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¿GENÉTICA APLICADA A LA MEDICINA? | GENÉTICA PARA MÉDICOS: CAPÍTULO 1
DR SEBASTIÁN GALLARDO & COLABORADORES | PROYECTO DE BIOEDUCACIÓN MÉDICA CON FINES DIVULGATIVOS

DR SEBASTIÁN GALLARDO
AUTOR GENÉTICA PARA MÉDICOS


H ola, estimado lector. El reto de empezar a escribir algo sobre el mundo de la genética, no deja de ser una provocación para mi, siento que estoy profanando un mundo fantástico, introduciéndome como elefante en cacharrería en algo especialmente frágil y delicado, desentrañando preguntas sobre el infinito desconocimiento del ser humano.

Estoy muy nervioso e intranquilo, necesito saber, pero tengo miedo. Me pregunto: ¿Porque? Me respondo: "Porque soy un ignorante en el campo de la genética".

Me siento como un intruso, como un niño en una tienda de golosinas, todas a tu alcance y no sabes por donde empezar. Como todo tiene un comienzo, empecemos bien, me presentaré.

M me llamo Sebastián Gallardo, soy médico, larga experiencia en Urgencias y Cirugía general, especialista en Medicina Interna y Máster en Cuidados Paliativos.

Llevo 30 años de mi vida trabajando como médico en Hospitales, he sufrido mucho por no poder curar como yo deseaba, he asistido a desenlaces fatales, con demasiada frecuencia, he disfrutado con la alegría de pacientes y familias al recibir buenas noticias, en fin, he vivido el día a día de la practica médica en muchos de sus ámbitos y puedo asegurar que no cambiaría mi trabajo por ningún otro del mundo, me encanta mi trabajo y a él le dedico todo el tiempo que puedo.

V eo sufrir a muchas personas a diario, estudio e intento ayudarles en todo lo que puedo, al igual que todos mis compañeros, curamos lo que podemos, pero, con demasiada frecuencia llegamos demasiado tarde, el proceso esta muy avanzado, se pronostica el fracaso en nuestras actuaciones.

N o curamos lo que desearíamos, aliviamos lo que podemos, eso si, siempre intentamos cuidar. Convivir con el sufrimiento de pacientes y familias no es nada fácil.

Q uizás el conocimiento mas profundo de los mecanismos que producen la enfermedad, como se desarrolla, como invade, nos ayudaría en gran manera a poder re-interpretar sus resultados e intentar comprender de que forma podemos luchar contra la enfermedad o sus síntomas y quizás algún día sepamos curar y sino enlentecer la progresión, garantizando una mejor calidad de vida.

Por este y otros motivos, no menos importantes, empecé a interesarme por los temas genéticos, enlazó con la buena disponibilidad de tener a mi alcance la posibilidad de poder preguntar a los expertos y que me respondieran de una forma afable, sencilla y a la vez de fácil comprensión para los no iniciados, por lo cual inicié la andadura sobre este largo camino del conocimiento genético y su traslado a la vida cotidiana del profesional médico.

¿C ómo nos puede ayudar a mejorar nuestro estilo de vida? ¿Cómo podemos enfrentarnos a nuestro futuro?

M i objetivo es entender y ayudar a todos los que puedan estar interesados en aprender los conceptos de esta apasionante disciplina, conocer conceptos como ruptura genética, inversión de cromosomas, recombinación, duplicación, etc, sin olvidar la puesta en escena, es decir, la aplicación practica en nuestra vida diaria, en nuestro sistema sanitario, en nuestra sociedad.

La genética como ciencia es reciente, pero como vivencia es tan antigua como la vida misma, de forma inconsciente o consciente, desde los primeros cultivos y mejoras hasta las complicadas manipulaciones de la actualidad. También hay que contar con los innumerables errores y fracasos, pero de todo se aprende.

E l interés que en mi despierta indudablemente pasa por la industria farmacéutica y biotecnológica, por como se producen sustancias que tratan enfermedades, que previenen la aparición de las mismas, como modificar hábitos para generar modelos saludables y en último extremo como matar lo que nos mata.

Me aparecen las primeras dudas:

Q uizá empezaría por ¿Que son los genes? o ¿Que es el genoma? Es más, ¿Qué son los alelos? y ¿Qué relación existe entre ellos y la herencia o herencia combinada? También me gustaría comprender otras preguntas que se me plantean.

Por ejemplo, ¿Por qué unos genes dominan sobre otros? o ¿Cómo afectan los genes de otros organismos al nuestro?

Si fuera posible, podríais explicarnos ¿Cuál es la o las diferencias entre genotipo y fenotipo?

Por otro lado, continuamente oímos hablar del ADN y ARN, pero, ¿En que se diferencian? ¿Qué significa “mutación”? y ¿En que se diferencia de “evolución”?

Finalmente, también me gustaría conocer la base científica que explica, por ejemplo, ¿Por qué somos diferentes unos a otros, tanto en humanos como entre especies diferentes? y ¿Cómo estudiando los genes de moscas hongos y bacterias podemos aplicar los conocimientos al ser humano?

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Dr David Gallardo Garcia

DR DAVID GALLARDO
ESPECIALISTA EN DISEÑO DE ANÁLISIS GENÉTICOS PERSONALIZADOS Y DIRECTOR CREATIVO BLOG GENÉTICA PARA MÉDICOS


Q uerido padre. Si me permites, durante un momento, olvidaré que el resto del mundo nos lee y me dirigiré directamente a ti. Por la parte que me toca acepto orgulloso el reto que nos lanzas, es más, subo la apuesta. Se que inicialmente planteamos este blog como un reto entre nosotros, un juego, una forma de transmitir verticalmente nuestros conocimientos para ayudar a los demás. Aun así, como suele suceder, el reto es grande y yo también estoy nervioso, ansioso, alegre de poder ayudarte. Te quiero, pero como bien dices, el hospital es tu vida, los pacientes tu energía vital y, la familia, a veces, no puede más que dejaros trabajar. ¿Qué le voy a hacer? Mi padre salva vidas y quiero que lo siga haciendo todos y cada uno de sus días. Es tu destino, lo se. Qué menos que compartir contigo los conocimientos que nuestros colaboradores han acumulado durante décadas. Ellos también son increíbles y, con tu ayuda, nos contarán todo aquello que os inquieta.

En cuanto a mi, como sabes, la genética es mi razón de ser, mi pasión, mi profesión, mi vida, al igual que para ti la medicina. Toda mi carrera me he dedicado al estudio de la genética animal, a su compresión, a su aplicación. Como bien sabes, mi trabajo, el estudio de los genomas animales, vegetales o unicelulares, es apasionante. Cuando desciframos un transcriptoma o un genoma de cualquier especies, sea la que sea, es especial. Gracias a su ADN podemos leer su información genética y, a partir de ahí, inferir posibles efectos de mutaciones puntuales en aquellos genes relacionados con la aparición de una enfermedad. No es sencillo pero, por fin, es viable, aplicable y, en definitiva, para científicos como yo, un sueño hecho realidad. En pocas semanas somos capaces de secuenciar cualquier genoma, buscar las mutaciones que solamente esa persona ha heredado y, si es posible, encontrar o señalar el gen responsable de la enfermedad. Más tarde, otras compañías especializadas podrán chequear sus bibliotecas farmacológicas en busca del mejor principio activo que se ajuste exactamente al caso y, con mucha suerte, gracias a la ciencia, mejorar la vida de ese paciente como jamás hubiéramos imaginado. Así es el potencial de la biotecnología, así es mi vida y así me gustaría que siguiera siendo. Cada día un nuevo reto y una nueva oportunidad para demostrar que nuestros científicos españoles, nuestras empresas nacionales y, sobretodo, nuestras universidades públicas y privadas, están más que preparadas para afrontar un reto aún mayor. La mejora de un sistema publico sanitario sin precedentes. Prevenir sin necesidad de llegar a curar. Como dije, no es magia, es ciencia, profesionalidad y financiación. No necesitamos nada más, el resto, está en nuestros centros sanitarios, educativos y empresariales.

Q querido lector, como verás, la redacción de este blog y la fundación de IniciativaBiotec es especial. Está mal que yo lo diga, pero es verdad. Como bien ha comentado mi padre, la redacción de este blog sigue el objetivo de responder a todas y cada una de las preguntas que se os puedan plantear. Actualmente existen un sinfín de tecnicismos, sinónimos, conceptos que pueden ser realmente difíciles de explicar. Aún así, existen innumerables aplicaciones online, bases de datos y imágenes increíbles que nos ayudarán a responder, una por una, a todas vuestras cuestiones. ¿Difícil? ¡Mucho! ¿Imposible? ¡Jamás!

S ebastián, para poder responder a todas tus dudas se ha creado un equipo multidisciplinar que próximamente os presentaremos. Mis queridos héroes, nuestros colaboradores. Gracias por embarcaros junto a mi en este increíble reto. Lo se. ¡Cuanto trabajo! Pero no os preocupéis, lo haremos juntos, día a día, con la ayuda de muchísimas personas.

A preciado Sebastián, a medida que los capítulos avancen os presentaremos uno por uno a investigadores únicos, insustituibles, especiales, de buen corazón. Pero, de momento, procederemos a responder parte de tus preguntas. Como verás, cada pregunta será respondida pero, en lugar de copiar la misma respuesta que encontraríais en otros lugares, vamos a intentar adaptarla a vosotros, los médicos. Muy probablemente necesitemos más de un artículo para responder tan bien como nos gustaría a todas tus dudas, recuerda, no es fácil. Aun así, iremos recordando antiguas preguntas y complementando las respuestas a medida que aprendamos más y más sobre el genoma humano.

Q uerido lector, amigo, familia, cualquier persona que haya llegado hasta aquí, bienvenido a un apasionante mundo donde la curación es posible, la regeneración está a la vuelta de la esquina y la inmunidad a todas las enfermedades es un reto que, al igual que otros, algún día alcanzaremos. Aun así, debemos preparar a la sociedad para entender que la ciencia no es buena o mala, somos los humanos los que usamos ese potencial para el bien o para el mal. Por lo tanto, por favor, no lo olvidéis. Está en nuestras manos usar sabiamente esta tecnología, curar, sanar, mejorar la calidad de vida de nuestros mayores, nuestros hijos y todas aquellas personas que lo necesiten. Es nuestro deber, una responsabilidad y, si me permitís, está en vuestras manos, queridos médicos, la clave para cambiar el mundo, a mejor, para siempre. Ayudadnos a hacerlo realidad. No os podéis imaginar la fuerza que tenéis ...

C omo decía, a lo largo de mis 14 años de experiencia he podido sobrevivir en el mundo investigador gracias a la inestimable ayuda, paciencia y vocación de cientos de investigadores cuyo único objetivo es el de transmitir sus conocimientos para que, vosotros, los médicos, podáis usarlos.

Querido padre, te aseguro que este blog va a cambiar la vida de muchísimas personas, a mejor, seguro. Como bien sabes, persigo un sueño, una idea basada en la creencia de que la tecnología actual puede diagnosticar y curar todas las enfermedades existentes. Lo creo de corazón, de verdad, y nada ni nadie me convencerá jamás de lo contrario. Si vosotros, los médicos, poseyerais los conocimientos que nosotros, los investigadores, hemos acumulado durante décadas. Así, sin más, directamente ... sería increíble. Pues eso es justo lo que te ofrezco. Una biblioteca online de investigadores que voluntariamente, y de corazón, responderán y dedicarán su tiempo y experiencia a ayudaros. No solo a ti, sino a todas aquellas personas que lo necesiten. No te dejes ninguna, por favor. No hay prisa, uno a uno, pero si algún médico o personal sanitario tiene una duda que podamos solventar, no te olvides de él. El mundo te lo agradecerá. ¡Nosotros ponemos el resto! Pasión, experiencia, conocimientos y la fuerza que nos transmiten decenas de científicos. De corazón, gracias.

¡Dicho esto, empecemos!

NUESTROS COLABORADORES

Dra Laura Ibáñez Biomedicina y Genética Comparativa
Dra Romi Pena Especialista en Mejora Genética Animal
Helena Villanueva Especialista Divulgación científica
Clara Etchevers Especialista en Neurociencias
Dra Cristina Camprubí Consultora en genética humana y epigenética
Dra Laura Puig Veterinaria y Especialista en Genética Comparativa

¿GENÉTICA APLICADA A LA MEDICINA? | GENÉTICA PARA MÉDICOS | DR SEBASTIÁN GALLARDO

  bienvenido a un apasionante mundo donde la curación es posible, la regeneración está a la vuelta de la esquina y la inmunidad a todas las enfermedades es un reto que, al igual que otros, algún día alcanzaremos  

¿ LAS PRIMERAS DUDAS ?

Imagen microscopia fluorescente de un cariotipo de una mujer, que muestra 23 pares de cromosomas rayadas con bandas de rojo y amarillo con regiones ricas de genes constitutivos manchadas con verde. Las cromosomas más grandes llevan diez veces más grandes que las más pequeñas.

¿Que son los genes? ¿Que es el genoma?

Un gen es una unidad de información que contiene o codifica la información necesaria para un producto funcional. En general un producto funcional siempre se ha considerado una proteína. Podemos complicar un poco más la definición, pero esta es la clásica. Las predicciones apuntan a que tenemos unos 20,000 genes. Si nos ceñimos a la definición, significa que tenemos 20,000 regiones que codifican proteínas. Entonces, ¿tenemos solo 20,000 proteínas? ¡No!. Por suerte los genes se dividen en 3 zonas, reguladoras, codificantes y no codificantes. Las zonas codificantes de los genes se combinan entre ellas de diferentes formas para dar lugar a diferentes proteínas.

Clásicamente todo lo que no era considerado un gen se clasifico como “junk DNA”, o sea basura. ¡Gran error! Es una visión demasiado simplista del genoma humano. Las zonas fuera de los genes son igual o más importantes que el gen en sí. Pongamos que los genes son los músicos de una orquesta, pero el resto es su director. No podemos hablar de gen sin hablar del genoma ni olvidar su estructura en el núcleo ya que las regiones de ADN próximas entre ellas también coordinan la función de nuestros amados genes. ¿Cómo coordinamos a todos estos genes?

De hecho, mucha gente piensa que el núcleo celular es como un nodle, pero no, increíblemente está organizado y cada cromosoma tiene su región. Es más, como cada célula tiene su función específica, las zonas que codifican proteínas que actúan o se regularán juntas se sitúan cerquita. A nivel estructural también controlamos a los genes mediante la estructura del ADN, las zonas necesarias para la célula están laxas y accesibles, mientras que los genes que no se necesitan se sitúan cerca de la membrana nuclear y se doblan sobre ellos mismos (como el cable del teléfono – este símil se está volviendo obsoleto). A parte de la regulación estructural también hay la regulación química y proteica de la que podemos hablar otro día.


El tipo de sangre es determinado, en parte, por los antígenos de los grupos sanguíneos A, B, O, presentes en los glóbulos rojos.

¿Alelos? ¿Por qué unos genes dominan sobre otros? ¿Herencia, herencia combinada?

Bien, perdonadme si me extiendo en esta respuesta pero, en realidad, es más compleja de lo que parece y, como editor, me tomaré la libertad de extenderme más que mis inestimables compañer@s. Compañer@s, se que me perdonaréis. Veréis, existen distintos casos y por eso quiero hablar de algunos de ellos que os ayudarán a entender por qué algunos genes dominan sobre otros (caso 1) o por qué existen alelos en los genes (caso 1 y 2).

Sencillamente recordad que la información genética se expresa a través de la transferencia de la información desde el DNA (que contiene los genes con sus respectivas mutaciones) al RNA y de éste a las proteínas. Mutaciones en el DNA dará lugar a mutaciones en la proteína que ganará o perderá actividad en función del tipo de mutación.

El tema de la herencia combinada lo vamos a dejar para más adelante y está, en su mayor parte, relacionada con la pregunta de la Dra Cristina Camprubí, es decir, relacionada con la diferencia entre el genotipo y el fenotipo. Es decir, podemos tener una paleta de colores genética muy amplia para el iris de nuestro ojo pero, al final, fenotípicamente, es decir, fisiológicamente, podremos reducir esa gran variedad de tonalidades a un único color. Azul, marrón, negro, etc. Además, todo genoma interacciona con un ambiente determinado y la interacción de nuestros genes con las condiciones ambientales también da lugar a la regulación de la expresión genética de una forma que aun no se ha llegado a comprender. El caso es que nuestro genoma se va activando y desactivando de una forma programada y progresiva, paso a paso y, llegados a un punto, es incapaz de volver a desactivar ciertas regiones porque la célula ya se ha especializado. De este modo, se van precisando las herramientas protéicas con las que contará cada tejido. Algunos tejidos se especializarán en actuar a modo de transportadores, por ejemplo del colesterol, oxígeno, glucosa, etc, como nuestro tejido sanguíneo, otras células se transformarán en nuestro sistema inmunitario, otras en nuestros huesos, neuronas, músculos, etc. Pero, recordad, todas ellas poseen EXACTAMENTE el mismo genoma, sencillamente activan una región distinta para utilizar el código exacto que necesitan, ni más, ni menos.

Contenemos muchos genes que, al sumarse, dan lugar a un único carácter, en este caso, el color del iris. Pero, de momento, en este primer capítulo, nos limitaremos e explicar bien el efecto de dominancia entre los genes y el concepto de alelos.

Cromosomas humanos en el que se destaca el cromosoma Y humano.

En humanos, el gen SRY está ubicado en el brazo corto (p) del cromosoma Y en la posición 11.2

Caso 1. Bien. En la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), cuando explicaba este tema a los alumnos de Veterinaria o Biotecnología, me gustaba iniciar este concepto clave hablando de las características ligadas al cromosoma Y (cromosoma sexual) porque exhiben un patrón diferente de herencia que el resto de cromosomas (autosómicos). ¿Por qué? Pues porque como existe una región del cromosoma Y que NO tiene parte homóloga en el cromosoma X femenino, los genes que contiene la región NO homologa del cromosoma Y se comportan, en cierta forma, como si fueran "dominantes". Como sabréis, los cromosomas X e Y de los seres humanos difieren en el tamaño y el contenido genético. Sólo son homólogos en las regiones seudoautosómicas. Veréis, como decía, los genes de la parte NO homologa del cromosoma Y se encuentran presentes sólo en los machos y todos los machos de la descendencia de un macho con un rasgo ligado al cromosoma Y heredan dicho rasgo. ¿Coherente verdad? Bien. Un ejemplo sencillo es el mecanismo por el cual se define el sexo en humanos (así como otras muchas especies), denominado, determinación sexual. En nuestro caso, los seres humanos, el sexo está determinado en última instancia por la presencia o la ausencia del gen SRY (Sex-Determining Region Y gene), localizado en el cromosoma Y. La presencia del gen SRY en el cromosoma Y hace que un embrión humano se desarrolle como hombre. En ausencia de él, se desarrolla como mujer. En este caso, un solo gen indica el desarrollo de prácticamente todas las características masculinas. No obstante, aunque el SRY es el principal determinante de la masculinización en los seres humanos, otros genes (algunos ligados al cromosoma X, otros ligados al cromosoma Y, e incluso genes autosómicos) también desempeñan un papel en la fertilidad y en el desarrollo de las diferencias sexuales. Una hembra hereda los alelos ligados al X de ambos progenitores, mientras que un macho hereda los alelos ligados al X sólo de su madre.

By j.r.s (canon) [CC0], via Wikimedia Commons

Niño albino, Zuni Pueblo, 1873, George V. Allen, Smithsonian

By Ettore Balocchi さん https://www.flickr.com/photos/29882791@N02/ [CC BY 2.0  (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

Copito de Nieve (Zoo de Barcelona)

By Pavo cristatus; © 2004 by M. Betley [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], from Wikimedia Commons

Pavo real albino en el zoológico de Connecticut (EE. UU.)

Evolución del coste total de la secuenciación de un genoma humano calculado por el NHGRI. Para los seres humanos, mientras que un análisis por paneles de SNPs proporcionan información genotípica en un máximo de unos pocos millones de variantes genéticas, la secuenciación del genoma completo proporcionará información sobre los tres mil millones de bases en el genoma humano. Debido a esto, la secuenciación del genoma completo se considera una innovación disruptiva en los mercados con una exactitud en un rango de 99,98% a 99,999% (en regiones de ADN no repetitivas) y un coste entre 3.000 y 5.000 €, en función del tipo de análisis bioinformático y el tipo de caso médico al que recurramos.

Caso 2. Para este segundo caso quisiera precisar en la propia pregunta. Fijaros. ¿Por qué unos genes dominan SOBRE OTROS? Daros cuenta que hablamos de unos genes sobre otros, con lo cual, un ejemplo que entenderéis perfectamente es el siguiente. Por cierto, también me encanta como ejemplo de la introducción a la genética porqué habla del inicio del estudio de la genética que conocemos actualmente. Veréis, levantándose a unos 300 metros por encima del desierto, en la meseta Black Mesa, reside el hogar ancestral de los nativos hopi de los Estados Unidos. Cuando leí de ellos, sinceramente, me encantó como ejemplo y siempre que puedo me refiero a él. La mayoría de pueblos que habitan allí son pequeños pero increíblemente antiguos. Uno de ellos, Oraibi, ha existido desde 1.150 d.C. y representa el asentamiento ocupado de manera interrumpida más antiguo de América del Norte. En 1900 un antropólogo médico que trabajaba para el museo de Historia Natural visitó el poblado hopi y realizó un descubrimiento sorprendente. Estas personan presentaban una afección genética conocida como albinismo, un defecto genético en una de las enzimas necesarias para la producción de melanina, el pigmento que oscurece nuestra piel, cabello y ojos. Los individuos con albinismo producen muy pequeñas cantidades de melanina y, por lo tanto, presentan cabello blanco, piel clara y ausencia de pigmentación en el iris de sus ojos. La base genética del albinismo se describió en 1908 y se reconoció que se heredaba como un rasgo autosómico recesivo, lo cual significa que el individuo debe recibir dos copias de la mutación albina, una proveniente de cada progenitor, para tener albinismo. El albinismo en humano está causado por defectos en cualquiera de los cuatro genes que controlan la síntesis y el almacenamiento de melanina y en cada gen pueden ocurrir muchos tipos diferentes de mutaciones y cada una de ellas puede llevar al albinismo.

La forma del albinismo hallada en los hopi, albinismo oculocutáneo tipo 2, es debido a un defecto del gen OCA del cromosoma 15. Como sabréis, el albinismo ha estado presente desde los comienzos de la humanidad pero lo que es único entre los hopis es la elevada frecuencia de albinismo. Normalmente está presente en la población común 1 de cada 20.000 individuos pero en los hopies alcanza una frecuencia de 1 de cada 200 habitantes, cien veces más frecuente que la mayoría de otras poblaciones. ¿Por qué? Pues por el lugar especial que el albinismo ocupa en su cultura. Durante su historia, los hopis han considerado que la gente de su tribu con albinismo eran personas especiales e importantes. Eran considerados bonitos, pulcros e inteligentes. Considerándose un albino de ese lugar que contenía particularmente sangre pura hopi, convirtiéndose en jefes, curanderos o líderes religiosos. Es más, los hombres hopis con albinismo eran exceptuados de las tareas masculinas habituales y se les permitía permanecer en el poblado con las mujeres, realizando otras tareas o, por ejemplo, disfrutando de una ventaja de apareamiento, la cual ayudó a diseminar el gen albino, en lugar de pasar gran parte del día a la luz del sol brillante del sudeste cuidando su maíz y sus vegetales. Creo que el albinismo en los hopis ilustra el papel, casi inconsciente, que tienen los genes en nuestras vidas. En este caso, un solo defecto genético e uno de los 25.000 genes que poseemos cambia completamente la vida del individuo que lo posee, alterando su ocupación, su papel en la sociedad y su relación con otros miembros. Todos poseemos genes que influencian de manera significativa nuestras vidas afectando a nuestra altura, peso, color de cabello, etc. En la ampliación a la pregunta hablaré de casos más concretos.

Finalmente, en cuanto a los alelos, recordad. Los rasgos autosómicos se asocian con un único gen en un autosoma (cromosoma no sexual). Se les llama "dominante" porque un solo ejemplar heredado de cualquiera de los padres es suficiente para causar la aparición de este rasgo. A menudo, esto significa que uno de los padres también debe tener la misma característica, a menos que ésta haya aparecido debido a una nueva mutación. Cuando hablamos de alelo, es exactamente lo mismo que decir mutación. Es decir, ¿Por qué unos alelos dominan sobre otro? Pregunta que se plantea en este mismo capítulo. Pues bien sencillo. Porque, por ejemplo, si un alelo es igual a una mutación que da lugar a una proteína que lo destruye o bloquea todo, pues, como es evidente, este alelo o mutación, dominará sobre muchísimos aspectos bioquímicos. Si una mutación o un alelo da lugar a una variación, ligeramente importante, pues no sucederá nada. Pero si una mutación da lugar a lo que llamamos, un gen letal pues la célula, en el caso de genes letales para seleccionar cepas mutantes, será el responsable de matar a la célula. Pero no es un gen en sí, sino la mutación o el alelo que normalmente está en el centro activo de una enzima o proteína. Una sola mutación, es decir, un alelo defectuoso es capaz de innactivar una proteína entera por grande y compleja que sea. Eh ahí la definición de alelo y su importancia en las enfermedades genéticas humanas, así como en el resto de especies, claro está.

Un biotecnólogo es capaz de buscar, crear y transmitir mutaciones (alelos) beneficiosos para una especie para, en nuestro caso, curar o evitar que se transmitan alelos peligrosos a la descendencia de una familia. De ahí la selección de embriones en reproducción asistida, por ejemplo. No se seleccionan genes enteros, porqué todos los humanos tenemos los mismos genes, sino que se estudian qué mutaciones o variantes o alelos o polimorfismos (todos son sinónimos) contienen el gen que le pueda provocar la enfermedad. Cuando se encuentra un embrión sin la mutación defectuosa en un caso muy complicado de fertilidad, se implanta y ya hemos curado una enfermedad para siempre en esa familia. Si no vuelve a aparecer el alelo en un cruce posterior por parte de otra familia, claro está. Durante un tiempo colaboré en este tipo de proyectos analizando los embriones con nuestro secuenciador de ADN y es realmente gratificante saber que existe un niño o una niña totalmente sana gracias a tu trabajo y, lo más importante, unos padres muy felices porque sus hijos crecerán y podrán tener hijos sin ningún tipo de dificultad, algo hace años era, sinceramente, económicamente, tecnológicamente y científicamente completamente imposible de pensar.

¿Quien hubiera pensado hace dos décadas que se llegaría a poder analizar un embrión en menos de 24 horas por por poco más de 300 €. Es increíble, de verdad. Recordad que esta tecnología se ha abaratado y es realmente asequible. Lo más difícil es escoger el proveedor porque existen muchas malas compañías y, por desgracia, muy pocas buenas y de confianza. Pero seleccionarlas y validarlas es nuestro trabajo, no os preocupéis, para eso estamos los investigadores que trabajamos cada día con este tipo de tecnologías. Si necesitáis consejos sobre la selección de la mejor empresa, tecnología o servicio, escribidme a biotechnoimmortality@gmail.com y os las diré. No las quiero comentar aquí porque van cambiando y la bueno de hoy no tiene porque serlo mañana. Un nuevo equipo tecnológico o un nuevo bioinformático puede marcar la diferencia entre una empresa mediocre o una excepcional.

Nunca suficientemente valorados médicos, no os dejéis engañar ... Solo os diré que son realmente pocas las empresas españolas que merecen de mi confianza pero las que existen le dan mil vueltas a las extranjeras. Son realmente buenas y a precios asequibles y sostenibles para el sistema sanitario público de nuestro país. Algunas comunidades ya las usan pero, por desgracia, en Cataluña o Andalucía, por ejemplo, no disponemos de la aceptación de la administración para usar TODO nuestro potencial analítico, distinto que otras comunidades como Galicia o Navarra, dónde su administración SÍ que costea estudios genéticos que están salvando cientos de vidas. Algún día os hablaré de ello en un monográfico. Es una pena lo que está sucediendo actualmente en España con el desfase creciente en cuanto a nuestra tecnología genética aplicada a nuestro sistema sanitario, la verdad ... se están perdiendo tantas vidas por desconocimiento de la administración ... ojalá cambie gracias a este y otros blogs y, sobretodo, gracias a la lucha que estoy seguro que iniciareis los profesionales sanitarios cuando conozcáis mejor este tipo de análisis, repito, a coste total y absolutamente asequible para la administración publica de nuestro país. No dejaré de repetirlo. Es más fácil prevenir que curar y para el sistema sanitario, infinitamente más rentable.

¿Lo veis no? Gracias a esta tecnología podemos leer el genoma humano de cualquier persona y anticiparemos, prevenir o atender a la enfermedad incluso antes de que aparezca, ahorrando cientos de miles de Euros en medicamentos para pacientes crónicos que, ahora, jamás llegarán a serlo si intervenimos a tiempo, es decir, cuando aun somos jóvenes, por ejemplo. Imaginad a una persona predispuesta a padecer diabetes de tipo II que, a los 10 años o aun antes, ya se le enseñan unas buenas pautas alimenticias, que haga ejercicio regularmente, no fume y se cuida mucho el resto de su vida sabiendo que tiene una elevada predisposición a padecer diabetes si no regula bien sus niveles de glucosa en sangre.

¿Se volverá diabético si sigue esta vida tan saludable desde pequeño? Sabéis que NO o, en el peor de los casos, a una edad muchísimo más avanzada, y en unas condiciones muy distintas, que sino hubiera conocido esa predisposición genética. ¿No os parece increíble esta nueva tecnología basada en la lectura de nuestro genoma?


By Nemo [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC BY-SA 4.0  (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons

Liquen «Barbas de chivo». El liquen es un ejemplo paradigmático de simbiosis. La simbiogénesis está presente en todas las formas vivas. Los individuos de cada especie lo son como resultado de procesos simbiogenéticos. Para estudiar la especiación debemos seguir el rastro de la simbiosis y bucear en la bibliografía sobre simbiogénesis.​ Toda nuestra capacidad, la de los organismos, para formar asociaciones simbióticas está relacionado con nuestros orígenes procariotas. Recordad que TODOS los organismos de la tierra, en teoría, tenemos un antecedente común, por increíble que parezca.

Origen simbiogenético de algas y plantas.

¿Cómo afectan los genes de otros organismos al nuestro?

DR GALLARDO

Bien, antes de que la Dra Romi os explique en profundidad en qué consiste el microbioma y cómo los genes de otros organismos afectan al nuestro, como especialista en el análisis y la amplificación de organismos que soy, me gustaría realizaros una introducción al tema. Veréis, cuando hablo del genoma humano y del fenotipo que tenemos, de alguna forma, os estoy engañando. La verdad es que, como siempre, todo es muchísimo más complejo de lo que inicialmente os vamos a explicar. Es normal, más adelante iremos complicando cada tema y rizando el rizo. Os voy a poner un ejemplo que, aunque a algunos médicos os cueste de creer, es totalmente cierto. Hace tiempo, en un congreso que organizaba, conocí a una científica que me explicó algo que, en aquel momento, me impresionó. Ella estudiaba justo este tema, el microbioma humano, más específicamente el microbioma que existía en los recintos de los hospitales y cómo afectaba o interaccionaba con los médicos, trabajadores y pacientes del hospital. La doctora descubrió que, para empezar, muchas de las heridas externas que nos hacemos, no se curan de forma espontánea, sólo con nuestro sistema regenerativo, sino que parte de nuestra microbiota, es decir, los microorganismos que habitan en, por ejemplo, nuestra piel, producían antibióticos de forma natural para protegernos a nosotros mismos de posibles patógenos que nos pudieran infectar. Es más, estos microorganismos incluso llegaban a secretar ciertas moléculas que ayudaban a regenerar nuestra piel y a curar nuestros tejidos de una forma más eficaz. Es decir, como llevamos miles de años en simbiosis con nuestra microbiota y, de algún modo, somos su "casa" pues, evidentemente, ellos nos protegen e intentan que nada ni nadie nos pueda hacer daño. Sucede exactamente lo mismo con nuestra flora intestinal o con las bacterias que habitan en cada rincón de nuestro cuerpo. Al final, todos actuamos al unísono para proteger nuestro "domicilio". Esa puede ser la razón por la que algunas personas regeneran más rápidamente sus tejidos o, como en mi caso, casi nunca nos ponemos enfermos.

Como sabéis, mi padre es médico y, muy probablemente, cuando yo era pequeño, me transmitió parte de su microbiota que, sugeriblemente, debe de ayudarlo a protegerse de la infinidad de patógenos que son transportados hasta un hospital. Normalmente aquellas personas que están en contacto con ambientes hostiles, suelen adaptarse a lo largo del tiempo a ese ambiente, incluso usando algún tipo de simbiosis con microorganismos. Existen cientos de ejemplos de ayuda mutua entre organismos en la naturaleza, sin la cual, esas especies ya no podrían vivir. Si es así, ¿se podría pensar que, en el fondo, esas dos especies, metafóricamente hablando, forman un genoma único? Si al final, nuestro organismo necesita de la expresión de esos genes bacterianos para vivir, ¿no forman de algún modo parte de nosotros? Yo creo que sí, pero claro está, es subjetivo y, en realidad, tampoco es tan importante. El caso es que ahí están y nos ayudan a vivir. Y nos necesitan tanto como nosotros a ellos. Y eso, es realmente importante.

A modo de ejemplo, los líquenes son organismos que surgen de la simbiosis entre un hongo (llamado micobionte, perteneciente a las divisiones Ascomycota o Basidiomycota), y un alga (llamada ficobionte, perteneciente a las divisiones Chlorophyta o Heterokonta) o cianobacteria. Los líquenes son organismos pluricelulares, excepcionalmente resistentes a las condiciones ambientales adversas y capaces, por tanto, de colonizar muy diversos ecosistemas. La protección frente a la desecación y la radiación solar que aporta el hongo y la capacidad de fotosíntesis del alga confieren al simbionte características únicas dentro de los seres vivos. La síntesis de compuestos únicamente presentes en estos organismos, las llamadas sustancias liquénicas permiten un mejor aprovechamiento de agua, luz y la eliminación de sustancias perjudiciales.

Como decíamos, existen muchos ejemplos de simbiosis en la naturaleza. Entre las más habituales, pero a la vez las menos conocidas, está la que de los organismos que presentan asociaciones simbióticas con bacterias que realizan quimiosíntesis, siendo los primeros en descubrirse en los años 1980 los gusanos tubícolas gigantes de las fuentes hidrotermales del océano profundo. Muchos corales, así como otros grupos de cnidarios tales como Aiptasia (un género de anémonas de mar), forman una relación simbiótica con una clase de algas, zooxantelas, del género Symbiodinium, un dinoflagelado.


¿Por qué somos diferentes unos a otros, tanto en humanos como entre especies diferentes?

Para poder comprender la repercusión de esta respuesta debéis saber que al realizar una copia del ADN de nuestros padres para generar un óvulo o un espermatozoide, nuestra polimerasa, es decir, el enzima que copia el ADN se equivocará (de media) una vez cada 400 pares de bases del ADN. Es decir, que en realidad, todos somos muy parecidos a nuestros padres pero poseemos mutaciones que ellos no tenían. A veces, esas mutaciones, se localizan en regiones importantes de genes funcionales. Si eso sucede, en función del tipo de mutación que se ha creado, el efecto podrá ser más o menos importante. Si os interesa profundizar sobre este tema os recomiendo que os leáis el primer capítulo de nuestro blog para jóvenes Aprende con Nosotros dónde hablo sobre la complejidad del genoma humano. Como sabréis, dicen, que NO es cierto, que de todo nuestro código del ADN solamente usamos un 1,5 %. Por lo tanto, buena parte de esas mutaciones se localizarán en zonas que, en realidad, no afectan a nada de nada. Además, si profundizáis en el primer y segundo capítulo de nuestro blog, aprenderéis que los genes están divididos en pequeños exones y grandes intrones. Con lo cual, es mucho más probable que las mutaciones se localicen en intrones (mucho mayores) que, además, en principio, no sirven para nada. Solamente cuando una mutación en un intrón genera errores en el procesamiento del intrón se darán efectos funcionales en la proteína para el gen que codifican.

Bien, dicho esto también es importante que recordemos que dos hermanos de los mismos padres pueden ser 100% distintos a nivel genético entre sí. Como para crear un individuo diploide (2n) se necesitan dos células haploides (n), cada espermatozoide y óvulo son haploides. Es decir, solamente contienen el 50% de la información de su progenitor, ya sea nuestro padre o nuestra madre. Con lo cual, es perfectamente posible que dos hermanos hereden un 50% distinto de su padre y de su madre. Eh ahí porque, a veces, dos hermanos son tan distintos entre sí. Además, recordad, también debemos contar con que las mutaciones puntuales creadas durante el proceso de copia del ADN de los dos hermanos también serán al azar en ambos casos, con lo cual, además, existirán algunas mutaciones distintas entre los dos hermanos.


ADN y ARN, ¿en qué se diferencian?

Un gen es una unidad de información que contiene o codifica la información necesaria para un producto funcional. En general un producto funcional siempre se ha considerado una proteína. Podemos complicar un poco mas la definición, pero para mi esta es la mejor. Los genes están codificados en el ADN (o ARN en ciertos virus). El conjunto de ADN que hay en cada célula de un individuo es su genoma. De forma mas visual, mi genoma es la suma del ADN que herede de mi madre y el que herede de mi padre (sin olvidar las mitocondrias que herede unicamente de mi madre).


¿Qué significa “mutación”? ¿En que se diferencia de “evolución”?

Una mutación es cualquier alteración en el ADN o en el genoma. Dependiendo del tipo de mutación, esta no necesariamente ha de ser negativa para el organismo, si no que puede no tener ningún efecto o incluso ser “beneficiosa”.

Las mutaciones pueden ser producidas por un agente mutágeno, que puede ser físico (radiación UV), químico (benzopireno) o biológico (virus); o bien por errores en los mecanismos de reparación y de copia del ADN de la propia célula.


Consultoría : genética y epigenética para profesionales y pacientes. GenIntegral es un proyecto profesional que nace de la visión e inquietudes de Cristina Camprubí Sánchez, de una profunda convicción del éxito del trabajo multidisciplinar y de la necesidad de integrar información y conocimiento en el campo de la genética y la epigenética, para compartirlo y explotarlo en beneficio de la sociedad y de la propia proyección del profesional.

¿Cuál es la o las diferencias entre genotipo y fenotipo?

Frente esta pregunta y con el objetivo de ir desarrollando una respuesta de forma lo más ordenada posible, comenzaré por las definiciones de los diferentes términos para intentar conducir a un desenlace que sea la comprensión de la relación de todos ellos de forma sencilla.

Comencemos por lo ortodoxo o formal, el origen de los términos y sus definiciones. Los términosgenotipo” y “fenotipo” fueron acuñados por primera vez por Wilhelm Johannsen (1857-1927), botánico, genetista y fisiólogo vegetal, aunque dándoles un significado poblacional y no individual.

Actualmente una posible definición de “genotipo” sería que éste es el contenido genético de un individuo y el “fenotipo” sería la expresión del genotipo, es decir, las propiedades o características observables de un organismo. Estas características incluyen no sólo los rasgos o características físicas sino también hacen referencia a su desarrollo y comportamiento. Aquí ya podemos introducir el último término, la epigenética, puesto que las características de un individuo, su fenotipo, se deben a su genotipo pero con la influencia del ambiente sobre éste. El término epigenética fue utilizado ya en los años 1950 por Conrad Hal Waddington (1905- 1975), biólogo del desarrollo, genetista, embriólogo y uno de los fundadores de la biología de sistemas. Waddington ilustró la metáfora del paisaje epigenético con el que representaba la diferenciación celular y el desarrollo embrionario con una bola en la cima de una ladera montañosa con crestas y valles.


¿Cómo estudiando los genes de moscas hongos y bacterias podemos aplicar los conocimientos al ser humano?

Los estudios genéticos en animales, bacterias y hongos nos pueden orientar sobre procesos biológicos que ocurren de manera similar en humanos. Entre otras cosas, nos pueden proporcionar información sobre enfermedades debidas a mutaciones de genes que ocurren de modo parecido en distintas especies. Estos estudios son posibles gracias a que todos los seres vivos funcionamos con las mismas reglas del código genético (todos tenemos ADN estructurado de la misma forma, se interpretan las secuencias del mismo modo ...), en otras palabras, las instrucciones que determinan como funcionan nuestros genes son iguales para todos los seres vivos, debido a que todos somos descendientes de un ancestro común. Por este mismo motivo, todos los organismos compartimos cierta cantidad de material genético, así como mecanismos de desarrollo y procesos metabólicos, lo cual permite determinadas comparaciones entre especies distintas.

Ciertos estudios genéticos serían inviables en humanos por sus consideraciones éticas. Por eso se utilizan los organismos modelo, seres de especies ampliamente conocidas, usadas para entender cómo funcionan procesos biológicos concretos, que pueden darnos una idea de cómo funcionan estos procesos en humanos. Entre los organismos modelo más usados encontramos bacterias como Escherichia coli (presente en nuestro intestino), levaduras como Saccharomyces cerevisiae (hongo gracias a las fermentaciones del cual se produce pan, vino o cerveza), insectos (como Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta), plantas como Arabidopsis thaliana, y roedores (ratas, ratones, hámsteres...), entre otros.


Equipo Genética Para Médicos

Dr Sebastián Gallardo - Escritor Proyecto Bioeducación Médica (fines divulgativos)   

Licenciado en Medicina por la Universidad Autónoma de Barcelona, obtuvo la especialidad en Medicina Interna. Realizó un Máster en Cuidados Paliativos por la UAB. Actualmente ejerce como especialista en la Unidad de Curas Paliativas del Hospital Parc Taulí en la ciudad de Sabadell.


Dr David Gallardo Garcia - Director Creativo y Asesor Científico Proyecto Bioeducación Médica (fines divulgativos)   

Nacido en 1981 en Castellar del Vallès, España. Forma parte de la segunda promoción de licenciados en Biotecnología de la UAB. Dr. en Producción Animal, realizó su trabajo de investigador en el campo de la mejora genética animal.

Dr Laura Ibañez - Colaboradora Genética Para Médicos (fines divulgativos)   

Nacida en Sabadell (Barcelona). Licenciado en Biotecnología por la Universidad Autónoma de Barcelona. Inició su trabajo investigador en el campo del VIH y la Investigación de Enfermedades Complejas. Especialista en Genética, Bioestadística y Bioinformática. Doctora en Biomedicina. Actualmente realiza sus investigaciones en el Washington University in Saint Louis.


Dr Romi Pena - Colaboradora Genética Para Médicos (fines divulgativos)   

Veterinaria e Investigadora. Licenciada en Veterinaria, Universidad Autónoma de Barcelona.Doctorado en Universidad Autónoma de Barcelona. Professora Universitària en Universitat de Lleida. Aplicación de técnicas de genómica/transcriptómica en el estudio de carácteres complejos en especies productivas, particularmente en porcino. Líneas de investigación: base genética de la calidad del producto y de la resistencia a enfermedades víricas.

Helena Villanueva - Colaboradora Genética Para Médicos (fines divulgativos)   

De naturaleza curiosa y espíritu inquieto. Apasionada de la ciencia, la cultura y el arte. Le encanta viajar, conocer gente y lugares nuevos. Actualmente estudia 3º de Biotecnología y espera en un futuro poder colaborar con la divulgación científica y la protección medioambiental.

Clara Etchevers - Colaboradora Genética Para Médicos (fines divulgativos)   


Nacida en A Coruña. Graduada en Biotecnología (2011-2015) por la Universidad de Barcelona. Máster en Neurología y Neurociéncias. Actualmente desarrolla su trabajo como representante de ventas y MSL en Devicare.


Dra Cristina Camprubí - Colaboradora Genética Para Médicos (fines divulgativos)   

Nacida en Barcelona. Licenciada en Biología por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) en el año 1999 y doctorada en Biología Celular por la UAB en el año 2005, por su trabajo de tesis doctoral centrado en la identificación de anomalías genéticas y epigenéticas causantes de los Síndromes de Prader-Willi y Angelman. Durante su etapa postdoctoral y en la actualidad su actividad investigadora se ha centrado en la relación de la epigenética con la reproducción humana asistida, así como en la investigación de genes regulados por impronta genómica no conocidos hasta la actualidad en humanos y en su implicación en el desarrollo de fenotipos anómalos. Actualmente es CEO de GenIntegral, especialista en genética humana y epigenética en la División Reference Laboratory Genetics de Reference Laboratory y es profesora asociada de la UAB.

Laura Puig - Colaboradora Genética Para Médicos (fines divulgativos)   

Nacida en Gerona. Licenciado en Veterinaria (2008-2013) por la Universidad Autónoma de Barcelona. Inició su trabajo investigador en el campo de la Microbiología realizando un máster en Microbiología Aplicada para, más adelante, finalizar sus estudios de doctorado en Medicina Animal (2014-2018).

Blog educativo | Aprende con nosotros | Más capítulos

¿QUÉ ES UN GEN? | CAPÍTULO 1
EL PRIMER GEN, EL DÍA QUE NACÍ
Dr. David Gallardo
IniciativaBiotec  |  12 Agosto, 2018

A lo largo de nuestros artículos aprenderemos cómo funciona nuestro cuerpo, qué nos asemeja y qué nos diferencia del resto de seres vivos. Aprenderemos todo cuanto necesitemos para llegar a entender la que es la mayor de mis pasiones, el código genético, lo que somos, lo que fuimos, lo que estamos destinados a ser. Pero... ¿Qué es un gen?

¿QUÉ ES UN GEN? | CAPÍTULO 2
EL ORIGEN DE LA VIDA
Dr. David Gallardo
IniciativaBiotec  |  13 Agosto, 2018

Toda la vida que existe actualmente procede de una única célula primitiva, todos los seres vivos, incluso los virus, tenemos un antecesor común, la primera célula primitiva. Según la teoría de la síntesis prebiótica, el origen de la vida en la Tierra se podría deber a la evolución química gradual a partir de moléculas basadas en el carbono. Pero... ¿Qué es la vida?

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