LA GENETICA Y LA BIOTECNOLOGIA

LA GENETICA Y LA BIOTECNOLOGIA

El desarrollo de la biotecnología moderna, entendida como el conjunto de técnicas de ADN recombinante que pueden aplicarse para obtener un producto o beneficio para el hombre, fue posible por el avance que se produjo en el conocimiento de la genética en el siglo XX. Cuando se habla de vacunas de nueva generación, de enzimas recombinantes o de cultivos transgénicos, se trata de productos en los cuales se ha utilizado la información genética de los organismos para diseñar el producto final. Por esto, se considera a la genética como una de las ciencias básicas sobre las que se asientan los desarrollos biotecnológicos.

La genética es, básicamente, el estudio de los genes, la herencia y sus mecanismos. La genética fue utilizada empíricamente a lo largo de la historia para obtener mejores especies animales y vegetales que respondieran a los intereses humanos. Estas aplicaciones dejaron de ser empíricas a partir del desarrollo de las Leyes de Mendel, a fines del siglo XIX, y de su redescubrimiento a principios del siglo XX.

La genética clásica: de Mendel a la biotecnología. La genética clásica se refiere al estudio de la herencia de los caracteres, y fue aplicada empíricamente desde los inicios de la agricultura y la ganadería al seleccionar los individuos de mejores características para que se reprodujeran y dejaran descendencia similar a ellos. En esas prácticas siempre estuvo, intuitiva y empíricamente, el concepto de herencia. La idea de la herencia, aún cuando no se conocía exactamente el mecanismo subyacente, permitía explicar los rasgos fisonómicos de los clanes familiares, como el labio prominente de los Habsburgo (dinastía que gobernó desde el siglo XIV y durante 300 años en territorios austríacos). Así, el hecho de que las características morfológicas se pasaran de padres a hijos era ampliamente aceptado.

Paradójicamente, las teorías reinantes en esa época hablaban de “generación espontánea” para el origen de los organismos, y de la “herencia por mezcla” para explicar por qué los hijos tenían características de ambos progenitores. Pero, ninguna de estas teorías pudo sostenerse ante la evidencia obtenida por científicos del siglo XIX, como Luis Pasteur y Gregor Mendel.

La genética mendeliana: La genética mendeliana se considera parte de la genética clásica, y se refiere a la aplicación de las Leyes de Mendel para estudiar patrones de herencia. Estas leyes establecen que la herencia de caracteres está dada por “factores concretos”, ya que acorde a las observaciones de Mendel, eran repartidos en proporciones matemáticas como unidades enteras a la descendencia. A partir de los conocimientos adquiridos desde entonces, se interpreta que la primera ley permite asociar un cierto carácter fenotípico a un gen, y la segunda ley permite indicar si dos características están codificadas por dos genes independientes. Estas leyes también sentaron las bases para explicar otros fenómenos genéticos (codominancia, dominancia incompleta, recombinación genética, etc.).

Genética mendeliana y biotecnología

La genética mendeliana se aplica en la actualidad al realizar proyectos de biotecnología. Por ejemplo, antes de poner en práctica las técnicas de biología molecular para clonar un gen, se debe saber si la característica biológica que se quiere buscar está codificada por un solo gen. Para verificarlo, se parte de progenitores con caracteres contrastantes (por ejemplo, resistentes y susceptibles a un patógeno) y se analiza la proporción de descendientes en las dos generaciones siguientes (F1 y F2) de modo tal que si cumple la primera Ley de Mendel, se puede determinar que existe un gen para la característica de interés.

También se aplica esta misma ley para resolver cruzamientos de prueba, cuando se quiere conocer el genotipo de un individuo para un gen dado, o cuando se quiere saber cuál de las formas de una característica es la dominante y cuál la recesiva. También se aplica genética mendeliana cuando se quiere saber si dos características están codificadas por genes independientes entre sí, para lo cual se realizan cruzamientos llamados dihíbridos. Además de estas aplicaciones de genética mendeliana a priori de un proyecto biotecnológico, se deben realizar análisis genéticos luego de obtener una planta o animal transgénico, de modo de demostrar si el transgén insertado sigue un patrón de herencia estable tipo mendeliano, acorde con lo demandado por los organismos reguladores de biotecnología en los distintos países.

Citogenética y la teoría cromosómica de la herencia

Posterior a Mendel, los científicos se dieron cuenta de que los patrones hereditarios que el monje austriaco había descrito eran comparables al comportamiento de los cromosomas en las células en división, y sugirieron que las unidades mendelianas de la herencia, se localizaban en los cromosomas, lo que constituye el concepto central de la teoría cromosómica de la herencia. Esta teoría asocia los genes (o “factores” de Mendel) con una estructura física dentro de la célula, los cromosomas, y reconoce que los genes son parte de los cromosomas. Este concepto no es nuevo hoy en día, pero fue un hito cuando se formuló a principios del siglo XX, y tuvo profundas implicancias en la citogenética, la rama de la ciencia que estudia los cromosomas y su comportamiento durante el ciclo celular. Es decir que esta teoría permitió correlacionar los resultados de los cruzamientos empíricos con el comportamiento de los cromosomas que se observaban en las células.

El proceso celular que permitió correlacionar los cromosomas con los genes fue la meiosis, es decir la división celular por la cual se generan las gametas. Fueron dos investigadores, Walter Sutton (EE.UU) y Theodor Boveri (Alemania), que en forma independiente llegaron a la misma conclusión en 1902.

Reconocieron que el comportamiento de los “factores”

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