire.
¿ Se atrevería a recomponer los miles de
páginas desmenuzadas?. Seguro que
no.
Un investigador que decidiera por si solo completar el
rompecabezas, letra por letra, necesitaría vivir
60.000 años .
Pues bien, los biólogos solo han descifrado hasta
ahora menos de una centésima parte del mensaje escrito en
la molécula; es decir, que no han completado ni siquiera
un tomo.
Sin la ayuda de las supercomputadoras, el Proyecto Genoma
sería una utopía. Para codificar el interminable
rosario de letra, se necesitan potentes sistemas
informáticos y computadores del calibre del
Gray-2.
Cuando la última letra del ADN sea leída,
Watson espera que la medicina del
siglo XXI sufra una auténtica revolución, en la que se d‚ el salto
definitivo del tratamiento a la prevención de enfermedades.
Algunas compañías farmacéuticas han
incorporado programas y
desarrollado pruebas para
diagnosticar taras gen‚ticas, incluso antes del
nacimiento.
Hoy los médicos pueden tratar a pacientes en el
momento en que aparecen los primeros síntomas de una
enfermedad.
En el futuro, los especialistas tendrán a su
disposición las armas para
identificar los genes que podrían causar algún
serio problema en el paciente en cualquier etapa de la vida, y de
esta manera sacar ventaja y adelantar soluciones.
Los fumadores, generalmente, padecen serios problemas
respiratorios.
Uno de ellos es el enfisema, patología que se
caracteriza por la progresiva destrucción de los alveolos
y que llega a interrumpir el intercambio gaseoso.
Pero parece que cuando el enfisema se presenta
prematuramente se debe a un defecto gen‚tico conocido con
el nombre de deficiencia alfa-l-antitripsina.
La ausencia de esta proteína en la sangre facilita
que una enzima liberada por los glóbulos blancos destruya
el tejido pulmonar.
En el 95 por ciento de los casos un gen mutado es el
responsable.
En el caso del enfisema, aunque las células del
hígado siguen produciendo la alfa-l-antitripsina,
‚Sta. presenta un aminoácido de menos.
Los científicos han conseguido aislar y clonar el
gen de la alfa-l-antitripsina, para que se fabrique in
vitro
Pero ¿ como es posible detectar un gen concreto
dentro del gran laberinto gen‚tico y acusarlo de que es el
culpable de una enfermedad concreta ?. La tarea no es nada
sencilla. Puesto que trabajar con la molécula de ADN
entera es del todo imposible, el genetista necesita romperla en
pedazos manejables.
Pero no puede fracturar el ADN al azar, sino de forma
inteligente, utilizando unas tijeras moleculares – llamadas
enzimas de
restricción -, que cortan el ADN por puntos muy concretos,
los puntos de restricción.
Gracias a estas tijeras se pueden obtener fragmentos de
ADN con una longitud determinada, medida que difiere de un
individuo a otro. Aquí es donde est clave de
éxito: en la diferencia. A estos fragmentos marcadores se
los denomina Restriction Fragment Lenght Polymorphism o
RFLP.
Se trata del último grito en
biotecnolog¡a.
Cada RFLP se corresponde con un punto exacto dentro del
cromosoma del que se ha extraído.
La idea consiste en encontrar los RFLP que presenten un
gran numero de variaciones, para luego utilizarlos en el estudio
de familias que padecen una determinada tara gen‚tica. De
esta forma se puede desentrañar si los miembros que
padecen la enfermedad llevan consecuentemente una variante
particular en sus fragmentos de restricción.
Si es as¡, los investigadores pueden concluir que
el gen de la enfermedad y el RFLP est n ligados: son
heredados juntos y por consiguiente pueden ser localizados uno
muy cerca del otro.
Esta compleja técnica ha sido la que ha permitido
desenmascarar el gen de la mucoviscosidosis, la maníaco –
depresión y la esquizofrenia,
entre muchas otras.
En noviembre de 1987, Janice Egeland, de la Universidad
de Miami, y sus colaboradores anunciaron que habían ligado
casos de maníaco – depresión
en un buen numero de familias Amish con marcadores RFLP en el
cromosoma 11.
Los Amish son una comunidad
granjera establecida en el estado de
Pensilvania, Estados Unidos,
cuyos miembros viven aislados del resto de la sociedad. David
Houseman, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, que
junto a Daniela Gerhard, de la Universidad de Washington en Saint
Louis, confirmaron la relación gen‚tica.
A fines de 1988, estallo la segunda bomba, Hugh Gurling
y sus colegas, del University College and Middlesex School of
Medicine, en Londres, publicaron en la revista Nature
el descubrimiento del gen de la esquizofrenia "
Tenemos un marcador que revela que el gen defectuoso de la
esquizofrenia
se halla oculto en el brazo largo del cromosoma 5 ", declaro
Gurling. Inmediatamente un segundo grupo de
investigadores de la Universidad de Yale en New Haven,
Connecticut, encabezado por Kenneth Kidd, saliendo en su contra,
afirmando que en sus investigaciones no habían no
habían encontrado tal relación.
La polémica est en el aire.
Una vez que los expertos han sido capaces de
identificar, aislar y clonar genes a su antojo, el siguiente gran
paso de la gen‚tica es, sin lugar a dudas, la terapia
gen‚tica.
Si un gen est alterado ¿ por
qué‚ no sustituirlo por otro que funcione
correctamente ?.
En marzo de 1989, los investigadores norteamericanos
Steve Rosenber y Michael Blease, del Intituto Nacional del
Cáncer, y French Anderson, del Instituto Nacional del
Corazón, Pulmón y Sangre,
anunciaron su intención de llevar a cabo un intercambio de
genes entre seres humanos, concretamente en enfermos terminales
del cáncer.
Los genes trasplantados no habían sido
diseñados para tratar a los pacientes, sino para que
actuaran como marcadores de las células que les fueron
inyectados, concretamente unos linfocitos asesinos llamados
infiltradores de tumores, encargados de aniquilar las
células cancerígenas.
Las víctimas del cáncer murieron, pero la
transferencia fue un éxito.
" Nosotros queremos conseguir para nuestros pacientes lo
que no pueden alcanzar por si solos ", dice Blease, una autoridad en
una enfermedad gen‚tica llamada deficiencia en
adenosindesaminasa o ADA.
Se trata de una enfermedad neurológica letal que
afecta a los recién nacidos y que est asociada a
problemas de
agresividad, automutilación y a la destrucción de
los riñones.
La pasada primavera, Blease junto a un equipo de
colabores propuso al Instituto Nacional de la Salud la transfusión
del gen para esta proteína en sus pacientes de ADA. De
autorizarse, esta sería la primera terapia gen‚tica
en la historia de la
medicina.
Otras aplicaciones que se pueden desprender del conocimiento
del genoma humano no resultan menos apasionantes, como son las
prueba de paternidad y la búsqueda de
criminales.
Hace seis años Cetus Corp descubrió una
técnica mediante la que se podían obtener millones
de copias de un trozo de ADN de forma sencilla y
rapida.
Desde 1987, esta tecnología, conocida
como ampliación enzimática del ADN o PCR (
Polymerase Chain Reaction ), ha sido requerida por la
policía norteamericana en mas de un millar de
crímenes, para identificar al culpable por el rastro
biológico- semen, saliva, pelos … – que deja junto a la
víctima.
Pero volviendo a las enfermedades gen‚ticas,
la meta de los
genetistas en los próximos años es la de dar caza a
los genes implicados en la diabetes, la
enfermedad de Alzheimer, la
hipertensión, la obesidad, el
cáncer y el
SIDA.
Habrá que estar muy atentos.
Enfermedades y Genes
Con la ayuda de las sondas gen‚ticas, los
médicos ya pueden rastrear el ADN en busca de genes
defectuosos, responsables de una infinidad de males.
Parte de estos genes han sido desenmascarados, aislados
y clonados.
He aquí algunos junto a las enfermedades que
desencadenan.
Hemofilia:
Deficiencia del proceso normal
de coagulación sanguínea.
Est causada por la ausencia de una proteína
coagulante.
El gen fue aislado y clonado en 1984.
Alcoholismo:
En marzo de 1990, investigadores de Utah, EE.UU.,
anunciaban que un gen localizado en el cromosoma 11 podría
estar implicado en el desarrollo de
este mal.
Corea de Huntington:
Trastornos neurológicos, como perdida de memoria y
movimientos incontrolados.
El gen se halla en el cromosoma 4.
Anemia Falciforme:
Mal causado por la fabricación de hemoglobina
defectuosa, incapaz de transportar el oxigeno en la
sangre.
El gen mutante fue aislado en 1980.
Mucoviscosidosis:
O fibrosis quística.
Gen anómalo encontrado en el año 1990 en
el cromosoma 7.
Afecta a miles de niños, ocasionándoles
trastornos respiratorios y digestivos.
Hipotiroidismo Congénito
Afecta aproximadamente a unos 80 niños en
Chile,
provocando retraso mental profundo si no es detectado antes de
los seis meses.
Determinante del Sexo:
En julio de 1991, biólogos
británicos anunciaban que el sexo del
embrión viene determinado por la activación de un
gen hallado en el cromosoma masculino Y.
Retraso Mental del X –
Frágil :
Se trata de la causa hereditaria m s frecuente de
retraso mental.
Se caracteriza por una especie de ruptura de uno de los
brazos del cromosoma X.
Se esta buscando el gen correspondiente.
Miopatia de Duchenne:
Atrofia muscular que aparece hacia los dos años
de edad y desemboca en una parálisis total.
Maníaco – Depresión:
También llamada enfermedad bipolar, afecta a un 2
por ciento de la población.
El gen responsable fue localizado en 1987, en el
cromosoma 11.
Esquizofrenia:
Afecta al 1 por ciento de la población.
En 1989 psiquiatras de la Universidad de Londres
encontraron el gen de la locura en una región del
cromosoma 5.
Síndrome de Lesch Nyhan
Ceguera y parálisis.
Aparece con una frecuencia de 1 en 3000 en las
poblaciones judías originarias en Europa
Central.
El gen clonado en 1980.
Deficiencia de ADA
Existen 100 casos declarados en el mundo, la terapia
gen‚tica a punto para corregir el gen.
Malformaciones Congénitas
El riesgo de una
embarazada tenga un hijo con una malformación
gen‚tica en el nacimiento es del cuatro por
ciento.
Entre los casos m s comunes se destacan:
Hidrocefalia:
Tamaño desmesurado de la cabeza debido a la
acumulación excesiva de liquido en el interior del
cráneo.
Microcefalia:
Cabeza pequeña y generalmente deforme, ocasionada
por un subdesarrollo
de la caja craneal.
Labio Leporino:
Presencia en el recién nacido de una gran
hendidura en el labio.
Ano Imperfecto:
Deformidad conocida también como
imperforación. El bebe nace sin ano.
Espina Bífida:
Defecto del tubo neural que consiste en una
anomalía en el cierre de uno o más
vértebras.
Genética Moderna
Actualmente los importantes avances producidos en las
tecnicas de
investigación cientifica han permitido resolver gran
parte de las incógnitas que, durante mucho tiempo, han
permanecido sin respuesta en el campo de la
genética.
Entre los progresos más importantes podemos citar
el descubrimiento de la estructura en
doble hélice del ADN, efectuado en 1953 por los
biólogos Watson y Crick, descubrimiento que sentó
las bases de la moderna biología molecular.
Dentro ya de este campo y en años recientes, se ha
conseguido dilucidar el mecanismo por el cual se interpreta la
informaci6n contenida en el ADN. El contenido de esta información se ha visto que depende del
orden en el que se disponen los distintos tipos de acidos nucleicos
para forrnar las cadenas de ADN. Esta secuencia es leida del
mismo modo que se leen las distintas letras del alfabeto que
componen una palabra, y se interpretan según un conjunto
de reglas válidas para todos los seres vivos y
descubiertas muy recientemente, que reciben el nombre de
código genético. Mediante un proceso
denominado transcripción, esta secuencia es copiada con
exactitud en una molécula de ADN y transportada a los
ribosomas del citoplasma. En estos organúlos la información se traduce mediante un complejo
proceso
denominado biosintesis proteica por el cual se originan las
complejas proteinas que componen la materia
viva.
Otros progresos importantes realizados en el campo de la
genética son: el descubrimiento de las mutaciones y su
influencia en los seres vivos; el origen de las enfermedades
hereditarias y su posible curación; la elaboración
de mapas
cromosómicos describiendo exactamente la información genética de algunos
organismos; la posibilidad de manipular dicha información
artificialmente mediante la ingenieria genética, etcetera.
Los avances producidos en este último campo son de tal
magnitud que sus aplicaciones están planteando numerosos
problemas
desde el punto de vista ético, a causa de las importantes
repercusiones que puede llegar a tener sobre el futuro de la
especie humana.
BIOTECNOLQGÍA:
CIENCIA Y TECNICA
PARA EL FUTURO
Las biotecnologías consisten en la
utilización de bacterias,
levaduras y células animales en
cultivo, cuyo metabolismo y
capacidad de biosíntesis son orientados hacia la
fabricación de sustancias específicas. Las
biotecnologías permiten, gracias a la aplicación
integrada de los conocimiento y
las técnicas de la bioquímica, la microbiología y la ingeniería química aprovechar en
el plano tecnológico las propie-
dades de los microorganismos y los cultivos celulares.
Permiten producir a partir de recursos
renovables y disponibles en abundancia gran número de
sustancias y compuestos.
Aplicadas a escala industrial
las tales biotecnologías constituyen la bioindustria, la
cual comprende las actividades de la industria
química:
síntesis de sustancias aromáticas saborizantes,
materias plásticas, productos para
la industria
textil; en el campo energético la producción de etanol, metanol, biogas e
hidrógeno; en la biomineralurgia la extracción de
minerales.
Además en algunas actividades cum-
plen una función motriz esencial: industria
alimentaria (producción masiva de levaduras, algas y
bacterias con
miras al suministro de proteínas,
aminoácidos, vitaminas y
enzimas);
producción agrícola (donación
y selección de variedades a partir de cultivos de
células y tejidos, especies
vegetales y animales
transgénicas, producción de bioinsecticidas); industria
farmacéutica (vacunas,
síntesis de hormonas,
interferones y antibióticos); protección del
medio ambiente
(tratamiento de aguas servidas, transformación de
deshechos domésticos, degradación de residuos
peligrosos y fabricación de compuestos
biodegradables).
Los procesos
biotecnológicos más recientes se basan en las
técnicas de recombinación genética
así como en el empleo de
enzimas y
células inmovilizadas. Las moléculas de "ADN
recombinado" son elaboradas fuera de las células vivas,
uniendo segmentos de ADN natural o sintético a
moléculas de ADN que pueden replicarse luego en una
célula
viva. El principio consiste en reunir un ADN "nativo" y un ADN
"extraño" en un vector y, a continuación,
introducir el vector en una célula
huésped donde podrá multiplicarse. La población así obtenida constituye un
clon de "células transformadas" que pueden expresar el
mensaje genético extraño que han incorporado y por
ende, producir proteínas
específicas en gran cantidad. Entre otras ya se sintetizan
en bacterias
-la célula
huésped- proteínas
de gran valor
económico como la insulina, la hormona del crecimiento y
los interferones.
MANIPULACIÓN GENÉTICA
Antes de adentrarnos en el tema de la
"manipulación genética", hace falta una
introducción, para aclarar una serie de cuestiones y
así también realizar una trayectoria hasta llegar a
la "manipulación", la cual es en realidad uno de los
últimos peldaños que en la actualidad, se desprende
de la genética como ciencia.
Quizá, luego de tomar conocimiento
de algunas nociones elementales, podamos percibir que ciertas
cuestiones, que desde hace un tiempo
atrás pululan en las historias de ciencia ficción,
ya no nos resultan tan descabelladas, ni tan ficcionales, sino
que podrían ser un atisbo hacia una ciencia que se
proyecta al
futuro; con actualidad, que tiene sus raíces
históricas en un pasado no tan lejano; allá por el
año 1865, cuando un monje agustino, llamado Gregor Mendel,
profesor de historia natural y física, presentaba un
informe con sus
descubrimientos, ante la Sociedad
Científica de Brun. En ese momento acababan de nacer las
bases de la genética.
La manipulación genética es "la
introducción de genes extraños en una célula";
siendo esta célula
generalmente un embrión; o sea el producto del
huevo fecundado. Recuérdese que se llama "huevo" o
"cigoto"; cuando la célula
sexual femenina, el óvulo, es fecundado por la célula
sexual masculina, el espermatozoide. La fecundación se
realiza en el aparato genital femenino, más
específicamente, en las trompas uterinas (en el ser
humano, se produce en la parte superior de las trompas). Este
nuevo huevo o cigoto no tiene al principio, un solo
núcleo, sino dos, uno es el pronúcleo del
espermatozoide, y otro, es el pronúcleo del óvulo
que lo conformaron (luego éstos se unirán para
formar el núcleo del huevo). Dicho huevo se extrae del
aparato genital, y fuera del mismo, se le introduce material
genético, que son fragmentos de A.D.N. contenidos en los
genes. El lugar específico donde se realiza esta
inoculación es, en el pronúcleo masculino del
huevo. Al introducir material gené tico extraño, se
pretende producir nuevos caracteres hereditarios que no estaban
en el material genético original.
Es importante aclarar que es éste el único
estadio de la vida animal en el que un mensaje genético
extraño, puede ser aceptado. Estos huevos con material
genético extraño incorporado, reciben el nombre de
"huevos manípulados", habiéndose realizado, como
dijimos, esta serie de maniobras, en el exterior del aparato
genital, luego de lo cual, se lo vuelve a reimplantar en el
útero de la hembra.
Esta técnica se realiza mayormente en
mamíferos, más específicamente, en ratones,
ya que tienen mayor aceptación para someterse a este tipo
de "manipulaciones".
Se piensa que las "manipulaciones" abrirían un
camino para la creación de nuevas especies, con un
rendimiento mejor o con una crianza menos costosa; y por otro
lado, servirían para el reforzamiento, en una especie
determinada, de ciertos caracteres, ampliando el campo de la
Biología
experimental, más precisamente, de la Biología
Molecular.
Otros de los beneficios en que esto redituaría,
podría ser, la importancia del estudio de algunos aspectos
del desarrollo
embrionario, que hasta la actualidad se
desconocen.
Ingeniería genética ,
método que modifica las características
hereditarias de un organismo en un sentido predeterminado
mediante la alteración de su material genético.
Suele utilizarse para conseguir que determinados microorganismos
como bacterias o
virus,
aumenten la síntesis de compuestos, formen compuestos
nuevos, o se adapten a medios
diferentes. Otras aplicaciones de esta técnica,
también denominada técnica de ADN
recombinante, incluye la terapia génica, la
aportación de un gen funcionante a una persona que sufre
una anomalía genética o que padece enfermedades
como síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) o
cáncer.
La ingeniería genética consiste en la
manipulación del ácido desoxirribonucleico, o ADN.
En este proceso son
muy importantes las llamadas enzimas de
restricción producidas por varias especies bacterianas.
Las enzimas de
restricción son capaces de reconocer una secuencia
determinada de la cadena de unidades químicas (bases de
nucleótidos) que forman la molécula de ADN, y
romperla en dicha localización. Los fragmentos de ADN
así obtenidos se pueden unir utilizando otras enzimas
llamadas ligasas. Por lo tanto, las enzimas de
restricción y las ligasas permiten romper y reunir de
nuevo los fragmentos de ADN. También son importantes en la
manipulación del ADN los llamados vectores, partes
de ADN que se pueden autorreplicar (generar copias de ellos
mismos) con independencia
del ADN de la célula
huésped donde crecen. Estos vectores permiten
obtener múltiples copias de un fragmento específico
de ADN, lo que hace de ellos un recurso útil para producir
cantidades suficientes de material con el que trabajar. El
proceso de transformación de un fragmento de ADN en un
vector se denomina clonación, ya que se producen copias
múltiples de un fragmento específico de ADN. Otra
forma de obtener muchas copias idénticas de una parte
determinada de ADN es la reacción de la polimerasa en
cadena, de reciente descubrimiento. Este método es
rápido y evita la clonación de ADN en un vector.
Terapia génica
La terapia génica consiste en la
aportación de un gen funcionante a las células que
carecen de esta función, con el fin de corregir una
alteración genética o enfermedad adquirida. La
terapia génica se divide en dos categorías. La
primera es la alteración de las células germinales,
es decir espermatozoides u óvulos, lo que origina un
cambio
permanente de todo el organismo y generaciones posteriores. Esta
terapia génica de la línea germinal no se considera
en los seres humanos por razones éticas. El segundo tipo
de terapia génica, terapia somática celular, es
análoga a un trasplante de órgano. En este caso,
uno o más tejidos
específicos son objeto, mediante tratamiento directo o
extirpación del tejido, de la adición de un gen o
genes terapéuticos en el laboratorio,
junto a la reposición de las células tratadas en el
paciente. Se han iniciado diversos ensayos
clínicos de terapia genética somática
celular destinados al tratamiento de cánceres o
enfermedades sanguíneas, hepáticas, o
pulmonares.
Beneficios
La ingeniería genética tiene un gran
potencial. Por ejemplo, el gen para la insulina, que por lo
general sólo se encuentra en los animales
superiores, se puede ahora introducir en células
bacterianas mediante un plásmido o vector. Después
la bacteria puede reproducirse en grandes cantidades
constituyendo una fuente abundante de la llamada insulina
recombinante a un precio
relativamente bajo. La producción de insulina recombinante
no depende del, en ocasiones, variable suministro de tejido
pancreático animal. Otra aplicación importante de
la ingeniería genética es la
fabricación de factor VIII recombinante, el factor de la
coagulación ausente en pacientes con hemofilia. Casi todos
los hemofílicos que recibieron factor VIII antes de la
mitad de la década de 1980 han contraído el
síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) o hepatitis por la
contaminación viral de la sangre utilizada
para fabricar el producto.
Desde entonces se realiza la detección selectiva de la
presencia de VIH (virus de la
inmunodeficiencia humana) y virus de la
hepatitis C en
los donantes de sangre, y el proceso de fabricación
incluye pasos que inactivan estos virus si
estuviesen presentes. La posibilidad de la contaminación viral se elimina por completo
con el uso de factor VIII recombinante. Otros usos de la ingeniería genética son el aumento
de la resistencia de
los cultivos a enfermedades, la producción de compuestos
farmacéuticos en la leche de los
animales, la elaboración de vacunas, y la
alteración de las características del
ganado.
Riesgos
Mientras que los beneficios potenciales de la
ingeniería genética son considerables,
también lo son sus riesgos. Por
ejemplo, la introducción de genes que producen
cáncer en un microorganismo infeccioso común, como
el virus influenza,
puede ser muy peligrosa. Por consiguiente, en la mayoría
de las naciones, los experimentos con
ADN recombinante están bajo control estricto,
y los que implican el uso de agentes infecciosos sólo se
permiten en condiciones muy restringidas. Otro problema es que, a
pesar de los rigurosos controles, es posible que se produzca
algún efecto imprevisto como resultado de la
manipulación genética.
Ingeniería genética
1. En ingeniería genética, los
científicos utilizan enzimas de restricción para
aislar un segmento de ADN que contiene un gen de interés
—por ejemplo, el gen que regula la producción de
insulina. 2. Un plásmido extraído de su bacteria
y tratado con la misma enzima de restricción puede
formar un híbrido con estos extremos 'pegajosos' de ADN
complementario.3. El plásmido híbrido se
reincorpora a la célula bacteriana, donde se replica
como parte del ADN celular.4. Se pueden cultivar un gran
número de células hijas y obtener sus productos
genéticos para el uso humano.
EL SECRETO
DE LA VIDA
El descubrimiento de todos los genes humanos
permitirá curar desde el cáncer hasta el sida. Pero
podría abrir la puerta a la discriminación.
El nuevo milenio no se iniciará en el 2000, como
todos creen, sino en el 2005. Es que ese arlo culminará el
'Proyecto Genoma
Humano", considerado el mayor desafio cientifico de todoslos
tiempos o -cuanto menos- el más espectacular desde el
'Proyecto Manhattan ". Después de 15 años de
búsqueda frenética, los científicos de todo
el mundo enrolados en el Proyecto habrán descubierto todos
y cada una de ios jeroglíficos inscriptos en nuestros
100.000 genes, es decir, habrán descifrado el génoma
humano.
La biblia biológica del Moma sapiens
estará en ese momento lista para ser hojeada de adelante
para atrás, al derecho y del revés. Cual quiera
podrá convertirse entonces en un hereje, modificando la
letra de la naturaleza. Para
bien o para mal.
CLONACION. Obtener seres humanos
Idénticos ya esta tecnicamente posible. Tal vez pueda
fabricarse en el futuro un individuo desde cero en el laboratorio.
Que es el PGH
- El Proyecto Genoma Humano se
inició
en 1990 en los Estados Unidos y
se
extendió bájo la sigla Hugo) a
laboratorios moleculares de todo
el mundo.
- Se lo compara con el Proyecto Manhattan, por el
desafio enorme que implica y las nuevas tecnologías que
originará en el campo de la biologia y de la
informática (almacenamiento y procesamiento de miles de
millones de datos)
Dentro del ácido desoxiribonucleico (ADN) que
compone los genes, se encuentran las instrucciones para fabricar
cada proteína del organismo. Esto significa que la llave
maestra para poner en funcionamiento -o sacar de
circulación- una célula o un órgano
está en los genes. "Claro que esas órdenes
sólo constituyen el 3 % del ADN de las células. El
97 % restante es una incógnita", apunta George Cohen
(75)., jefe de Biologia Molecular del instituto Pasteur, en
París.
Una vez que los científicos tengan en sus manos
el libro completo
de la vida, las instrucciones genéticas podrán ser
decodificadas, reparadas o reformuladas. Antes o después
del nacimiento de un individuo.
"El Proyecto Genoma Humano será el punto de
partida de una nueva biologia", anticipa Mariano Levin (44),
investigador del instituto de Genética y Biología
Molecular (INGEBI). "Asistiremos a una violenta
aceleración del conocimiento y
entraremos de lleno en la era de la revolución
genomica, que influirá profundamente en todos los aspectos
de la vida", se entusiasma el cientifico argentino que lidera el
proyecto para estudiar el genoma del parásito que causa el
Mal de Chagas.
"El nacimento de la medicina molecular preventiva
permitirá evitar los efectos de mutaciones
genéticas y abrirá caminos para curarlas", revela
Levin. Muchas de las 4000 enfermedades hereditarias
encontrarán, por fin, la oportunidad del olvido. El
reemplazo de genes dañados por sanos servirá para
tratar incluso infecciones y cánceres (ver
recuadro).
Riesgo. Claro que, al abrir esta caja de Pandora,
también podrán escapar pesadillas. La eugenesia,
que promueve la selección de los individuos
Candidatas al Service
- Sida
- Distrofia muscular
- Corea de Hunlington
- Diabetes
- Fibrosis quistica
- Hemofilia
- Tumores cerebrales
"mejores" y la eliminación de los considerados
"peores" surgió en Inglaterra hace
dos siglos y tuvo su remake durante el nazismo. En el
futuro, cuando el catálogo completo delos genes circule
por la superautopista informática. ¿quién se
resistirá a la tentación de producir un niño
perfecto, con un pequeño toquecito en los genes que
controlan la Inteligencia,
la estatura, el color del cabello…?
Elegir el sexo de un
niño; eliminar las "taras" de un puñado de
individuos; negar atención médica a quienes porten
anomalías; y dar empleo
únicamente a los que no tienen perspectivas
genéticas de enfermar ; todas estas alternativas
figurarán algún día en los estantes de los
burócratas.
A Medida. Sonia entrará al Inmaculado
hospital sin mirar a los costados. Se Dirigirá al
consultorio de tercera edad y abrirá la puerta.
– "Quiero un bebé de piel clara,
ojos verdes, 3 kilos, con un coeficiente intelectual superior a
la media y altura suficiente para jugar al básquet",
solicitará a la recepcionista.
Nueve meses después -la gestación
todavía será un trámite aconsejable, aunque
no imprescindible-, el sonrosado producto de
una exacta combinación de óvulo y espermatozoide
mamará de sus turgentes pechos, conservados en su mejor
forma gracias a un cocktail de hormonas.
Después de una carrera de ejecutiva top, Sonia
sonreirá satisfecha. Se dirá a si misma que un
niño con sus propios genes, corregidos y mejorados, era el
único deseo que le faltaba concretar. Y hacerlo a los 65
años habrá sido la mejor decisión de su
vida.
Mapas. Uno de los objetivos del
PGH es encontrar la localización exacta de cada gen en los
cromosomas.
Catalogo. La fantasía parece hoy Irreal,
ya que nadie ha logrado todavía introducir o manipular con
precision un gen dentro de una célula de un embrión
para producir en él un rasgo determinado. Con todo, la
Inexistencia de un método que
permita acometer estos malabarismos genéticos hoy – y la
improbabilidad de que una técnica tan sofisticada se
consiga mañana – no implica que en un futuro lejano no se
puedan diseñar niños a medida del propio
deseo.
Lo único cierto es que si el gigantesco proyecto
que hoy transcurre casi inadvertido en laboratorios moleculares
del mundo llega a buen fin, los científicos tendrán
ante sus ojos la lista perfectamente ordenada delos 3 mil
millones de pares de letras (bases químicas ) que
constituyen los genes humanos, junto con el mapa de su
localización en los cromosomas.
"La finalización del Proyecto Genoma Humano (PGH)
será en realidad el comienzo de una empresa
aún más importante: entender qué hacen y
cómo interactúan las proteínas
producidas según las órdenes de cada uno de esos
genes", dice Daniel Goldstein (56), profesor de Biología
en la UBA y en la Universidad de Harvard. "Se podrán
diseñar racionalmente drogas para
actuar sobre una proteína alterada o utilizar a los mismos
genes como fármacos".
Los biomédicos teclearán su password e
ingresarán sin mayores obstáculos al programa que
contiene las claves para arreglar casi cualquier defecto
orgánico. ¿Cuál es el maldito gen
responsable de que la piel lozana se
transforme en eso tan parecido a una naranja, conocido como
celulitis? ¿Qué gen hay que "encender para que un
niño aprecie las matemáticas? Las respuestas a éstas
y otras preguntas vendrán en forma de comprimidos,
inyecciones y células transformadas en el laboratorio.
Las genes serán las medicamentos del futuro.
Juegos. Al conocer el orden y la
combinación en que se ubican los cuatro ladrillos
químicos -guanina, adenina, citosina, timina- que componen
el ADN, los expertos podrán jugar sin problemas al
Scrabel celular. Con un simple "sácame de aquí esta
timina" o un "hazme el favor de incluir dos guaninas extras en el
brazo corto del cromosoma 11", los biotecnólogos del
futuro tendrán bajo control la
salud y la
enfermedad.
Clones. ¿Se fabricará alguna vez un
ejército de clones humanos, perfectamente idénticos
en su aspecto fisico y sus aspiraciones psíquicas, como
imaginó AIdous Huxley en "Un mundo feliz"? "Se han hecho
estos experimentos en
ranas o en plantas pero no en seres humanos. Sin embargo, este
upo de clonaje no requiere ningún avance de ingenieria
genética sino conocimientos de embriología que ya
están disponibles", dice Alberto Kornblihtt (41), profesor
de Biología Molecular en la UBA.
"Es posible pensar en fabricar réplicas de un
individuo, del mismo modo en que se podría congelar un
embrión y hacerlo despertar dentro de 200 años",
continúa el investigador del INGEBI. "Pero eso no tiene
nada que ver con el PGH ni con la ingeniería
genética. Hoy no estamos más cerca de 'Un mundo
feliz’ que cuando fue escrito, varias décadas
atrás", insiste Korblihtt.
Por su parte, Goldstein sostiene sin dudar que "no va a
existir ningún problema tecnológico para obtener
individuos idénticos a partir de una célula
somática. También se va a poder
sintetizar un individuo desde cero, a partir de sus elementos
químicos".
Ricos Y Famosos. Uno de los grandes interrogantes
que plantea el PGH es a quién le pertenecerán los
descubrimientos. Hasta poco tiempo
atrás, nadie dudaba de que los genes eran patrimonio de
la humanidad, y por lo tanto nadie podía adueñarse
de ellos. Pero el dinero y la
ambición pueden más que otros pruritos. Ya se han
presentado solicitudes de patentamiento para miles de pares de
porciones de ADN.
"Las empresas
condicionan su apoyo a la investigación a cambio de
cierto tipo de propiedad de
las secuencias genéticas obtenidas", confesa Mariano
Levin. "Tengo la sensación -desliza el consultor en
biotecnologia Alberto Díaz (53)- de que no se
llegará al patentamiento de las secuencias de genes pero
si se patentarán sus posibles usos y
aplicaciones".
Discriminación. El mayor riesgo que
generará el PGH es la segregación de los individuos
según su perfil genético. En el futuro, la gente
portará una tarjeta de identidad que
¿contendrá su nombre y su huella genética.
Las compañías aseguradoras se negarán a
cubrir a aquéllos que tengan, por ejemplo, una alta
probabilidad
de desarrollar un cáncer. Los empleadores no
tomarán a quienes tengan genes "inconvenientes" para
el trabajo,
por más que el aspirante no exprese ningún
síntoma en ese momento o quizás nunca llegue a
enfermar.
"Poco a poco, se está creando la idea de que
tener una mutación genética es sinónimo de
enfermedad, y ese determinismo es absolutamente falso", insiste
Goldstein. En el futuro, la gente se va a querer hacer
diagnósticos genéticos para cualquier cosa, y eso
les va a traer grandes problemas:
desde la angustia de una sentencia que podria o no cumplirse a
largo plazo, hasta el despido del trabajo o la
marginación.
"La información genética deberá ser
confidencial. Si se hiciera pública o si entrara en las
bases de datos
de las empresas,
provocaría todo tipo de discriminaciones", dice
Kornblihtt.
Según George Cohen, es imprescindible continuar
creando comités de bioética y
discutir leyes
regulatorias. "La única vacuna para evitar un mal uso de
la ciencia
-concluye Levin- es educar éticamente a los cientificos e
informar a la gente".
¿Quién tiene derecho a conocer nuestros
secretos biológicos ?
Atrapado por los genes
La salud es el más preciado de los bienes, y
también el más íntimo. Pero, ¿podemos
estar seguros de que el
médico va a mantener en secreto todo lo que le
contamos?
John Mayfield y Joseph Vlacovsky eran dos marines
ejemplares. Jamás habían desobedecido una orden,
pues en su corta carrera militar aprendieron lo que
significaba la obediencia en uno de los cuerpos más
duros del mundo. Sin embargo, a mediados del año pasado se
atrevieron a decir "no, señor :se negaron a cumplir un
mandato. El acontecimiento sucedió cuando sus superiores
los requirieron para hacerles una prueba de ADN. El registro de la
huella genética es obligatorio para todos los soldados en
los Estados Unidos
desde 1992.
Los dos marines se enfrentan ahora a un juicio en la
Corte Suprema militar. El Ejército esgrime que las
pruebas de ADN
son indispensables para la identificación de los soldados
caídos en combate. Los afectados piensan que se ha violado
un derecho a la intimidad ¿Quién tiene
razón?
En la Argentina no hay
una legislación al respecto. Sin embargo, hay
profesionales, como la doctora Susana Turyk, presidenta de la
Sociedad
Argentina de
Genética, que opinan que todo aspecto que involucre a la
genética tiene que estar dentro del marco de la legalidad,
pero también dentro del marco ético como en toda
práctica médica. En cualquier caso, se supone que
todos los datos obtenidos
de nuestro ADN son considerados exclusivamente médicos y
no pueden utilizarse para otro fin que no sea la salud del
afectado o la investigación medica pero existen algunos
matices que, a menudo, dan lugar a la ambigüedad.
Vacío Legal :
Pocos países reconocen en su legislación
el tráfico de huellas genéticas o las nuevas
tecnologías de simulación informática del
ADN.
Cada ves hay mas persona
interesadas en nuestros genes
El primero es sencillo: las pruebas de ADN
pueden ser utilizadas en un juicio o en una investigación policial, por lo que dejan de
ser sólo médicas.
El segundo matiz es más complejo. Según el
responsable de la Sección de Bioética
del Consejo de Europa, Carlos de
Sola, reconoce cuatro grupos de
personas que hipotéticamente reclamarían su derecho
a acceder a los datos de la
herencia de un
individuo: "Primero, los miembros de su familia, sobre
todo si se trata de su mujer y
ésta quiere saber, por ejemplo, si sus futuros hijos son
susceptibles a heredar alguna enfermedad.
Segundo, las personas que tienen una relación
económica con el sujeto(especialmente laboral).
Tercero, la sociedad (por
ejemplo, en los trámites para la identificación de
un delincuente).
Cuatro, los investigadores médicos".
¿No es demasiada la gente interesada en nuestros
genes? Al fin y al cabo, no hay que olvidar que el ADN porta la
información más intima del sujeto. Tanto es
así, que los, que los datos
desprendidos de él puede no conocerlos ni su propio
portador.
Los problemas han empezado a surgir en algunos
países, como en los Estados Unidos,
por ejemplo, donde ciertas compañías de seguros han
exigido conocer la predisposición genética de sus
asegurados a sufrir enfermedades, para reconsiderar sus contratos o
aumentar las tarifas. En otras ocasiones, algunas empresas
pretendieron descarta a aquellos de sus empleados cuyo ADN no
fuera recomendable.
¿Qué se puede hacer para evitar estos
abusos? La doctora Ann Cavoukian, del Comisariado de
Protección de la Vida Privada del Canadá, invoca un
nuevo derecho: La autodeterminación informativa. Para
ella, "es esencial garantizar el control sobre la
información genética propia. Solamente el portador
de los genes tiene derecho a decidir si éstos deben
tomarse, utilizarse y revelarse ".
La salud pública prevalece sobre la
privada
Claro que las cosas no son siempre tan sencillas.
¿Qué pasará cuando la información
genética pueda ser necesaria para erradicar una enfermedad
de alcance público?
¿Qué prevalecerá entonces, el
derecho individual o el colectivo?
Mientras se solventan estas pequeñas
deficiencias, algunos expertos en bioética
reunidos recientemente por el Journal of he American Medical
Association (JAMA) proponen cuatro medidas para garantizar la
intimidad. "Un banco de datos de ADN no
debe ser usado sin informar públicamente de las
intenciones y el impacto futuro de ese uso. No se pueden tomar
muestras genéticas sin el consentimiento previo del sujeto
afectado, que debe tener siempre acceso a los resultados. Las
muestras sólo se pueden utilizar para su fin original y no
para otros secundarios. Los individuos cuya información
genética sea archivada deberán ser advertidos de
cualquier dato que afecte a su salud futura."
El problema, en cualquier caso. sigue sin estar resuelto
y tendrá que pasar mucho tiempo hasta que
las leyes aseguren el
buen uso de nuestros genes. No se debe perder de vista que la
investigación genética aún está en
sus albores. Es cierto que, como recuerda Carlos de Sola, "la
información sobre el genoma de un individuo representa la
más intima expresión de cuantos factores
endógenos intervienen en su salud actual y futura. Por
ello, debe estar especialmente protegida. Pero también es,
verdad que, cuando se complete el mapa genético humano, se
podrá tener la llave para curar unas 4.000 enfermedades
hereditarias, algunas de ellas muy graves. De ese modo, nuestros
genes traspasarían el ámbito de lo intimo y se
convertirían en una cuestión de salud
pública. ¿Cómo vamos a impedir su
conocimiento y uso, entonces? El tiempo resolverá este
dilema.
Hay que guardar el anonimato de los
experimentos
Por el momento, una preocupación más
actual y evidente es el uso de otro tipo de datos relacionados
con la salud. En concreto, la
cantidad de información que un médico recibe de su
paciente y queda almacenada en
los ficheros clínico. Todo individuo tiene
derecho a conocer su historia clínica y a
no aplicarse un tratamiento, excepto en los casos en los que
prevalece la salud pública: por ejemplo, cuando se detecta
una epidemia. En tanto, el expediente de un paciente sólo
puede ser conocido por él mismo, por sus médicos y
por sus familiares, en ciertos casos. También puede ser
utilizado por otros profesionales de la salud para fines de
investigación científica. En este
último punto lo importante es que el nombre del enfermo se
separe totalmente de la investigación. Para ello, pueden
utilizarse protocolos de
anonimato, como, por ejemplo. Etiquetar con números en
lugar de con nombres y guardar estos últimos en sobres
cerrados. Es, sin duda, responsabilidad de los hospitales o
clínicas disponer las medidas suficientes para que sus
historias clínicas estén siempre a buen
recaudo.
De herencia, una
gran biblioteca
La información genética está
codificada en largas secuencias de cuatro bases o letras de la
vida: adenina, guanina, citosina y timina. Hasta la fecha, se ha
leído el ADN completo de virus, bacterias y
levadura.
En la recta final del Proyecto Genoma, los
científicos esperan identificar un gen a
diario.
En la tapa del número de MUY que tiene en sus
manos aparece un bebé recién nacido junto a un
titular que
describe una situación casi idílica: "Las
enfermedades que nunca tendrá: el diagnóstico precoz y las nuevas terapias
génicas anuncian el fin de miles de dolencias
hereditarias, incluido el cáncer". Es cierto que
el
pequeño no padecerá el síndrome de
Down, ni el síndrome de frágil x -la causa
más frecuente de retraso mental- ni la fibrosis
quística o mucoviscidosis -dolencia que afecta a miles de
niños, ocasionándoles severos trastornos digestivos
y respiratorios- ni corea de Huntington -una enfermedad
neurodegenerativa que aparece en edad adulta-. Pero el
bebé no las padecerá porque, de lo contrario,
probablemente no habría nacido. Sus padres, portadores del
gen del Huntington, decidieron concebirlo mediante
fertilización in vitro, para someterlo, antes de ser
implantado, a una batería de pruebas
cromosómicas y análisis genéticos. Afortunadamente,
todos dieron negativo.
"Hasta ahora, la única posibilidad de evitar el
alumbramiento de niños con enfermedades genéticas,
mal-
formaciones congénitas o anomalías
cromosómicas era la realización de un diagnóstico prenatal mediante amniocentesis
o biopsia de corion, técnicas que permiten extraer
células embrionarias del seno materno. Si se detecta que
el feto porta una alteración severa, en España
existe la opción de interrumpir el embarazo",
dice el doctor Juan Bernar, responsable del Area de
Genética de la unidad FIV y Genética Humana del
Hospital Ruber Internacional de Madrid.
La doctora Susana Turyk, presidenta de la Sociedad Argentina:
Genética Médica, señala que en ese
sentido no sucede lo mismo en nuestro país. Pues la
legislación contempla la posibilidad interrumpir el
embarazo por
causas fetales en los casos en donde peligra la vida de la
embarazada o cuando existe un caso de una mujer insana,
ejemplo, una mujer que padece
una deficiencia mental y que es violada.
Los embriones con alteraciones genéticas son
desechados
Sin embargo, el moderno diagnóstico preimplantacional hace posible
la transferencia al útero de embriones que se ha
comprobado que son sanos. Si, por el contrario, los análisis cromosómicos y
genéticos ponen en evidencia una anomalía muy grave
son desechados, ya que por el momento es imposible de corregir la
inmensa mayoría de dolencias genéticas catalogadas
hasta la fecha, que superan las 6.000.
Las técnicas desarrolladas al abrigo del Proyecto
Genoma Humano, el enorme desafío internacional cuyo
objetivo es
secuenciar o leer los 3.000 millones de bases o letras que
integran la molécula dela herencia humana
-e1ADN-,han permitido cuadruplicar la tasa descubrimientos de
genes humanos. Estas secuencias de ADN que contienen la
información necesaria para fabricar proteínas
aparecen implicadas en la génesis de enfermedades
hereditarias. La hipertensión, el mal de Alzheimer, el
Parkinson, la psicosis
maníaco-depresiva, dolencias coronarias, la diabetes y otros
procesos
crónicos, que afectan a más del 10 por ciento de
población adulta, tienen un fuerte
componente genético.
La actividad investigadora de los laboratorios y centros
de genética es tan frenética que casi a diario
hallan un nuevo gen de los entre 100.000 y 150.000 que se
encuentran integrados en los cromosomas.
Sin duda alguna, el ritmo seguirá
acelerándose en los próximos años. "Cuando
nos aproximemos a la recta final, lo que está previsto que
ocurra en los albores del próximo siglo, esperamos que
cada hora se secuencia un gen", señala Francis Collins,
director del Centro Nacional para la investigación del
Genoma Humano, en los Estados Unidos, que hace hincapié en
los avances decisivos que se han producido en la última
década y, en concreto, a lo
largo de 1996.
Razones no le faltan. A principios de
año, el equipo de Jean Weissenbach, de la empresa
francesa Genethon y del CNRS, y el de Eric lander, del Instituto
Tecnológico de Massachusetts, en los Estados Unidos,
presentaron en la revista Nature
el primer mapa genético humano que allanaba el camino para
la identificación de múltiples genes
patógenos. Y, hace poco, la revista
Science publicó un atlas actualizado del genoma humano con
información acerca de más de 16.000
genes.
Los expertos navegan por el ADN con la ayuda de
mapas
En líneas generales, un mapa genético
consiste en un diagrama que
describe las relaciones cromosómicas de miles de
secuencias de ADN, conocidas como marcadoras, dependiendo de
cómo se separan y recombinan a lo largo de generaciones
humanas. En el mapa obtenido por Lander y Weissenbach, las
secuencias marcadoras se corresponden con los denominados
microsatélites, unos fragmentos genéticos que se
repiten a lo largo de la molécula de ADN. Estos diagramas se
complementan con los llamados mapas
físicos, que no son otra cosa que la representación
gráfica de la posición de un gen dentro de un
cromosoma.
Con los dos tipos de mapas es posible
encontrar rápidamente el lugar donde se esconden los genes
asociados con una enfermedad. De este modo, Graeme Bell y sus
colegas de la Universidad de Chicago, en los Estados Unidos, han
aislado dos genes -uno en el cromosoma 12 y otro en el 20-
implicados en una forma de diabetes
hereditaria que afecta a personas jóvenes, según
han anunciado en la revista Nature
del mes de diciembre.
Hallado un gen implicado en el cáncer de
próstata
Este hallazgo se produce apenas un mes después de
que Patrick Walsh, de la Escuela de
Medicina Johns Hopkins, en Baltimore, publicara en Science el
descubrimiento en el cromosoma 1 de un gen -e1 HPCI- ligado al
cáncer de próstata hereditario, el tumor más
frecuente en los varones.
La localización del HPC1 constituye el primer
paso para su identificación. "Lo primero que tenemos que
hacer ahora es donar el gen -es decir, obtener muchas copias de
él- y secuenciarlo. Esto nos permitirá
después saber cómo la mutación de este gen
incrementa el riesgo de sufrir
este tumor", dice Walsh.
No menos interesante ha sido el hallazgo de un segundo
gen del cáncer de mama y ovario -e1BRCA2- y la
identificación por primera vez de un fragmento de ADN
implicado en la aparición de la enfermedad de Parkinson,
un trastorno degenerativo del sistema nervioso
que se manifiesta por la lentitud y escasez de movimientos,
temblores y rigidez muscular. Se estima que el 25 por ciento de
las personas afectadas por este mal heredan el gen defectuoso,
que ha sido detectado en el brazo largo del cromosoma 4,
según el investigador Zach Hall, de los institutos
Nacionales de la Salud estadounidenses.
La avalancha de datos acerca de la molécula de la
vida parece no tener freno. En los centros de
investigación ya se aíslan de forma rutinaria
mutaciones genéticas asociadas con la aparición de
enfermedades hereditarias. Los genes encontrados son
inmediatamente patentados para así, según los
científicos, sufragar y estimular las investigaciones y
evitar la ocultación de aquellas secuencias de ADN que
encierran un valor
médico.
Por su lado, los laboratorios de genética
compiten en el desarrollo y
la puesta en el mercado de
sencillos tests genéticos que detecten en los pacientes la
mutación del gen que los predispone a sufrir un
determinado mal y a acortarles la esperanza de vida.
Análisis para males hereditarios como la fibrosis
quística, el cáncer de mama, la anemia falciforme,
el mal de Alzheimer y el
cáncer de colon están siendo desarrollados o ya se
utilizan, al menos, en ensayos
clínicos.
Los resultados de los tests son difíciles de
interpretar
La posibilidad de comercialización de algunas de estas
pruebas en los
Estados Unidos ha suscitado acalorados debates entre genetistas y
bioéticos, ya que la interpretación de los
resultados es harto imprecisa, como sucede con la del análisis para el gen BRCA1, que está
implicado en el cáncer de mama hereditario. Muchas mujeres
que saben que son portadoras de una versión alterada del
gen, que acarrea un riesgo -no una
certeza- del 85 por ciento de padecer el tumor, se han extirpado
los pechos.
Por otro lado, las organizaciones
defensoras de los derechos humanos
denuncian que no existe un marco legal que garantice la
confidencialidad de los resultados y los abusos que se deriven de
los re-
Genes con dueño
La mayoría de las patentes de genes humanos
han sido presentadas por laboratorios y centros privados,
seguidos de las instituciones
públicas. Para los de los derechos humanos,
la comercialización de secuencias de nuestro
ADN es inadmisible.
Resultados de las pruebas: denegación de seguros de vida y
sanitarios, rechazo laboral… Esto
ya es una realidad, como se demuestra en un trabajo publicado en
la revista Science de diciembre por Charira Kozma, de la
Universidad de Georgetown, en Washington.
Autor:
Juan Andrés Toselli