Historia de la Genetica

Desarrollo histórico de la genética humana

Confirmación y consecuencias del modelo de la doble hélice

De los “factores” de Mendel al desciframiento del genoma humano

Desarrollo histórico de algunos conceptos de la Genética

Las dimensiones de la molécula de ADN

Archibald Garrod: La genética bioquímica en Medicina

Thomas Hunt Morgan: El ordenamiento lineal de los genes

La codificación de la herencia

Consecuencias del desciframiento del código genético

Conexión con el ADNy el modelo de la doble hélice

De los “factores” de Mendel al desciframiento del genoma humano

La Genética es la ciencia que investiga los procesos de herencia y variabilidad genética. Su comprensión avanzó gracias al trabajo de Gregor Mendel, un monje austríaco del siglo XIX, cuyas ideas no se apreciaron plenamente hasta su redescubrimiento en 1900.La Genética Humana también tuvo un progreso lento, y no fue hasta 1956 que se confirmó que los humanos tienen 46 cromosomas. A pesar de las dificultades iniciales, el avance en la segunda mitad del siglo XX hizo que los humanos se convirtieran en una especie bien estudiada. El Proyecto Genoma Humano, que se desarrolló entre 1990 y 2003, marcó un hito en esta disciplina y ha tenido un gran impacto en campos como la medicina, el derecho y la psicología.

Desarrollo histórico de algunosconceptos de la Genética

A pesar de que en esa época no se conocía la meiosis, la fertilización era poco comprendida y la mitosis no se había explorado en detalle, Mendel desarrolló teorías abstractas basadas en sus experimentos de hibridación de plantas.Las conclusiones principales de Mendel incluyeron la no fusión de los alelos en la descendencia, incluso cuando un alelo "recesivo" no se manifestaba en un individuo de la primera generación (F1), ese alelo seguía presente y podía reaparecer en la siguiente generación (F2) Un ejemplo que se asemeja a los experimentos de Mendel se encuentra en la familia real inglesa del siglo XIX, que experimentó casos de hemofilia, una enfermedad ligada al sexo. La observación de cómo la hemofilia se transmitió a través de generaciones en esta familia respaldó los conceptos mendelianos sobre la herencia de los genes.

Archibald Garrod: el nacimiento de la genética bioquímica en Medicina

Descubrió que las personas afectadas por la alcaptonuria tenían una gran cantidad de ácido homogentísico en su orina, un subproducto del metabolismo de los aminoácidos tirosina y fenilalanina que normalmente no se encuentra en la orina. Demostró que la alcaptonuria seguía un patrón de herencia mendeliano recesivo en las familias afectadas.Garrod razonó que la ausencia de ácido homogentísico en la orina normal se debía a la presencia de una enzima que degradaba este ácido. La falta de esta enzima era la causa de la alcaptonuria. Esta conclusión se ha confirmado con los conocimientos actuales sobre la vía metabólica involucrada. Garrod no se limitó a estudiar la alcaptonuria; también analizó otras condiciones con características similares, como la cistinuria y el albinismo. Con su visión perspicaz, llegó a la conclusión de que cada una de estas condiciones estaba relacionada con la falta de una enzima específica, que a su vez estaba determinada por un gen.

Thomas Hunt Morgan: el ordenamiento lineal de los genes

Utilizo la herencia en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Aprovechando las ventajas experimentales de esta especie, realizó investigaciones que demostraron la existencia de la recombinación genética, un proceso que ocurre durante la profase de la meiosis antes de la formación de los gametos. Morgan y su equipo confirmaron que los genes estaban dispuestos en un orden lineal en cada cromosoma, aunque en ese momento no se conocía la naturaleza de esta "línea" (hoy sabemos que corresponde a la molécula de ADN El trabajo de Morgan y otros genetistas contemporáneos confirmó de manera concluyente que los genes estaban ubicados en los cromosomas, lo que respaldó la teoría cromosómica de la herencia

La conexión con el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el modelo de la doble hélice

En 1944, se realizó la primera demostración de que la información hereditaria (los genes) residía en los ácidos nucleicos. Oswald T. Avery, junto con C. M. MacLeod y Maclyn McCarty, trabajando con bacterias, confirmó que cierta información hereditaria se encontraba en el ADN Para investigar la estructura molecular del ADN, se utilizó la técnica de difracción de rayos X en cristales puros del ADN en su estado natural. Rosalind Franklin contribuyó al descubrimiento de las formas A y B del ADN, demostró que las bases nitrogenadas estaban dirigidas hacia el interior de la molécula y proporcionó detalles precisos sobre las distancias moleculares en el ADN

Confirmación y consecuencias del modelo de la doble hélice

El modelo de la doble hélice del ADN representó una forma intuitiva y convincente de describir las características que el sustrato material de la herencia debía poseer. Se consideraba que este material debía ser autorreplicable, lo que se lograba mediante la separación de las dos hélices. Ya se había demostrado previamente que este material estaba ubicado en los cromosomas, como habían establecido citólogos y bioquímicos, y que debía contener la información hereditaria, lo cual se sugería a través de la secuencia de bases con una gran variabilidad a lo largo de cada hélice. Después de 1953, estas propiedades se confirmaron de manera definitiva a través de numerosos experimentos. La última propiedad mencionada, en particular, era fundamental para la Genética. Llevó al descubrimiento del código genético

Las dimensiones de la molécula de ADN

. En primer lugar, surgió la pregunta de cuántas moléculas de ADN se encuentran en un cromosoma. Se determinó que cada cromosoma consta de dos cromátides hermanas idénticas, y los datos sobre la replicación del ADN demostraron que cada cromátide contiene una única molécula de ADN de doble cadena.En segundo lugar, se cuestionaron las dimensiones de la molécula de ADN, en particular su longitud. A pesar de su anchura submicroscópica de solo 23 nanómetros (nm), se reveló que la molécula única de ADN de un cromosoma humano puede alcanzar una longitud de aproximadamente siete centímetros si se desenrollara por completo.

La codificación de la herencia

Cuando se estableció que el ADN era la base material de la herencia, surgió la cuestión de cómo se codificaba esta información hereditaria en el ADN. Esto planteó dudas conceptuales, ya que las células funcionan principalmente a través de las proteínas, que son cruciales en las celulas. Durante décadas, se había demostrado que la herencia se transmitía únicamente a través de los gametos y, dentro de los gametos, a través de los cromosomas. Por lo tanto, la base material de la herencia implicaba una forma de miniaturización, independientemente de su naturaleza. El físico George Gamow propuso que las instrucciones hereditarias se codificaban en el ADN a través de variaciones secuenciales de las bases nitrogenadas que determinaban el orden de los aminoácidos en las proteínas. Aunque el esquema de Gamow no era completamente preciso.

Consecuencias del desciframiento del código genético

Tras la confirmación experimental del código genético, la Genética experimentó un cambio significativo, alejándose de los estudios estructurales para centrarse en los estudios de descodificación, un enfoque que sigue siendo relevante en la actualidad En 1960, el objetivo aparentemente inalcanzable de determinar la identidad y el orden de todas las bases nitrogenadas a lo largo del ADN, es decir, la secuenciación del ADN, comenzó a volverse factible gracias a los avances tecnológicos. Este ambicioso objetivo se planificó a gran escala en forma del Proyecto Genoma Humano, que culminó en el año 2003 con la secuenciación completa del genoma humano