GENÉTICA POST-
MENDELIANA
Ms.
A.
Lic.
En
riq
ue
Gu
ille
rmo
Ze
pe
da
Ló
pe
z
La entrada en el sig
lo X
X p
roduce u
na
explo
sió
n d
e n
uevos d
escubrim
iento
s q
ue
ya n
o se d
ete
ndrá
n y se continuará
a u
n
ritm
o siem
pre
cre
ciente
. Se resum
irán
bre
vem
ente
los avances p
rincip
ales
En la p
rim
era
década se p
roduce la sín
tesis
de los tra
bajo
s g
enéticos (de h
ibridació
n
experim
enta
l) y citoló
gicos. Esta
sín
tesis
sim
boliza la m
ayoría d
e edad d
e la
Genética, in
iciándose com
o ciencia p
ropia e
independiente
.
El sig
lo em
pieza con el re
descubrim
iento
de
las leyes d
e M
endel por lo
s tra
bajo
s d
e 3
botá
nicos: Carl C
orrens, Hugo d
e V
riesy
Eric V
on Tscherm
ak, a las q
ue el britá
nico
William
Bate
son
dará
un g
ran im
pulso.
Descubrió
los g
enes alelo
s
con h
ere
ncia inte
rmedia al
cru
zar dos variedades d
e la
planta
Don D
iego d
e n
oite:
una h
om
ocig
ótica
dom
inante
(RR) con flo
res
de colo
r ro
ja y otra d
e colo
r blanca h
om
ocig
ótica
recesiva (rr)
De V
rieses n
oto
rio en la
histo
ria d
e la B
iolo
gía p
or
haber in
iciado lo q
ue
pare
cía u
na explicació
n d
e
la evolu
ció
n b
ioló
gica
superior en la m
uta
ció
n.
Erich von
Tscherm
akBió
logo,
botá
nico y agró
nom
o austríaco
codescubridor de las Leyes d
e
Mendel; independiente
mente
de
los otros d
os científicos
William
Bate
son
(*
Whitby, 8 d
e agosto
de 1
861 -
Merton, 8
de febre
ro d
e 1
926)
fue u
n b
iólo
go y
genetista
inglés, uno
de los
redescubridore
s d
el
trabajo
de M
endel,
razón p
or la q
ue es
consid
era
do u
no d
e
los fundadore
s d
e la
genética m
odern
a.
Se p
roduce u
na inte
gra
ció
n inm
ediata
de
los estu
dio
s g
enéticos y citoló
gicos.
En 1
902, Boveri y S
utton
se p
erc
ata
n, de
form
a independiente
, de la existe
ncia d
e u
n
estrecho p
ara
lelism
o entre los p
rincip
ios
mendelianos recién d
escubiertos y la
conducta
de los cro
mosom
as en la m
eio
sis.
Theodor Boveri
Walter
Stanborough
Sutton
Theodor Boveri, em
briólo
go alem
án.
investigóel papel del núcleo y el
citoplasm
a en el desarrollo em
brionario. Su
gra
n o
bje
tivo consistió
en d
esentrañar las
relacio
nes fisio
lógicas entre la estructu
ra y
los p
rocesos celu
lare
s.
Walter Sta
nboro
ugh
Sutton
(* 5
de abril de
1877 -
10 d
e n
oviem
bre
de 1
916) fu
e u
n
médico y g
enetista
esta
dounid
ense cuya
contrib
ució
n m
ás sig
nificativa a la b
iolo
gía
fue su teoría d
e q
ue las leyes m
endelianas
de la h
ere
ncia p
odían ser aplicadas a los
cro
mosom
as a n
ivel celu
lar.
En 1
905 B
ate
son
acuñó(e
n 1
901
había introducid
o los
térm
inos alelo
morfo,
hom
ocig
oto
y
hete
rocig
oto
) el
térm
ino g
enética
para
desig
nar "la
ciencia d
edicada al
estu
dio
de los
fenóm
enos d
e la
here
ncia y d
e la
variació
n".
En 1
909 el danés W
ilhelm
Johannsen
introduce el té
rmin
o g
en com
o "una
palabrita
... útil com
o expre
sió
n p
ara
los
facto
res u
nitarios... que se h
a d
em
ostrado
que está
n en los g
am
eto
s p
or lo
s
investigadore
s m
odern
os d
el m
endelism
o".
En 1
909 acuño el té
rmin
o
gen (a p
artir d
el griego "que
origin
a...") com
o abre
viatu
ra
de la p
alabra
pangen,
acuñada p
or Hugo d
e V
ries
en 1
889. Tam
bién acuñó
las
palabra
s "genotipo" y
fenotipo" en 1
911.
Dura
nte
la segunda d
écada d
el sig
lo
Thom
as H
unt Morg
an y su g
rupo d
e la
Univers
idad d
e C
olu
mbia inician el estu
dio
de la g
enética d
e la m
osca d
el vin
agre
Dro
sophilam
elanogaste
r.
Pre
mio
Nobel de Fisio
logía o
Medicin
a en 1
933 p
or la
dem
ostració
n d
e q
ue los
cro
mosom
as son p
ortadore
s
de los g
enes, lo
que se
conoce com
o la teoría
cro
mosóm
ica d
e S
utton
y
Boveri.
Gra
cias a su tra
bajo
, Dro
sophila
melanogaste
rse
convirtióen u
no d
e los
princip
ales
org
anism
os m
odelo
en
Genética.
En 1
910 d
escubre
n la
here
ncia lig
ada al X y
la b
ase cro
mosóm
ica
del ligam
iento
.
En 1
913 A
. H. Stu
rtevantconstruye el prim
er
mapa g
enético y en 1
916 C
alvin
Bridges
dem
uestra d
efinitivam
ente
la teoría
cro
mosóm
ica d
e la h
ere
ncia m
ediante
la n
o
disyunció
n d
el cro
mosom
a X
En 1
927 H
. J. M
uller publica su tra
bajo
en el
que cuantifica m
ediante
una técnica d
e
análisis g
enético (la técnica C
lB) el efe
cto
in
ducto
r de los rayos X
leta
les lig
ados al sexo
en D
rosophila.
Herm
ann Joseph M
uller (N
ueva
York
1890-1
967). B
iólo
go y
genetista
. Renovador de la
genética. Auto
r de n
ota
bles
estu
dio
s acerc
a d
e la acció
n d
e
los rayos X
com
o p
roducto
res
de m
uta
ció
n la acció
n d
e las
radiacio
nes sobre
célu
las
En 1
931 H
arriet Cre
ighto
ny B
arb
ara
McClinto
ck en el m
aíz y G
unte
r Ste
rn en
Dro
sophiladem
uestran q
ue la recom
bin
ació
n
genética está
correlacio
nada con el
inte
rcam
bio
de m
arc
adore
s citoló
gicos.
Todos esto
s d
escubrim
iento
s conduje
ron a la
fundació
n conceptu
al de la G
enética clásica.
Los facto
res h
ere
ditarios o g
enes era
n la
unid
ad b
ásica d
e la h
ere
ncia, ente
ndid
a tanto
fu
ncio
nal com
o estructu
ralm
ente
(la u
nid
ad
de estructu
ra se d
efinía o
pera
cio
nalm
ente
por re
com
bin
ació
n y p
or m
uta
ció
n).
Los g
enes, a su vez, se encuentran lin
eal y
ord
enadam
ente
dispuesto
s en los
cro
mosom
as com
o p
erlas en u
n collar.
Para
lelam
ente
a esto
s avances, otro conflicto
que h
abía surg
ido con el Origen d
e D
arw
in
em
pezó
a resolvers
e. Era
el pro
blem
a d
e la
natu
raleza d
e la variació
n sobre
la q
ue se
pro
duce la evolu
ció
n.
En 1
908 se form
ula la ley d
e H
ard
y-W
ein
berg
que relacio
na las fre
cuencias g
énicas con las
genotípicas en p
oblacio
nes p
anm
ícticas.
Poblacio
nes en las q
ue la p
robabilid
ad d
e q
ue
un alelo
esté
pre
sente
en u
n zig
oto
de la
genera
ció
n sig
uiente
es igual a la fre
cuencia
de d
icho alelo
en la p
oblació
n.
Cuando los individ
uos d
e la p
oblació
n
apare
an tota
lmente
al azar la p
oblació
n se
denom
ina p
anm
ícticay las fre
cuencias
genotípicas se p
ueden calcular a p
artir d
e las
gam
éticas.
Entre 1
918 y 1
932 la larg
a p
olém
ica entre
bio
métricos y m
endelianos se zanja
finalm
ente
: Ronald
Fisher, S
ewallW
right y J.
B. S. Hald
ane llevaro
n a cabo la sín
tesis d
el
darw
inism
o, el m
endelism
o y la b
iom
etría y
fundan la teoría d
e la G
enética d
e
poblacio
nes.
Fisher dem
uestra en
1918 q
ue la variació
n
cuantita
tiva es u
na
consecuencia n
atu
ral
de la h
ere
ncia
mendeliana.
El desarrollo d
e m
odelo
s m
ate
máticos d
e
acció
n d
e la selecció
n d
espejó
las d
udas en
cuanto
a si la selecció
n p
odía o n
o p
roducir
cam
bio
s im
portante
s inclu
so cuando sus
coeficiente
s era
n d
ébiles: la selecció
n volvió
a adquirir u
n p
apel pre
pondera
nte
com
o
agente
evolu
tivo.
En la G
enética d
e p
oblacio
nes la teoría d
e la
evolu
ció
n se p
resenta
com
o u
na teoría d
e
fuerz
as -la selecció
n, la m
uta
ció
n, la d
eriva
genética y la m
igra
ció
n-
Esta
s fuerz
as actú
an sobre
un acerv
o
genético q
ue tiende a p
erm
anecer in
variable
com
o consecuencia d
e la ley d
e H
ard
y-
Wein
berg
que a su vez es u
na consecuencia
de la exte
nsió
n d
e la p
rim
era
ley d
e M
endel a
las p
oblacio
nes
Esta
blece q
ue si se cru
zan d
os razas p
ura
s
para
un d
ete
rmin
ado cará
cte
r, los
descendiente
s d
e la p
rim
era
genera
ció
n
será
n todos iguales entre sí(igual fe
notipo e
igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a u
no
de los p
rogenitore
s.
Esta
blece q
ue la
com
posició
n g
enética
de u
na p
oblació
n
perm
anece en
equilib
rio m
ientras n
o
actú
e la selecció
n
natu
ral ni nin
gún otro
facto
r y n
o se
pro
duzca n
inguna
muta
ció
n.
La G
enética d
e p
oblacio
nes se esta
bleció
com
o el núcleo teórico, el com
ponente
explicativo, de la teoría d
e la evolu
ció
n
La inte
gra
ció
n d
e la G
enética d
e
poblacio
nes con o
tros
pro
gra
mas d
e investigació
n
evolu
tiva -ta
les com
o la b
iolo
gía
de p
oblacio
nes experim
enta
l, la
siste
mática, la p
aleonto
logía, la
zoolo
gía y la b
otá
nica-
pro
duje
ron d
ura
nte
el periodo
de 1
937-1
950 la teoría sin
tética
o n
eodarw
inista
de la evolu
ció
n.
En ella se p
roduce la m
ayor in
tegra
ció
n d
e
discip
linas, nunca ante
s alcanzada, de u
na
teoría evolu
tiva
Desde 1
940 en adelante
: el
acceso al nivel m
olecular
Tra
s la segunda g
uerra m
undial se p
roduce el
verd
adero
asalto a la n
atu
raleza física d
el
mate
rial here
ditario. La g
enética d
e
pro
cariota
s inicia los n
uevos h
orizonte
s d
e
indagació
n
Se esta
blece fin
alm
ente
el ADN com
o la
substa
ncia g
enética. A ello le sig
ue el
descubrim
iento
del dogm
a d
el flujo
de la
info
rmació
n g
enética: ADN -> A
RN ->
pro
teín
as
Tam
bién se p
roducen g
randes avances en el
conocim
iento
de la estructu
ra y funció
n d
e
los cro
mosom
as
Por últim
o los sete
nta
pro
ducen las técnicas
de m
anip
ulació
n d
e A
DN q
ue afe
cta
rán
revolu
cio
nariam
ente
a todas las d
iscip
linas
de la g
enética.
A continuació
n se exponen, m
uy b
revem
ente
, lo
s p
rincip
ales h
itos d
e este
periodo
A p
artir d
e los 1
940 se aplican las técnicas
moleculare
s siste
máticam
ente
y con
extraord
inario éxito en G
enética. El acceso al
nivel m
olecular ha em
pezado: la estructu
ra y
funció
n d
e los g
enes es el pró
xim
o fre
nte
del
avance g
enético.
1941: Georg
e B
eadle
y E. L. Tatu
min
troducen la revolu
ció
n d
e N
euro
spora
esta
bleciendo el concepto
de u
n g
en-u
na
enzim
a: lo
s g
enes son elem
ento
s p
ortadore
s
de info
rmació
n q
ue codifican enzim
as.
George Beadle
Lederberg, E. L. Tatum
1944: Oswald
Avery
, Colin M
cLeod y M
aclyn
McCartydem
uestran q
ue el "p
rincip
io
transfo
rmador"
es el ADN.
1953: Este
año repre
senta
un m
om
ento
culm
inante
. Ja
mes W
ats
on y Fra
ncis C
rick
inte
rpre
tan los d
ato
s d
e d
ifra
cció
n d
e rayos X
de M
aurice W
ilkin
s junto
con d
ato
s d
e
com
posició
n d
e b
ases d
e Erw
inCharg
aff
conclu
yendo q
ue la estructu
ra d
el ADN es
una d
oble h
élice, fo
rmada p
or dos cadenas
orienta
das en d
ireccio
nes opuesta
s
(antipara
lelas).
James Watson
Francis Crick
Maurice Wilkins
ErwinChargaff
La estructu
ra 3
-D se
mantiene g
racias a enlaces
de h
idró
geno entre b
ases
nitro
genadas q
ue se
encuentran orienta
das h
acia
el in
terior de las cadenas.
Dicha estructu
ra sugería, de u
n m
odo
inm
ediato
, com
o el m
ate
rial here
ditario
podía ser duplicado o replicado.
Una estructu
ra sim
ple p
roveía la explicació
n
al secre
to d
e la h
ere
ncia: la b
ase m
ate
rial
(ADN), la estructu
ra (doble h
élice 3
-D) y la
funció
n b
ásica (portador de info
rmació
n
codificada q
ue se expre
sa y se tra
nsm
ite
ínte
gra
mente
entre g
enera
cio
nes) del
fenóm
eno g
enético era
, por fin, in
teligib
le.
No d
ebe sorp
rendern
os q
ue el
descubrim
iento
de la d
oble h
élice se
consid
ere
el m
ás revolu
cio
nario y
fundam
enta
l de toda la b
iolo
gía.
1958: Matthew M
eselson
y Fra
nklin S
tahl
dem
ostraro
n q
ue el ADN se replicaba
sem
iconserv
ativam
ente
El pro
blem
a d
e com
o la secuencia d
el ARN se
traduce en secuencia p
rote
ica se em
pieza a
resolver
Un triplete
de b
ases codifica u
n am
inoácid
o.
Rápid
am
ente
se esta
blece el flujo
de la
info
rmació
n g
enética (el dogm
a).
Ese m
ism
o año A
rthur Korn
berg
aísla la
polim
era
sa d
el ADN y u
n año d
espués S
evero
Ochoa aísla la A
RN p
olim
era
sa, con la q
ue
inicia la elu
cid
ació
n d
el códig
o.
1961: Sid
ney B
renner, Fra
nçois
Jacob y
Meselson
descubriero
n el ARN m
ensaje
ro.
1966: Mars
hall N
irenberg
y H
arGobin
dKhora
nate
rmin
an d
e d
esvelar el códig
o
genético
Sim
ultáneam
ente
a esto
s d
escubrim
iento
s,
Seym
our Benzerpublica en 1
955 su p
rim
er
trabajo
sobre
la estructu
ra fin
a d
el lo
cus rII
en el fa
go T4.
En 1
961
Jacob y
Jacques
Monod
pro
ponen el
modelo
del
operó
n com
o
mecanism
o
de regulació
n
de la
expre
sió
n
génica en
pro
cariota
s.
En 1
966 R
. Lewontin, J. L. Hubbyy H
. Harris
aplican la técnica d
e la electrofo
resis en g
el
de p
rote
ínas al estu
dio
de la variació
n
alo
zím
icade las p
oblacio
nes n
atu
rales,
obte
niéndose las p
rim
era
s estim
as d
e la
variació
n g
enética d
e u
n sin
núm
ero
de
especies.
Charles Y
anofskyy
su equip
o
dem
uestran la
colinearidad
entre
genes y sus
pro
ducto
s p
rote
icos
en 1
964.
La teoría n
eutralista
de la
variació
n m
olecular
introducid
a p
or el ja
ponés M
. Kim
ura
en 1
968 sum
inistra
la p
rim
era
explicació
n
satisfa
cto
ria al exceso d
e
variació
n h
allada.
En 1
980, dos g
enes d
e la h
em
oglo
bin
a fuero
n
secuenciados. Aunque am
bos codificaban el
mism
o p
roducto
, sus secuencias d
e
nucleótidos d
iferían en el 0'8
% si sólo
se
tenían en cuenta
las sustitu
cio
nes d
e u
n
am
inoácid
o p
or otro, y en u
n 2
'4%
si se
inclu
ían en la com
para
ció
n los am
inoácid
os
pre
sente
s en u
n g
en y ausente
s en otro.
La m
ayoría d
e los g
enes m
uta
nte
s son
selectivam
ente
neutros, es d
ecir, no tienen
selectivam
ente
ni m
ás n
i m
enos venta
ja q
ue
los g
enes a los q
ue sustitu
yen; en el nivel
molecular, la m
ayoría d
e los cam
bio
s
evolu
tivos se d
eben a la d
eriva g
enética d
e
genes m
uta
nte
s selectivam
ente
equivalente
s
Los 7
0 p
resencian el advenim
iento
de las
técnicas d
e m
anip
ulació
n d
el ADN.
En 1
970 se aíslan las p
rim
era
s endonucleasas
de restricció
n y H
. Tem
iny D
. Baltim
ore
descubre
n la tra
nscripta
sa invers
a.
En 1
972 se construye
en el labora
torio d
e
PaulBerg
el prim
er
ADN recom
bin
ante
in
vitro
.
El año 1
977 fue p
ródig
o: se p
ublican las
técnicas d
e secuenciació
n d
el ADN d
e W
alter
Gilbert y d
e Fre
derick S
anger; S
angery sus
colegas p
ublican, a su vez, la secuencia
com
pleta
de 5
387 n
ucleótidos d
el fa
go f
X171; varios auto
res d
escubre
n q
ue los
genes eucariota
s se encuentran
inte
rrum
pid
os (in
trones).
Los p
rim
ero
s rato
nes y m
oscas tra
nsgénicos
se consig
uen en 1
981-8
2. Thom
as C
ech
y
Sid
ney A
ltm
an, en 1
983, descubre
n la
auto
catá
lisis
del ARN.
Este
mism
o año M
. Kre
itm
an
publica el
prim
er estu
dio
de variació
n intraespecíficaen
secuencias d
e A
DN d
el lo
cus A
dh
de
Dro
sophilam
elanogaste
ry S
. Arn
old
y R
. Landein
troducen el análisis correlacio
nala
los estu
dio
s d
e selecció
n fenotípica en la
natu
raleza.
En 1
986 K
ary
Mullis
pre
sentó
la técnica d
e
la reacció
n en cadena
de la p
olim
era
sa. En
1990 Lap-C
heeTsui,
Michael Collin
s y John
Rio
rdan
encontraro
n
el gen cuyas
muta
cio
nes alélicas
son las responsables
princip
ales d
e la
fibro
sis q
uística.
Ese m
ism
o año
Wats
on y m
uchos
otros lanzan el
pro
yecto
del genom
a
hum
ano p
ara
cartogra
fiar
com
pleta
mente
el
genom
a h
um
ano y,
finalm
ente
, dete
rmin
ar su
secuencia d
e b
ases.
No es h
asta
1995 q
ue
se secuencia el prim
er
genom
a com
pleto
de
un org
anism
o celu
lar,
el de H
aem
ophilus
influenzae. En 1
996 se
obtiene en el
labora
torio d
e I.
Wilm
utel prim
er
mam
ífero
cló
nico (la
oveja
Dolly) obte
nid
o
a p
artir d
e célu
las
mam
arias
difere
nciadas.
La era
genóm
ica
El pro
yecto
Genom
a h
um
ano, con u
na
pre
supuesto
de 3
mil m
illo
nes d
e d
ólare
s y la
particip
ació
n d
e u
n C
onsorc
io P
úblico
Inte
rnacio
nal, form
ado p
or EEUU, Rein
o
Unid
o, Ja
pón, Fra
ncia, Alem
ania, Chin
a y
otros p
aíses, te
nía com
o o
bje
tivo p
rincip
al la
consecució
n d
e la secuencia com
pleta
del
genom
a h
um
ano, el te
xto
lin
eal fo
rmado p
or
la secuencia d
e las cuatros b
ases q
uím
icas
del ADN q
ue contiene las instruccio
nes p
ara
construir u
n ser hum
ano.
Iniciado en 1
990, el pro
yecto
se d
io p
or
conclu
ido en el 2003, dos años ante
s d
e lo
pre
visto
.
Otros obje
tivos d
el pro
yecto
era
n la
secuenciació
n d
e g
enom
as d
e otros
org
anism
os m
odelo
s sobre
los q
ue se tenía
un am
plio conocim
iento
pre
vio
, com
o la
bacte
ria Escherichia
coli, la levadura
Saccaro
mycescere
visiae, el gusano
Caenorh
abditis
elegans, o la m
osca d
el
vin
agre
Dro
sophilam
elanogaste
r, y el
consid
era
r las im
plicacio
nes éticas, legales y
sociales q
ue suscitarían los resultados d
el
pro
yecto
.
Ocho años d
espués d
el
inicio
del pro
yecto
público
apare
ció
en escena u
na
em
pre
sa p
rivada, Celera
genom
ics, pre
sid
ida p
or un
brillante
y revolu
cio
nario
científico, Cra
ig J. Vente
r,
que lanzóel re
to d
e
conseguir la secuencia
hum
ana en u
n tiem
po
récord
, ante
s d
el pre
visto
por el Consorc
io P
úblico.
Pro
ponía u
na estrate
gia d
e secuenciació
n
altern
ativa a la secuenciació
n jerá
rquica q
ue
seguía el Consorc
io, la secuenciació
n
aleato
ria (shotg
un), con la q
ue h
abía
conseguid
o secuenciar el prim
er genom
a
celu
lar en 1
995, el de la b
acte
ria
Haem
ophilus influenzae.
Em
pieza a p
artir d
e ese m
om
ento
una carrera
apasio
nante
por la conquista
del genom
a
hum
ano, que acabaría fin
alm
ente
en tablas.
El 26 d
e Junio
de 2
000, en u
n acto
auspiciado
por el pre
sid
ente
Bill Clinto
n y q
ue tuvo com
o
escenario la C
asa B
lanca, se encontraro
n los
dos m
áxim
os repre
senta
nte
s d
e las p
artes en
com
petició
n, Vente
rpor Celera
, y el directo
r del Consorc
io P
úblico, Fra
ncis C
ollin
s.
Se anunció
de form
a conju
nta
la consecució
n
de d
os b
orradore
s d
e la secuencia com
pleta
del genom
a h
um
ano.
Las p
ublicacio
nes correspondiente
s d
e am
bas
secuencias n
o apare
ciero
n h
asta
Febre
ro d
e
2001.
El Consorc
io p
ublicósu secuencia en la
revista
Natu
re, m
ientras q
ue C
elera
lo h
izo
en S
cience.
Tre
s años d
espués, en 2
004, el Consorc
io
publicó
la vers
ión fin
al o com
pleta
del
genom
a h
um
ano.
El pro
yecto
genom
a h
um
ano h
abía conclu
ido
con u
n éxito rotu
ndo y, en p
alabra
s d
e F.
Collin
s, se iniciaba u
na n
ueva era
de
investigació
n b
asada en la g
enóm
ica q
ue
afe
cta
ría cru
cialm
ente
a la b
iolo
gía, a la
salu
d y a la sociedad.
Con ello se inaugura
una n
ueva era
, que d
ada
la coin
cid
encia con el nuevo sig
lo, bien
podríam
os d
efinir con el lem
a, el sig
lo X
XI, el
sig
lo d
el la G
enética