La variabilidad
genética se refiere a la variación en el material genético de
una población o especie, e incluye los genomas. Para que la
selección natural pueda actuar sobre un carácter, debe haber algo que
seleccionar, es decir, varios alelos para el gen que codifica ese
carácter. Además, cuanta más variación haya, más evolución hay. Ronald
Fisher demostró matemáticamente que cuantos más alelos existan para un
gen, más probabilidad hay de que uno de ellos se imponga al resto. Esto implica
que cuanta más variabilidad genética exista en una población, mayor será el
ritmo de la evolución. Esto se conoce como "Teorema fundamental de la
selección natural de que establece y varía en cambios y transformaciones".
Un
aspecto fundamental de la biodiversidad es la variación genética de las
poblaciones y las especies. Esta variación puede ser clasificada en cuatro
tipos en función de sus consecuencias en la adecuación: variación de alelos
letales, deletéreos o neutros, y la asociada con alelos que aumentan la
adecuación de sus portadores. Asimismo se pueden dividir los tipos de variación
genética en aquellos que estudian rasgos cualitativos y los que son
cuantitativos
Razones
por las cuales se da variación en la descendencia son:
Mezcla
al azar de genes de los progenitores: En los seres diploides los cromosomas homólogos (contienen genes para los
mismos caracteres) se heredan uno de un
progenitor y otro del otro, produciendo combinaciones aleatorias de caracteres.
Combinaciones
de cromosomas: Los gametos también son diferentes entre sí, ya que cada
uno recibe un ejemplar al azar de cada tipo de cromosoma.
Recombinación
de genes: Se produce durante la profase I de la meiosis, y en ella se da
un entrecruzamiento entre una de las dos cromátidas de los cromosomas
homólogos, por lo que las cromátidas resultantes son diferentes entre sí y de
las originales.
Fuentes
de variación genética
Las
células generadas por meiosis son genéticamente distintas entre sí y respecto
de la célula progenitora, esta diferencia se debe a dos procesos privativos de
la meiosis: el entrecruzamiento y la separación aleatoria de cromosomas
homólogos.
Entrecruzamiento
Se
produce en la profase I, y hace referencia al intercambio de material genético
entre cromáticas no hermanas. Una vez producido el entrecruzamiento las
cromátidas hermanas ya no son idénticas. Este hecho es la base de la
recombinación intracromosómica, que crea nuevas combinaciones de alelos en una
cromátida.
Para
comprender como causa variación genética el entrecruzamiento, se considera dos
pares de alelos. Cuando se replica el ADN en la fase S, se duplica cada
cromosoma y, por lo tanto, las cromátidas hermanas resultantes son idénticas.
En
el proceso de entrecruzamiento hay ruptura de las cadenas de ADN, que se
separan de manera tal que se intercambian segmentos de cromátidas no hermanas y
una vez que termina las dos cromátidas hermanas ya no son idénticas.
Finalmente,
los dos cromosomas homólogos se separan y cada uno se dirige a una célula
diferente. En la meiosis II, se separan las cromátidas de cada cromosoma, y por
lo tanto, cada una de las cuatro células resultantes de la meiosis contiene una
combinación diferente de alelos.
Separación
de cromosomas homólogos
Existen
4 formas en las que la célula diploide con tres pares de cromosomas puede
dividirse, lo que produce un total de 8 combinaciones diferentes de cromosomas
en los gametos. Por lo general el número de combinaciones posibles es,
donde n equivale al número de pares homólogos. Por lo tanto en los seres
humanos, que tienen 23 pares de cromosomas hay diferentes combinaciones de cromosomas
posibles a partir de la separación aleatoria de los cromosomas homólogos.
Separación
de cromatidas hermanas y los cromosomas homólogos
En
los últimos años se han identificado algunas de las moléculas requeridas para
la unión y separación de cromatidas y los cromosomas homólogos. La cohesina,
una proteína que mantiene unidas las cromátidas, es clave para el
comportamiento de los cromosomas en la mitosis y meiosis. Las cromatidas
hermanas se mantienen unidas por la cohesina. En la anafase de la miosis, la
cohesina es degradad en toda la longitud del cromosoma por una enzima
denominada separasa, lo que permite la separación de las cromatidas hermanas.
Es
importante destacar que las formas de cohesina utilizadas en la mitosis y
la meiosis son diferentes. Al comienzo
de la meiosis, la cohesina específica de la meiosis se encuentra a lo largo de
toda la longitud de los brazos del cromosoma. La cohesina también actúa sobre
os brazos de los cromosomas homólogos en los quiasmas y mantiene a los dos homólogos
unidos a sus extremos.
En
la anafase I, se degrada la cohesina ubicada a lo largo de los brazos del
cromosoma, la cohesina centrometica se mantiene intacta e impide la separación
de las cromatidas hermanas durante la anafase I de la meiosis.
Al final de la anafase II, se degrada la
cohesina centromerica, ya que no está protegida por la shugoshina, lo que
posibilita que las cromatidas hermanas se separen durante la anafase II, al
igual que no hacen en la miosis.
Meiosis
en los ciclos vitales de los animales
Meiosis
en animales:
La producción de gametos en un animal macho,
un proceso denominado espermatogénesis, tiene lugar a los testículos. Allí las
células germinales diploides se dividen por la mitosis para producir células
diploides llamadas espermatogonia y cada una puede presentar ciclos repetidos
de la mitosis, que dan origen amuchas espermatogonias y cada espermatocito genera un total genera un
total de 4 espermatidas haploides, que maduran y se convierten en
espermatozoides.
Historia
de la genética en el Ecuador
En
la actualidad el interés por la genética humana se ha incrementado en forma
acelerada debido a los sorprendentes descubrimientos e investigaciones que está
aportando y que revolucionan las concepciones que con anterioridad han dominado
el quehacer científico. Las ramas de la genética humana se han diversificado a
tal punto que existe una verdadera superespecializacion.
En
este contexto el Ecuador se ha desarrollado con mayor lentitud frente a otros
países de la región ocupando lastimosamente puestos muy retrasados. Si se
revisa la historia del trabajo científico genético en el Ecuador aprecia que no
ha existido una línea de investigación conformada o con tradición. Los aportes
han sido escasos y más bien provienen de estudios aislados y de temas muy puntuales
que los autores han informado alrededor de uno u otro problema genético
observado.
De
los documentos existentes se puede recuperar valiosa información sobre
Biopatologia Genética en el Ecuador lo cual indica que al parecer los autores
coinciden con una visión particular de la genética esto es la de una ciencia
que estudia pluralidad de niveles de organización de la realidad.
1
etapas del desarrollo histórico de la genética humana
Los
orígenes empíricos de la Genética son tan antiguos como el hombre mismo. Desde
los primeros Homo Sapiens les preocupo la existencia y organización del entorno
se empezó a sacar conclusiones sobre las similitudes entre diferentes especies
y dentro de la propia descendencia. Los celtas y egipcios se ocuparon del
cuidado de las especies vegetales y animales los árabes de la búsqueda de la
pureza de sangre en los caballos, los griegos de la eugenesia, las monarquías e
imperios antiguos guardaron celosamente sus genealogías y en América se
celebraban matrimonios entre el Inca y su hermana en busca del primogénito
puro.
La
paleo genética es una valiosa ayuda para la revisión de la patología mal
formativa precolombina.
En
la historia de la humanidad el estudio de los seres vivos ha inquietado a
muchos filósofos como Aristóteles, Descartes, Diderot, Spencer, Bergson o como
en la actualidad por ejemplo al tratadista Bunge.
En
un principio el desarrollo de las ciencias estuco siempre supeditado a falsas
creencia dominadas por el animismo la falta de sistematización y de
conocimientos. Hasta fines del siglo XVII las ciencias naturales con una
concepción materialista se abrieron paso en medio del idealismo la metafísica y
el agnosticismo. A partir de este siglo
la biología y la genética como tal
avanzaron por la teoría celular, teoría evolucionista y mendeliana, genética
molecular y biotecnología.
Periodo
antiguo o precitogenetico
Va
desde el descubrimiento de la célula por Hooke en 1666 y finaliza con la
publicación de la famosa obra de Wilson, La célula en el desarrollo y la
herencia en 1896.
La
genética como ciencia se desarrolló muy tardíamente. La modernización de la sociedad
y sus exigencias industriales, agroalimentarias, farmacéuticas, económicas y
militares ejercieron influencias determinadas en la potenciación de la
biología.
Las
tendencias vitalistas de Uesekull, Driesch y Wenzl, quienes sostenían que los
organismos se adaptaban fatalmente al medio por poseer animas estuvieran
fuertemente presentes hasta el siglo XVIII.
El
descubrimiento del nuevo mundo cuestiono muchas creencias seudocientíficas e
hizo reclasificar las especies.
El
desarrollo de la morfología y la Anatomía Comparada marco diferencias
esenciales entre lo normal y lo patológico. La construcción del microscopio y
la observación de la célula por Hooke dieron inicio a la Teoría Celular.
En
1739 Buffon destaco las interrelaciones de los organismos antes clasificados.
En 1809 el naturalismo de Lamarck con su teoría de que una especie proviene de
sus antecesoras pone las bases de la revolución biológica de Darwin. En 1771 la
teoría celular de la herencia queda totalmente conformada con los trabajos de Bichat
quien inicio la patología celular.
A
partir de aquí las teorías comienzan a polarizarse.
En
el Ecuador el desarrollo científico biogenético estuvo vinculado a las ideas
biológicas del padre Solano sobre las especies zoológicas de nuestro
territorio. Apareció la primera obra de la Anatomía microscópica de Sotomayor.
Se describieron ciertas malformaciones cardiacas y se hicieron presentes las
ideas de protección de la descendencia mediante la promulgación de varias leyes
de divorcio justificadas por causas biológicas que atentaran contra la salud y
bienestar tanto de la madre como la de sus hijos.
Periodo
de la genética y citogenética clásica
Se
inicia con el redescubrimiento de las leyes de Mendel por Tschermark, De Vries
y Correns continua con el surgir del Darwinismo y el evolucionismo. El mérito
de Darwin al implantar la teoría evolucionista fue expulsar de la ciencia a las
teorías metafísicas y vitalistas.
Los
trabajos de Mendel con guisantes hicieron posibles que se determine
matemáticamente las leyes básicas de la herencia hoy aplicables a la herencia
monogenica. Lo estudiado por él fue corroborado por Morgan quien observo que en
núcleos celulares se presentaban los cromosomas y sus alteraciones estaban
relacionadas con alteraciones del fenotipo del individuo con lo cual se
conforma la teoría cromosómica de la herencia.
En
1956 Tjio y Levan asignaron el numero cromosómico humano en 46. Pocos años
después Lejeune describe las primeras alteraciones cromosómicas: el síndrome de
Down y el síndrome de Turner.
Aunque
el periodo continúa en la actualidad con aportes importantes fue transcendental
el descubrimiento de las técnicas de bandeamiento cromosómico hechas por
Capersson en 1970.
Este
periodo tiene aportes interesantes en el Ecuador. Los científicos influenciados
por el darwinismo retoman diferentes temas como la persistencia en el
impedimento de matrimonios con linajes aberrantes y se da la importancia a las
anomalías anatómicas.
Periodo
moderno, genética molecular y biotecnología
Se
inicia con las pruebas de transformación bacteriana hechas por Griffit en 1928
que son la base de la teoría molecular de la herencia. En 1953 Watson, Crick y
Wikins postulan la estructura en doble cadena del material hereditario en 1963
Nieremberg describe el código genético. En 1970 Khorama hace la primera
síntesis de un gen in vitro y Kan en 1979 el primer diagnóstico genético por
medio del análisis del ADN. En 1979 Goeddel produce por primera vez la insulina
mediante ingeniería genética.
Tanto
la teoría Genética de la Herencia como la Teoría Cromosómica de la Herencia
conforman la llamada genética cualitativa. Se dan los primeros pasos para
relacionar un fenotipo específico con un gen específico.
En
el Ecuador Beadle y Froehlich publicaron sobre el ADN en 1967 pero debieron
pasar casi tres décadas hasta que existiera un creciente interés en la
tecnología del ADN humano. Gutiérrez bajo el titulo Milagros de la Genética
hace una interesante revisión de los aspectos actuales de la Genética
Molecular.
En
1995 Paz y Miño inicia de forma pionera en el Ecuador el Laboratorio de
Genética Molecular y Citogenética Humana en el Departamento de Ciencias
Biológicas de la PUCE y se comienza el trabajo en técnicas de Genética
Molecular Humana con la extracción de ADN de células sanguíneas tumores sólidos
y leucemias para análisis de mutaciones de genes. A partir de 1999 se trabaja
con las técnicas de secuenciación manual y automática de genes.
En
el año 2005 se formaron varios laboratorios que operan ya con técnicas
moleculares para diagnóstico de enfermedades como acondroplastias, distrofia
muscular de Duchenne y Becker, corea de Huntington síndrome de X frágil entre
otras.
El
instituto de Investigaciones Biomédicas (IIB) de la universidad de las
Américas se inició en Octubre del 2008.
El grupo de investigaciones del IIB ha efectuado un considerable número de
publicaciones científicas BioScientis y ha brindado asesoramiento y diagnóstico
de enfermedades genéticas.
En
el año 2013 el IIB expande sus áreas de investigación trazándose como objetivo
el entendimiento de enfermedades relevantes para el Ecuador mediante el
análisis de la expresión de cascadas genéticas la aplicación de micro arreglos de
ADN de vectores y de la secuencia genómica.
Visión
epistemológica
Lo
mencionado anteriormente indica que el último siglo ha sido el de mayores
aportes científicos en el área de la genética humana.
En
1908 se po0stula la ley Hardy-Weinberg sobre la genética de poblaciones tomando
en consideración las variables de endogamia, migración, mutación y selección.
En el Ecuador bajo una concepción neordarwinista Skes y Blum retoman el tema de
la eutanasia y en los escritos aparecen argumentaciones con tientes racistas.
En
1909 acerca de la Teoría Cromosómica de la Herencia Johannsen postulo que los
genes que son la unidad de la herencia ocupan lugares específicos en los
cromosomas. En 1915 Morgan denomino loci a las regiones específicas de los
genes en los cromosomas denominados alelos a las variantes del mismo gen.
Los
conceptos genéticos bajo influencias filosóficas nuevas adquieren otras
dimensiones. Se demuestra que el gen es divisible y aún más se descubre que un
mismo gen puede codificar dos y posiblemente más proteínas mediante el empalme
alternativo de exones e intrones.
Con
la finalidad de conocer todo el patrimonio genético de los seres humanos se
inició a escala internacional un proyecto Genoma Humano en 1988. Este
conocimiento determino que la Genética Humana cambiara drásticamente incluyendo
en sus propósitos los experimentos de terapia génica, clonación de individuos,
células madres, manipulación de embriones y selección genética.
Lo
curioso es que pese al despliegue informativo dado sobre dicho proyecto y sus logros los
estudios que hemos realizado en población urbano-marginal y en los chamanes del
Ecuador hacen ver que los avances más bien son limitados en el campo de la
genética y que la población general llegan muy pocos o mal interpretados.
La
experiencia en Genética Medica nos muestra que muchos de los conceptos y bases
filosóficas de la ciencia son descuidados en la actividad profesional
ecuatoriana.
Síndrome
de Ehlers-Danlos
El Síndrome
de Ehlers-Danlos (SED) es un grupo de alteraciones genéticas raras que afectan a
los seres humanos provocado por un defecto en la síntesis de colágeno.
Dependiendo de la mutación individual, la gravedad del síndrome puede
variar desde leve a potencialmente mortal.
Alteraciones
genéticas
Una enfermedad o trastorno
genético es una afección patológica causada por una alteración del genoma.
Esta puede ser hereditaria o no: si el gen alterado está
presente en los gametos (óvulos y espermatozoides)
de la línea germinal, esta será hereditaria (pasará
de generación en generación), por el contrario si sólo afecta a las células somáticas, no será heredada.
Colágeno
El colágeno es
una molécula
proteica o proteína que forma fibras, las fibras colágenas.
Estas se encuentran en todos losanimales. Son secretadas por las células del tejido
conjuntivo como los fibroblastos,
así como por otros tipos celulares. Es el componente más abundante de la piel y de los huesos, cubriendo un
25 % de la masa total de proteínas en los mamíferos.
Mutación
Una mutación se
define como cualquier cambio en la secuencia de un nucleótido o en la
organización del ADN (genotipo)
de un ser vivo,
que produce una variación en las características de este y que no
necesariamente se transmite a la descendencia. Se presenta de manera espontánea
y súbita o por la acción de mutágenos.
Este cambio estará presente en una pequeña proporción de la población
(variante) o del organismo (mutación). La unidad genética capaz de mutar es
el gen,
la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN.
Denominación
Los afectados
del síndrome son Edvard Ehlers,
de Dinamarca,
quien la describió en 1901 con base en la hiperelasticidad dérmica, hiperlaxitud articular e hiperequimosis múltiple
y Henri-Alexandre Danlos de Francia, 1908, quien lo observó en
un paciente con pseudotumores moluscoides. El nombre fue sugerido por
Poumeau-Dellille y Soulie.
Paciente con Síndrome de
Ehlers-Danlos que muestra articulacioneshiperelásticas.
Los síntomas varían
ampliamente según el nivel de mutación que padezca el paciente. No obstante, en
cada caso los síntomas se deben en última instancia a la carencia o escasez de
colágeno. Por ejemplo, en el tipo más común, el de la hipermovilidad, es
frecuente entre los síntomas articulaciones flexibles e inestables con una
tendencia a dislocaciones dolorosas y subluxaciones. Esto se debe a que los ligamentos carecen del tipo
adecuado de colágeno y son demasiado elásticos.
El paciente puede padecer también una baja capacidad pulmonar, mucho cansancio
al hacer deporte, alteraciones circulatorias, soplos, infartos etc. Pero si el
tipo no es de los graves, se puede llevar una vida normal, siendo prudente.
El llamado tipo clásico
de SED se caracteriza por cicatrices en forma de papel
de fumar o "papiráceas" y estrías
El SED vascular puede
provocar muerte prematura por ruptura de órganos o de vasos sanguíneos.
En la tabla inferior se
muestra una lista más amplia de los síntomas de cada tipo de SED.
Existe solapamiento
o similitud entre los síntomas de los diversos tipos. Por ejemplo, muchos de
ellos muestran piel aterciopelada o hiperextensible. Además, las personas con
el tipo con hipermovilidad presentan ligamentos muy elásticos, mientras que
quienes padecen el tipo vascular poseen ligamentos con tendencia a la ruptura.
Debido a la falta de un diagnóstico, se han dado casos en que se piensa
erróneamente en abusos contra los niños.
Clasificación
En el pasado existían
más de diez tipos reconocidos del síndrome. En 1997 los científicos
propusieron una clasificación más sencilla que reducía el número de tipos
principales a seis, asignándoles nombres descriptivos. A continuación se
alistan los seis tipos principales. Pueden existir otras formas de la afección,
pero han sido descritas a partir de una única familia o bien no han sido bien
caracterizadas. Excepto para la hipermovilidad se han identificado las mutaciones implicadas y se pueden detectar con precisión
mediante pruebas genéticas. Esto resulta valioso debido a la gran cantidad de
variación en la presentación de síntomas entre individuos, que puede confundir
la clasificación si solo se atiende a los síntomas. Por orden de prevalencia entre la población, estos son:
A pesar de que la
sintomatología es clara y definida, la enfermedad en sí rara vez obedece
estrictamente las categorizaciones. Prevalece el solapamiento de síntomas y
conduce a diagnósticos insuficientes o erróneos. Ningún paciente puede asumir o
confiar en el "hecho" de que tiene un tipo determinado de SED cuando
el solapamiento de síntomas es evidente y existe amenaza a la vida.
