MEDICINA

Breve introducción. Genética

Para la finalidad de este comentario no será necesario profundizar en exceso en los conceptos genéticos ya que a veces no hacen sino confundirnos; centrar nuestra atención cada vez más en los detalles nos impide en ocasiones ver la imagen de conjunto. En cualquier caso, debemos saber que el ser humano cuenta con 23 cromosomas en cada una de las células del organismo aunque, en realidad, durante la mitosis ―fase de división celular― podemos ver en el núcleo de cada célula un par de cromosomas idénticos unidos por un punto común, llamado centrómero, formando lo que se llama pareja de cromosomas homólogos. Es decir, para cada cromosoma existe otro con rasgos idénticos con el que se une y configura la tan conocida imagen en forma de aspa.  Esta unión hace por tanto que el número total de cromosomas en el ser humano sea de 46 (llamado número diploide).

La pareja de cromosomas homólogos tiene una semejanza genética muy importante ya que presenta los mismos genes situados en los mismos lugares ―esta ubicación recibe el nombre latino de locus (lugar) y en plural loci―. Esta localización se muestra gráficamente marcando en cada cromosoma una línea donde se ubica cada gen, debiendo tener presente que los cromosomas tienen dos “brazos” separados por el centrómero, uno corto (que se designa habitualmente con la letra “p”) y otro largo (designado con la letra  “q”).

El Diccionario Akal de términos biológicos ¹ define en síntesis el gen como «la unidad básica de la herencia, por la que los caracteres hereditarios se transmiten de padres a hijos». Cada una de las copias de los cromosomas homólogos proviene de un progenitor distinto, una del padre (a través del espermatozoide) y otra de la madre (a través del óvulo). La unión de estas dos células germinales provee por tanto de dos copias del material hereditario al embrión. De esta forma, como hemos dicho, cada célula somática contiene dos copias de cada cromosoma (y por tanto dos copias de cada gen), mientras que los óvulos y espermatozoides sólo poseen una ―con la finalidad de que al unirse, otorguen al embrión las dos copias precisas―.

Hay que señalar no obstante que existe una excepción a la regla de las parejas de cromosomas homólogos. Nos referimos a los cromosomas que determinan el sexo.  En el ser humano existen dos cromosomas sexuales, llamados cromosoma X e Y (las mujeres poseen dos cromosomas X homólogos, mientras que los hombres poseen un cromosoma X y otro Y) que no tienen ni el mismo tamaño, ni la misma situación del centrómero ni tampoco el mismo potencial genético. Sin embargo, a la hora de producirse la meiosis (la división celular) se comportan como homólogos para permitir su replicación.

Esta descripción podría hacernos pensar que un embrión tiene los mismos genes repetidos dos veces. Aunque en general es así, sucede en ocasiones que uno de los dos cromosomas homólogos presenta una copia diferente de un gen. Esta diferencia, motivada por la mutación, hace que debamos tener en cuenta el concepto de alelo, esto es, cada una de las formas alternativas de un gen: un organismo diploide (es decir, organismos en cuyas células hay dos copias de cada cromosoma) tiene dos alelos por locus, uno en cada cromosoma homólogo. Los dos alelos pueden ser idénticos o diferentes, y es la combinación de los alelos lo que determina el fenotipo.

Siguiendo a Klug y Cummings (1999) ² el alelo más frecuente de una población, o el que arbitrariamente se designa como normal, se denomina alelo de tipo silvestre.  Este alelo normalmente es el dominante y responsable del correspondiente fenotipo silvestre, y se utiliza como patrón de comparación de todas las mutaciones que se producen en un locus concreto. Siguiendo con las definiciones, el genotipo es la constitución genética exacta de un organismo (el conjunto de genes incluidos en los cromosomas), mientras que el fenotipo está formado por todas las características físicas y bioquímicas visibles o medibles de ese organismo (en términos generales, con fenotipo nos referimos al aspecto externo de cada persona).

Por lo tanto, podríamos decir que en un mundo ideal ―al menos para aquellos que intentan desentrañar  el misterio del funcionamiento de nuestros genes― la expresión o no de un gen (es decir, su activación o inhibición) debería dar lugar a la presencia o ausencia de un determinado rasgo fenotípico (por ejemplo, si un individuo posee el gen que codifica el color de ojos azules, tendrá los ojos azules…) Sin embargo, la realidad nos muestra que el mecanismo de expresión del fenotipo es en realidad mucho más complejo.  No solo existen casos en los que un determinado rasgo sólo se expresa cuando intervienen numerosos genes (lo que llamamos expresión poligénica), o que hay genes cuya función es silenciar la activación de otros genes, sino que hay que tener presente que la expresión de un gen y el fenotipo resultante está determinada por la interacción del genotipo con el ambiente, y esto es importante, no solo el ambiente externo sino también el interno de cada individuo concreto.

En los seres humanos, el grado de pigmentación de la piel, la inteligencia, la obesidad y la predisposición a distintas enfermedades se piensa que están sometidas a alguna forma de control poligénico. Existe por tanto una dualidad: el genotipo que se fija en la fecundación del óvulo determina un rango o abanico de posibles fenotipos, y son los factores ambientales los que determinan en definitiva cuál de esas distintas opciones es la que se expresará finalmente.  Sobre esto ahondaremos más adelante.

Los gemelos entran en acción

Por todos es conocido el significado de la palabra gemelo.  Llamamos gemelo a cada uno de los individuos engendrados en una misma gestación y que se desarrollan bien a partir de un mismo óvulo que luego se divide en dos (gemelos monocigóticos o idénticos), o de dos óvulos fecundados al mismo tiempo (gemelos dicigóticos, fraternos o mellizos).  La palabra gemelo es un término que se emplea de forma casi exclusiva al referirnos al ser humano aunque la gestación múltiple también se da en algunas especies de animales.  Concretando más aún, entendemos por gemelos idénticos aquellos que comparten exactamente el mismo genotipo ya que provienen de un mismo óvulo (la división del óvulo una vez fecundado por el espermatozoide conlleva que se produzca una copia de la misma carga genética en ambos gemelos); mientras que los mellizos solo comparten entre sí un 50% del genotipo heredado de sus padres (recordemos que han intervenido en la gestación dos espermatozoides diferentes).

Una vez sentado lo anterior, seremos capaces de entender la importancia y utilidad de las investigaciones que se vienen realizando con gemelos. Estudiando tanto el genotipo como el fenotipo de los gemelos idénticos podemos ser capaces de distinguir qué influencia ejercen la herencia y el ambiente en el desarrollo de cada individuo. Así, dado que ambos gemelos comparten el mismo material hereditario, cualquier diferencia que exista entre ellos en su aspecto o en su comportamiento debería estar causada por factores ambientales (véase alimentación, educación, contaminación etc.). Del mismo modo, si dos gemelos idénticos presentan más similitudes entre sí respecto a la forma de desarrollarse una enfermedad que los mellizos, entonces la propensión a esa enfermedad debe tener, al menos, un fuerte componente hereditario.

El primer científico del que tenemos constancia que pensó en la utilidad de estudiar los gemelos para medir la influencia de la herencia fue Sir Francis Galton. Decimos científico, aunque su actividad intelectual abarca tantos campos diferentes que guarda más parecido con los grandes pensadores y filósofos naturales de la antigüedad.  Primo de Charles Darwin, desarrolló sus trabajos fuera de las cátedras universitarias, dedicando especial atención al estudio del ser humano y sus diferencias individuales.  En este sentido, dedicó un capítulo ―si bien de carácter introductorio― en su obra English men of science: their nature and nurture publicada en 1874.  Propone los términos «nature and nurture» ―que puede traducirse como la dicotomía entre “lo innato” (naturaleza, herencia) y “lo adquirido” (crianza)― para aunar los innumerables elementos de los que está formada la personalidad. Explica que la herencia, lo innato, es todo lo que el hombre trae consigo al mundo; mientras que la crianza, lo adquirido, es toda la influencia del exterior que le afecta desde su nacimiento.  Debemos llamar la atención sobre le hecho de que habla de la herencia y del ambiente en una época en la que no se conocía el funcionamiento de la herencia ni la existencia de los genes.  Recordemos que las leyes genéticas de Mendel no eran conocidas a pesar de haber sido publicados sus descubrimientos en 1866 (no sería hasta el año 1900 cuando fueron redescubiertas y elevadas al conocimiento científico global).

A partir de estos esbozos, dedica un artículo más extenso ³ a exponer su teoría acerca de los gemelos.  Explica que su objetivo es estudiar la historia vital de los gemelos porque ésta proporciona los medios para distinguir entre los efectos de la herencia recibida al nacer, de aquellos rasgos impuestos por las circunstancias de sus vidas; en otras palabras, permite diferenciar los efectos de la herencia y de la crianza.  Hay que criticar el método que empleó para esta investigación ya que presenta innegables problemas: la recopilación de los casos de estudio se hizo mediante el envío de cartas con un cuestionario a gemelos y a personas que mantenían relaciones cercanas con ellos. Con las contestaciones recibidas y los posteriores intercambios epistolares obtuvo los datos que precisaba.  A pesar de esta forma poco objetiva de recopilación de información, alcanzó conclusiones interesantes que se han visto confirmadas en muchos aspectos por los estudios posteriores.

Su principal curiosidad residía en estudiar los gemelos que son muy parecidos en la niñez y la juventud, y que han sido educados juntos durante muchos años para saber si crecieron posteriormente de forma diferente y, si esto fue así, cuáles fueron las causas que, según la familia provocaron esta diferencia.  Obtuvo datos empleando también el método inverso. Investigó la historia vital de los gemelos que eran distintos en la infancia para averiguar hasta dónde se asimilaban bajo la influencia del mismo ambiente, teniendo el mismo hogar, los mismos profesores, los mismos compañeros y, en todos los sentidos, el mismo entorno.

Incluye muchas anécdotas acerca de la vida cotidiana de estas personas y lo sorprendente de algunos casos en los que el parecido entre los gemelos era tal (mismo aspecto físico, tono de voz, forma de carácter etc.) que ni su propia madre era capaz de diferenciarlos. Concluyó afirmando que la herencia prevalece sobre la crianza cuando las diferencias en este último aspecto no superan las que habitualmente se encuentran entre personas del mismo estrato social y del mismo país.

Estos avances supusieron un impulso en el estudio de la herencia que se vio incrementado tras conocerse y comprenderse los trabajos de Mendel sobre genética. Pero los estudios de gemelos dieron un giro inesperado en la década de 1980 tras el descubrimiento de numerosos gemelos idénticos que habían sido adoptados y separados después de nacer.

Notas