Qué es la herencia genética explicado con las notas de un piano

Imagina tu constitución genética como un piano, con unas teclas concretas. Cada uno tenemos pianos distintos, con notas distintas, pero además, al tocar unas teclas y no otras, creamos una música particular que es nuestro fenotipo. Todo lo que quieres saber de la genética se explica en este artículo, a través de la evocadora música que puede crearse de la partitura escrita en nuestros genes.

Conceptos básicos

Puede que recuerdes algo de genética básica de tus clases de biología, que el ADN es la molécula portadora de la información genética, posibilitando su transmisión de una generación a la siguiente. Empecemos con algunos conceptos básicos sobre genética:

El ADN se compacta y se organiza en una estructura llamada cromosoma, también llamada cromatina, que consiste en una molécula de ADN organizada en genes y cuya estructura es mantenida por proteínas llamadas histonas.

Un gen es una unidad del genoma que contiene la información necesaria para codificar un elemento funcional de dicho genoma, como una proteína (o una parte de ella), un RNAs u otro elemento.

Las bases nitrogenadas (Adenina, Guanina, Timina y Citosina y Uracil) forman el ADN y el RNA.

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Las células humanas contienen normalmente 46 cromosomas (células diploides) dispuestos en 23 pares, 22 de los cuales son autosomas (cromosomas no sexuales) y un par son los cromosomas sexuales.

Los óvulos y espermatozoides son células haploides (gametos), ya que contienen un solo juego de cromosomas o la mitad (n, haploide) del número normal de cromosomas, en células diploides (2n, diploide). Durante la fecundación, el nuevo ser que se desarrollará recibe un juego de cromosoma del padre y otro de la madre, dando lugar a la primera célula del cigoto (Célula diploide formada por la unión de dos gametos haploides).

La genética explicada como la música de dos pianos

Podemos imaginar la constitución genética (genotipo) contenida en el cigoto como los teclados de 2 pianos distintos, uno heredado de la madre y el otro del padre, por lo que cada gen tendrá 2 versiones (alelos) distintas.

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Las teclas del piano son solo de cuatro tipos (bases nitrogenadas) y se repiten alternándose entre ellas y formando una secuencia. En general, el genoma humano contiene alrededor de 3.200 millones de pares de base. ¡Un teclado muy largo!

En este momento, en el cigoto, todas las teclas pueden ser tocadas, pero el hecho que todas las teclas se puedan tocar no significa que esto pase.

La música que escuchamos representa el fenotipo de la persona, es decir sus características físicas y/o bioquímicas observables de la expresión de uno o varios genes, el conjunto de rasgos clínicos de un individuo con un genotipo determinado.

Todas las células del nuevo organismo (células somáticas) tendrán los mismos 2 teclados. Durante el desarrollo embrionario las células, aunque contengan la misma información genética (los mismos teclados), pierden la capacidad de expresar algunos genes.

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Es como si una parte del teclado no se pudiera tocar más. Se asiste a una especialización de las células, que dará origen a los tejidos y a los órganos del nuevo individuo. En otras palabras, las células del corazón así como las células del cerebro, por ejemplo, contienen la misma información genética pero una distinta expresión génica.

Al tener a disposición zonas diferentes del teclado, la música que podemos tocar será diferente.

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El proyecto Genoma Humano para entender nuestros teclados

El proyecto Genoma Humano empezó en los años 90 y se dio por finalizado en el 2003, con un coste de  2.700 millones de dólares. Su finalidad era realizar un mapa de los genes, conocer la secuencia de pares de bases nitrogenadas que componen el ADN y relacionar cada gen con el elemento resultante. Volviendo a la similitud musical, este proyecto tenía como finalidad definir las teclas de cada teclado y su posición en el piano.

Desde entonces la capacidad de determinar la secuencia del genoma ha crecido enormemente y hoy en día es posible secuenciar el genoma de un individuo en pocas semanas y con un precio del orden de los 1000 euros.

Tras conocer la secuencia del genoma, la posición de los genes y, en general, el elemento que se genera, el paso siguiente en el conocimiento de la vida,  es definir como un determinado genotipo da lugar al fenotipo correspondiente. Es decir, relacionar las teclas que se tocan con la música que se escucha.

Parece algo obvio y sencillo, pero no es así,  ya que muchas veces las características físicas son el resultado de la activación/desactivación o modulación de muchos genes, así como de otros factores, algunos desconocidos actualmente.

Pueden existir individuos con fenotipos parecidos y no saber reconocer los genes comunes involucrados en él o, por el contrario, se puede dar el caso de dos personas con el mismo genotipo, que tengan fenotipos completamente distintos, como en el caso de dos gemelos homocigotos (con secuencia genética idéntica) de los cuales uno solo de ellos sufre obesidad y/o diabetes (fenotipo distinto).

La música que somos capaces de escuchar parece ser el fruto de varias notas tocadas a la vez, por lo que no se puede reconocer su singularidad, y/o podría ser también fruto de obtener el mismo sonido tocando distintos grupos de notas localizadas en zonas distintas.

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The Health Beat

Una música que nos dice quienes somos y qué enfermedades podemos desarrollar

Estamos viviendo tiempos muy emocionantes en el intento de descubrir los secretos de la vida, la salud y las enfermedades. Debemos aprovechar los conocimientos actuales para mejorar varios aspectos de nuestra salud.

Conocer nuestra secuencia génica puede ser muy útil en varios campos, ya que hay muchas enfermedades que se asocian de forma unívoca a alteraciones genéticas, como por ejemplo las enfermedades raras o los cánceres, y así poder confirmar el diagnóstico.

Las enfermedades genéticas son de distinto tipo según el tipo de herencia que las caracterizan (mendeliana, no-clásica, somática), la parte del genoma afectado (cromosómica, monogénica, mitocondrial) y la influencia de otros factores a parte el genético para que se manifieste la enfermedad (multifactoriales):

Característica Tipo de trastorno Ejemplo de enfermedad
Afecta una parte del genoma Cromosómico Síndrome de Down
Tipo de herencia

Afecta parte del genoma

Mendeliano o monogénico Fibrosis quística
Influencia de otros factores externos Enfermedad multifactorial Obesidad, Cánceres, Espina bífida, Diabetes
Tipo de herencia Forma no clásica de enfermedad genética Síndrome de Angelman
Afecta una parte del genoma Trastornos mitocondriales Síndrome de MERRF
No hereditarios Mutaciones que surgen en células somáticas diferenciadas Cánceres NO HEREDITARIOS

Algunas enfermedades genéticas pueden ser transmitidas por los padres, aunque ellos no la manifiesten, ya que dependen de genes recesivos.

Es como si para escuchar una determinada música, necesitáramos que los 2 teclados toquen a la vez el mismo grupo de notas. Si los padres tienen este específico grupo de notas en uno solo de los teclados, no escucharemos la música, es decir, no habrá enfermedad. Pero ellos podrían transmitir el teclado que si la contiene, y el nuevo individuo, el hijo,  manifestaría la enfermedad, ya que se podría tocar el grupo de notas de los 2 teclados a la vez.

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La Farmacogenómica para mejorar los tratamientos individualizados

Además de todo lo anterior, también podemos conocer el mejor tratamiento para una determinada enfermedad (farmacogenómica) ya que somos capaces de asociar, en algunos casos, la respuesta del organismo a un fármaco según una secuencia genética precisa (ejemplo del abacavir en los enfermos de HIV con genotipo HLA-B*57:01) o podemos predecir la respuesta de un individuo a la quimioterapia según la secuencia genética del tejido cancerígeno (por ejemplo el tamoxifeno está indicado sólo en las pacientes con cáncer de mama con receptores de estrógenos positivos). Si quieres saber más pincha aquí.

Y finalmente podríamos conocer si tenemos una predisposición a sufrir una determinada enfermedad multifactorial.

En resumen, un análisis genético sirve para:

  1. Confirmar una enfermedad genética.
  2. Analizar nuestro perfil para identificar el mejor tratamiento relacionado con una enfermedad existente (farmacogenómica).
  3. Conocer y adecuar la posibilidad de transmisión de una predisposición o enfermedad a nuestros descendientes.
  4. Conocer y adecuar a una predisposición a sufrir una determinada enfermedad.

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El estudio genético, clave en la medicina preventiva

Se ha demostrado ampliamente que cuanto antes se diagnostique una enfermedad, mejor será el pronóstico de la misma, así que deberíamos emplear muchos recursos a nivel de sociedad para poner en marcha unos planes de prevención efectivos.

“Hay un gran cambio que se está operando en la medicina hoy en día y es que tratar la enfermedad tardíamente es extremadamente caro cuando prevenir la enfermedad o mejor dicho promover la salud es mucho más económico,…[sin embargo] conocemos más la base científica de la enfermedad que la base científica de la salud.”

Lo decía Valentín Fuster, Director General CNIC, Director del Instituto Cardiovascular y “Physician-in-Chief“ del Mount Sinai Medical Center de Nueva York, el pasado 22 de febrero de 2018 en su conferencia magistral en el marco de la 13ª reunión internacional sobre investigación traslacional y medicina de precisión, organizada por el INSTITUTO ROCHE.

Nos hablaba también de la importancia de diagnosticar las enfermedades a edades más tempranas y reconocer los signos de la enfermedad subclínica. Su charla estaba relacionada con las patologías cardiovasculares y la neurodegeneración, pero estos conceptos se pueden y se deben ampliar a todas las patologías más comunes, incluidos los cánceres.

Hay que poner de manifiesto, si es que hubiera alguna duda, que recibir un diagnóstico de predisposición a una determinada enfermedad multifactorial, no significa que vayamos a desarrollar con certeza dicha enfermedad. Tal y como indicaba a principio de este artículo, tener un determinado grupo de teclas, no significa necesariamente que se tocaran algún día.  

Sin embargo, conocer este riesgo, nos permitirá corregir aquellos factores que ayudan el desarrollo de una enfermedad, como por ejemplo la mala alimentación, el sedentarismo o fumar y además pondrá alertar a nuestro médico en caso de síntomas poco específicos, como en el caso del cáncer de ovario, permitiendo un diagnóstico mucho más temprano y, en definitiva, una esperanza de vida mucho más larga, aún padeciendo la enfermedad.

Es hora que la sociedad actúe, lejos son aquellos tiempos en los cuales los investigadores entre los cuales me incluyo, buscábamos una luz detrás de tanta niebla.  

Es tiempo que los avances científicos rigurosos estén a disposición de todas las personas, sin miedo al conocimiento ya que en la mayoría de los caso hay una solución y se pueden salvar vidas.

daniela Daniela Albero

articulo_oficial

5 comentarios en “Qué es la herencia genética explicado con las notas de un piano

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