SISTEMATICA

http://www.redalyc.org/redalyc/pdf/104/10414107.pdf
SISTEMATICA

ECOLOGIA

2. Origen etimológico y definición de la Ecología La palabra “Ecología” proviene de los vocablos griegos, “oikos” y “logos”, que significan casa y ciencia, respectivamente. Ernst Haeckel zoólogo alemán (1869), originalmente acuñó el término “Ecología”, y la definió como “el estudio del ambiente natural y de las relaciones entre organismos y sus alrededores”. Según Rayo (1994), el término Ecología conduce desde sus orígenes al concepto de economía. La economía investiga las estructuras de la unidad doméstica tierra y establece las leyes de esta casa. Desde la perspectiva clásica de Aristóteles, adquiere entonces una connotación moral que alude a la preocupación responsable de adquirir y administrar aquellos bienes necesarios para gobernar la casa, de manera que sus habitantes posean la oportunidad de vivir dignamente. “Cuando nos referimos a la Ecología, hablamos del cuerpo de conocimiento relacionado con la economía de la naturaleza –la investigación de todas las relaciones del animal en su ambiente orgánico e inorgánico; eso incluye, sobre todo, su relación amable y hostil con los animales y plantas, con que se contacta de manera directa o indirecta – en una palabra, la Ecología es el estudio de todas las interrelaciones complejas de que refirió Darwin como las condiciones de la lucha para la existencia”. – Ernst Haeckel (1870). Esta cita apareció en un trabajo de Haeckel en 1870, aunque empleó el término por primera vez en 1869. 3. Precursores de la Ecología Es necesario reconocer a los biólogos y geógrafos un papel fundamental en los inicios de la Ecología. Es justo asimismo, recordar el aporte considerable de los griegos clásicos. Por ejemplo, Aristóteles, además de filósofo, fue un biólogo y naturalista de gran talla. Baste citar sus libros sobre la vida y costumbres de los peces, fruto de sus diálogos con pescadores, y sus largas horas de observación personal. Teofrasto, sucesor de Aristóteles en la Escuela Peripatética, quien escribió la Historia de los animales, los minerales y las plantas. Para ese entonces, a esos escritos se les consideró como una simple descripción de la relación de los organismos entre sí y con el medio ambiente. Ya Platón, en el siglo V antes de Cristo, escribía: <i>"Lo que ahora queda, comparado con lo que existió entonces, es como el esqueleto de un hombre enfermo. De toda la tierra gorda y suave, tras ser devastada, queda solo el desnudo esqueleto… Hay algunas montañas que ahora no tienen más que comida para las abejas, pero no hace mucho tiempo estuvieron llenas de árboles …"

GENETICA MENDELIANA

GENETICA MENDELIANA

Trabajo Practico de Genética

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 tra-

ta 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 seleccio-

no 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 en

las 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 cuan-

do 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 s

ambiciosos 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 servi-

das, 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 pue-

den 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 genético 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.

·      Duración estimada: 15 años ·      Su objetivo identificar los     alrededor de 100.000 genes que componen en genoma humano y su ubicación en el mapa de cada uno de los cromosomas celulares. ·      Se obtendrá finalmente la  secuencia lineal en que se ubican  los 3000 millones de pares de  bases químicas del ADN. Sólo el  3% del ADN secuenciado. Correspondera a los genes, que son los  que contienen las ordenes para fabricar todas las proteinas ·      El PGH tiene proyectos paralelos para estudiar el genoma de otros organismos, tanto vegetales como animales, con el objeto  de compararlos con el genoma humano. En la Argentina, un equipo estudia el paasito causante del mal de chagas.

 

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 procesamien

to 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

·       Colesterol alto ·       Ateroesclerosis ·       Retardo mental heredado ·       Afecciones cardiovasculares ·       Melanoma ·       Mal de Parktnson

 

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, malformaciones 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 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.

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.