Genética II. Estudio General. CIENCIA

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Ciencia

Genética es la ciencia de la herencia biológica y de la variación (Bateson 1906), es decir, la Ciencia que estudia el proceso en virtud del cual los padres trasmiten a sus hijos los caracteres de la especie a que pertenecen, y éstos los exhiben con diferencias individuales.

Historia. Aunque durante la segunda mitad del s. XVII, y la primera del XIX, se venían realizando experimentos de hibridación entre variedades de plantas que diferían en algunos caracteres biológicos, para tratar de esclarecer y analizar los principios que rigen el proceso de la herencia biológica, la magistral interpretación dada por el fraile agustino G. Mendel (v.) a una serie de experimentos de hibridación realizados por él en Pisum sativum (guisante común), entre 1856 y 1865, constituye la primera explicación correcta dél mecanismo de la herencia biológica y el nacimiento de la G. como ciencia. Mendel llegó a la conclusión de que, en el guisante, la herencia de cada uno de los caracteres por él estudiados se realizaba gracias a la trasmisión, de acuerdo con unas reglas por él establecidas (las llamadas leyes de Mendel), de unas parejas de partículas materiales, que se denominarían genes (v. I), capaces de segregar y recombinarse independientemente en las células germinales. La hipótesis de Mendel pasó desapercibida hasta 1900, año en que fue confirmada por De Vries, Correns y Tschermak, trabajando independientemente. A partir de entonces fue también comprobada por numerosos investigadores mediante experimentos realizados en los más distintos materiales biológicos, tanto plantas como animales.

Subdivisiones. La G. formal se ocupa de los principios que rigen la trasmisión de los genes, considerados ciertamente como partículas materiales, pero independientemente de su constitución química, de su localización y de su función primaria, y a base solamente del análisis genético, o análisis de las frecuencias numéricas de los individuos obtenidos mediante experimentos de hibridación. La Citogenética aporta al estudio del mecanismo de la herencia los datos derivados del hecho de que tos genes residen en los cromosomas (v.). La G. fisiológica se ocupa del mecanismo en virtud del cual los genes producen los caracteres bioquímicos, fisiológicos, o morfológicos, específicos de un individuo, a lo largo de su desarrollo, y del mecanismo por el que regulan y coordinan todos los procesos vitales. La G. molecular trata de interpretar a nivel molecular, cada vez con más precisión, los distintos procesos que constituyen la herencia biológica, tales como la replicación, recombinación y mutación del material hereditario, la función primaria del gen, etc., estudios hechos posibles gracias al descubrimiento realizado por Avery (1945) de que el material hereditario está constituido por ácido desoxirribonucleico (ADN), y a la elucidación hecha por Watson y Crick (1953) de la estructura de éste, lo que constituyó el nacimiento de una nueva época en el desarrollo de la G. La G. de poblaciones describe en términos matemáticos las consecuencias de los principios de la G. formal mendeliana en las frecuencias de genes, genotipos y fenotipos de las poblaciones biológicas, y estudia la influencia sobre dichas frecuencias de la mutación, de la selección -natural o artificial- de la migración entre poblaciones, y de otros factores que tienden a alterarlas. La G. de poblaciones es indispensable para el conocimiento y comprensión del mecanismo de la evolución biológica, y establece la base científica de la mejora de plantas y de animales.

La G. usa muy distintos organismos como material de estudio: virus (G. de virus), bacterias (G. microbiana), plantas (G. vegetal), animales (G. animal) y el mismo hombre (G. humana; v. III). La G. de microorganismos ha alcanzado desde hace 25 años especial importancia, dada la utilidad de los materiales con que trabaja (virus, bacterias, hongos), para la comprensión del mecanismo molecular de la herencia biológica.

Importancia. La G. ha aportado conocimientos que, integrados con los de otras ciencias biológicas, tales como las Sistemáticas, Morfología, Fisiología, Bioquímica, Ecología, Paleontología, etc., han supuesto avances decisivos para la comprensión del fenómeno de la vida y de la evolución de los seres vivos. Pero aparte de esta contribución a la Biología básica, la G. aporta importantes contribuciones a las ciencias biológicas aplicadas. En efecto, durante siglos, para aumentar el rendimiento económico de la agricultura y la ganadería, los criadores de plantas y animales fueron realizando una mejora empírica con técnicas cada vez más eficaces. A partir de esta actividad se desarrolló la ciencia de la G., como lo revela claramente el hecho de que el trabajo en que Mendel comunicó sus resultados se denominase Versuche über Pflanzenhybriden (Investigación sobre los híbridos de plantas), y de que las tres primeras reuniones consideradas como los tres primeros congresos internacionales de G. se convocaron como Int. Conference on Hybridization (Londres 1899), Int. Conference on Plant Breeding and Hybridization (Nueva York 1902) y Conference on Hybridization and Plant breeding (Londres 1906). En esta última se aceptó la propuesta de Bateson de que se diese el nombre de G. a la ciencia que se ocupa del estudio de la herencia y la variación biológicas, por lo que los trabajos de dicha Conferencia se publicaron ya bajo el título de Third International Conference on Genetics.

Se pudo así dar base científica a las técnicas de mejora, con lo que el mejorador pragmático se convirtió en científico aplicado, al tiempo que hacía una nueva ciencia con dos vertientes, la G. básica y la G. aplicada. De una parte, el mendelismo puso de relieve que los caracteres económicos de cualquier especie vegetal o animal pueden estar determinados por un gen único, por varios genes, por un sistema poligénico, por plasmagenes, o por interacción de éstos con genes nucleares, y de otra, el desarrollo de la teoría cromosómica de la herencia permitió construir mapas de genes y cromosómicos, y conocer así con exactitud la localización de los genes en los cromosomas, conocimientos todos ellos indispensables para reunir por hibridización en un mismo individuo el genotipo que proporcione el fenotipo ideal desde el punto de vista económico. Asimismo, el desarrollo de la Citogenética ha contribuido, y continuará contribuyendo decisivamente, a los progresos de la mejora animal y vegetal.

También la G. de poblaciones está en la misma base de la G. aplicada vegetal y animal. En último término, la G. aplicada imita a la evolución natural para obtener los genotipos de plantas y animales que resulten de mayor utilidad para el hombre, bien porque determinen un aumento de la productividad, como es el caso de los maíces híbridos, o de la remolacha, porque sean capaces de desarrollarse en zonas donde sus antecesores no podían hacerlo, como es el caso del algodón en España, porque posean mayor resistencia a las enfermedades, o bien permitan una mejor aplicación de las técnicas agropecuarias, como las variedades enanas de sorgo, etc.

La G., junto con otras disciplinas biológicas, es también necesaria para la correcta comprensión de la dimensión biológica del hombre, lo que no excluye, naturalmente, la necesidad de la cooperación de otras disciplinas sociales, filosóficas y tecnológicas, que se ocupen de sus dimensiones social, cultural y espiritual.

La G. humana se ocupa del mecanismo de realización -como consecuencia de la interacción de los factores hereditarios, y de éstos con los ambientales- de los caracteres físicos y mentales del hombre, y concretamente de la herencia de las enfermedades (G. médica), de la diferenciación biológica de los distintos grupos humanos, tales como razas, o subgrupos separados por barreras geográficas y/o culturales (G. antropológica), así como de los medios para aumentar en futuras generaciones los genes que producen fenotipos deseables, o al menos evitar que disminuyan, y para impedir que aumenten los que producen fenotipos desfavorables (v. EUGENESIA).

Un episodio curioso en la historia de la G. es el del "michurinismo" y "lisenkoísmo" en la URSS: en 1948, una resolución del Partido Comunista de la URSS declaró que la teoría del gen estaba en conflicto con la línea doctrinal del Partido, y, en consecuencia, estableció como teoría oficial de la herencia biológica la concepción de la misma expuesta por I. V. Michurin, e interpretada por el agrónomo T. D. Lysenko. Con la muerte de Stalin, en 1953, empezó a perder vigencia el lisenkoísmo, pero no fue oficialmente repudiado hasta 1964, después de la caída de Jrushchov.

Análisis genético. El análisis genético es el método fundamental de la G. y consiste en determinar, a tenor de lo hecho por Mendel, el genotipo de un individuo por el análisis de sus descendientes, o de los descendientes de éstos, en términos de proporciones de segregación.

Puede decirse que Mendel desarrolló a base del análisis genético un concepto estadístico del gen como partícula material representable por símbolos, y definida por su comportamiento, con completa independencia de su localización y de su estructura física. Los genes, desde entonces, pueden tratarse como unidades abstractas que permiten construir un sistema lógico comprobable por análisis genético; éste constituye así la base de lo que podría llamarse la lógica de la G., un conjunto de métodos de razonamiento que utilizan los datos numéricos experimentales obtenidos en la hibridización de individuos.

En G. cuantitativa el análisis genético difiere del empleado para los caracteres cualitativos en dos aspectos: por una parte, los individuos no pueden ser clasificados directamente en clases naturales, sino solamente en clases convencionales, por lo que es precisa la medición previa, en cada individuo, del carácter en estudio; por otra, como no pueden observarse diferencias claramente alternativas del carácter en estudio, los descendientes de un solo cruce no proporcionan suficiente información, por lo que hay que recurrir a un grupo mayor, compuesto por los descendientes de muchas familias. Para la G. cuantitativa los métodos estadísticos resultan, por tanto, indispensables.

V. t.: FENOGENÉTICA; MENDEL, GREGOR; VARIABILIDAD BIOLÓGICA.

A. GULLÓN MAZARRÓN.

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