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jueves, 27 de diciembre de 2007

Herencia de caracteres adquiridos: Algunos casos ligeramente más complejos en plantas y su importancia.


La imagen procede del artículo titulado Pathogen stress increases somatic recombination frequency in Arabidopsis, en el cual Lucht et al (2002) muestran que un factor de estrés biótico (el ataque del patógeno Peronospora parasitica) estimula la recombinación somática en Arabidopsis. La recombinación somática es una respuesta general al estrés en plantas que consiste en la generación de nuevas secuencias genómicas heredables obtenidas mediante la recombinación de otras anteriores.

En su artículo titulado Transgeneration memory of stress in plants, Moliner et al (2006), muestran como en plantas de Arabidopsis thaliana tratadas con radiación ultravioleta-C o flagelina, aumenta la recombinación homóloga de un gen introducido y cómo dicha recombinación se mantiene en subsiguientes generaciones. El aumento en el estado de hiper-recombinación en generaciones siguientes es independiente de la presencia del alelo transgénico. Los autores concluyen que determinados factores ambientales conducen a un aumento en la flexibilidad genómica incluso en sucesivas generaciones (no tratadas) y así puede aumentar el potencial de adaptación.

En ambos casos se trata de procesos semejantes. Ambos se relacionan con los trabajos de Barbara McClintock, cuya lectura del premio Nobel en Diciembre de 1983 se tituló The Significance of Responses of the Genome to Challenge. En respuesta a situaciones de estrés, el genoma se modifica. Según McClintock:

It is the purpose of this discussion to consider some observations from my early studies that revealed programmed responses to threats that are initiated within the genome itself, as well as others similarly initiated, that lead to new and irreversible genomic modifications. These latter responses, now known to occur in many organisms, are significant for appreciating how a genome may reorganize itself when faced with a difficulty for which it is unprepared.

Conditions known to provoke such responses are many.



En su lectura del Nobel, Barbara McClintock estaba literalmente indicando el camino. El camino de la biología pasa necesariamente por la herencia de caracteres adquiridos


Referencias

Lucht JM, Mauch-Mani, Steiner H-Y, Metraux J-P, Ryals J and Hohn B. 2002. Nature Genetics 30, 311 – 314.

McClintock, B .1983. The Significance of Responses of the Genome to Challenge. Nobel Lecture.

Moliner J, Ries G, Zipfel C and Hohn B. 2006. Transgeneration memory of stress in plants. Nature 442: 1046-1049.



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miércoles, 26 de diciembre de 2007

Herencia de caracteres adquiridos: Ejemplos sencillos en plantas


La imagen muestra el ápice de la raíz de una planta de Arabidopsis thaliana en la que la proteína fluorescente verde (GFP) de una medusa se ha asociado con una proteina de la pared celular.
Cientos (miles) de líneas de laboratorio expresan de manera semejante a lo que vemos en esta imagen, la proteína fluorescente verde (GFP) en distintos tejidos o estructuras. El protocolo para introducir el gen que codifica para la proteina fluorescente verde en el genoma de una planta, implica normalmente, como en general la mayoría de protocolos para introducir genes en plantas, la transformación con vectores derivados del plásmido Ti (tumor inducens) de Agrobacterium tumefaciens.
Tomemos como ejemplo una de tantas líneas de Arabidopsis thaliana, tal como esta línea de la imagen, llamada Lt16b y obtenida por Cutler et al. (2000), que expresa GFP en sus paredes celulares. Hace unos cuarenta años ninguna planta expresaba GFP, que, como digo es una proteína de una medusa. Colocar la secuencia codificante de la GFP de la medusa en un vector derivado de Agrobacterium y hacer que dicha secuencia codificante se integre en el cromosoma de la planta es un protocolo que se realiza hoy en multitud de laboratorios. Las plantas, que no poseen GFP, mediante este protocolo adquieren, tanto su secuencia codificante como la capacidad de producir la proteína, asociada a fragmentos de proteínas originales de la planta o bien producida bajo el control de promotores vegetales. La característica se hereda. Lo mismo que se heredan los caracteres que mediante ingeniería genética se introducen en ratones o en otras plantas y animales.
No hay duda hoy de que algunos caracteres adquiridos se heredan. El genio de Lamarck gana esta partida, como el de Geoffroy Saint Hilaire también acabó ganando la suya. Después de ciento cincuenta años en el olvido se demuestra que los animales de grupos distintos siguen pautas similares en su desarrollo y que, como decía Geofroy, la naturaleza se repite.


Y es que tanto Lamarck como Geoffroy pensaban más allá de su tiempo.
Referencia
Cutler SR , Ehrhardt DW , Griffitts JS , Somerville CR (2000). Random GFP::cDNA fusions enable visualization of Arabidopsis subcellular structures at a high frequency. Proceedings of the National Academy of Sciences 97: 3718-3723.

miércoles, 19 de diciembre de 2007

Herencia de caracteres adquiridos: Ejemplos en bacterias



Imagen: Moleculas de plásmido individuales al microscopio electrónico (imagen tomada de la Universidad de Cambridge).


Mediante la transferencia de plásmidos (fragmentos de DNA extracromosómico), las bacterias adquieren con rapidez caracteres que no poseían. Muchos plásmidos contienen genes de resistencia a antibióticos o de utilidad en la degradación de distintas moléculas, que pueden ser metabolitos de las plantas o hidrocarburos (derivados del petróleo). Pero concentrémonos en la resistencia a antibióticos.

Una bacteria sensible a un antibiótico adquiere mediante conjugación un plásmido que le confiere la resistencia y a partir de ahí ya puede transmitir dicha resistencia a los descendientes, quienes la heredarán. Un ejemplo claro, sencillo e indiscutible de herencia de caracteres adquiridos.

Determinadas bacterias producen nódulos que fijan el nitrógeno atmosférico en las raíces de las leguminosas y de otras plantas. Muchos de los genes que codifican para la nodulación y la fijación del nitrógeno están contenidos en plásmidos y la transferencia de plásmidos entre distintas cepas bacterianas es algo comprobado habitualmente en el laboratorio.

Se entiende por transferencia génica horizontal (HGT) a la transferencia de genes entre organismos que no ocurre por la vía reproductiva habitual (vertical). La transferencia génica horizontal está comprobada hoy en muchos casos. Pero,..¡Atención!: La transferencia génica horizontal no solamente ocurre entre bacterias o entre especies de bacterias relacionadas entre sí. Plásmidos o fragmentos de ellos pueden ser transferidos desde la bacteria Agrobacterium tumefaciens a las plantas. Este tipo de transmisión de material hereditario nos proporciona otro magnífico ejemplo que hoy demuestra la existencia comprobada de herencia de caracteres adquiridos.


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martes, 18 de diciembre de 2007

Censura darwinista: es mi turno.





Acabo de publicar en el blog "La vida y la biologia" una entrada con el comentario del libro titulado "La tautología darwinista" de Fernando Vallejo. Como en Wikipedia existe una entrada titulada Fernando Vallejo y en ella había un vínculo al título mencionado en el que no había nada escrito, entonces, ni corto ni perezoso copié mi comentario y lo pegué en la entrada, enviándolo con la intención de publicar yo también alguna vez algo en Wikipedia. A los cinco minutos o diez hice la comprobación para ver si mi comentario seguía en su sitio y,..... no. No estaba. Había desaparecido.



Al parecer, Varano, lo había borrado.
Pero,.....: ¿quién es Varano?.
Pues la respuesta es bien sencilla: alguien que, amparado por ese seudónimo, hace las tareas de editor de Wikipedia.
Entonces,......: ¿por qué lo ha borrado?.
Si entiendo bien, porque considera que el artículo es de crítica literaria y no enciclopédico. ¡Pero hombre, Varano, no seas tan Varano, .......si el vínculo con el título estaba ya hecho!.


Varano, el lagarto más grande



Aunque he de reconocer que soy usuario de Wikipedia, lo soy con mucha prudencia, porque sé que no es ni tan libre ni tan democrática como presume , sobre todo en determinados aspectos-clave. Lo que no haré será, de momento, enzarzarme en un debate como el que ya he mencionado aquí en otra ocasión que resultó en la eliminación de una entrada en la que con razón se cuestionaba la torpe y dogmática visión darwinista de la evolución .








lunes, 17 de diciembre de 2007

Pareja en crisis


Hace unas entradas hablábamos de la fantástica pareja que suponía la combinación del dogma de la mutación espontánea (ME) y el dogma de la no-heredabilidad de caracteres adquiridos (no HCA). Ambas ideas clave para el soporte del neodarwinismo. Ambas falsas.


Visto en las últimas entradas que no hay nada demostrado respecto a la imposibilidad de la mutación adaptativa (no espontánea), empezamos a ver el cuadro de distinta manera y la que entonces era feliz pareja ya no es tan perfecta como aparentaba serlo en un principio. La pareja ficticia ha entrado en crisis.

Pues bien, si el dogma de la mutación espontánea no se apoya en ninguna base firme, la base experimental de la no-heredabilidad de los caracteres adquiridos sigue reduciéndose a los crueles e inútiles experimentos de Weismann. Ya decíamos en otra entrada que el juego lingüístico es importante en este tema, pero si utilizamos el lenguaje como debe ser utilizado, ejemplos de la herencia de caracteres adquiridos los tenemos hoy en día por doquier: en el mundo de los microorganismos, en el de las plantas y en el de los animales. Pronto veremos algunos de ellos.

jueves, 13 de diciembre de 2007

Un nuevo blog

Hace un par de semanas que abrí un nuevo blog en la plataforma de Weblogs de Madrimasd.

Me complace invitar a todos los lectores de "Biología humanista" a leerlo:




Con mi agradecimiento a Eric de Scienciaramificacion


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El protocolo de la genética y el dogma de la mutación espontánea IV y de momento sin conclusión final



Es importante darse cuenta de que para la genética el entorno habitual, el medio de vida de animales y plantas es el laboratorio.

Para ambos procedimientos que describíamos en el protocolo de la genética, genética directa y genética reversa, los organismos (animales, plantas, algas, hongos, bacterias,….) han de ser mantenidos en condiciones de laboratorio por generaciones. Las bacterias, hongos, plantas, animales,…objeto de estudio de la genética se cultivan en el laboratorio y se reproducen en las condiciones impuestas por la vida en el laboratorio. El valor de los estudios de la bioquímica y de la genética es limitado, ni más ni menos que, en la medida en que las condiciones de laboratorio afectan a propiedades bioquímicas o genéticas de los organismos.

El genético, metido en el laboratorio con sus microorganismos, plantas o animales, olvida con facilidad la naturaleza original de sus huéspedes y cuán diferentes son las condiciones de vida en el laboratorio si se comparan con aquellas en las que los antepasados de nuestros organismos estaban acostumbrados a vivir. Surgen así listas interminables de preguntas sencillas que, no solamente son difíciles de responder, sino que también son difíciles de plantear, como por ejemplo:


Pregunta número 1: ¿Cuánto se parece la cepa de Eschericha Coli K-12 habitual en el laboratorio a cualquier bacteria del intestino?

Sub-pregunta: ¿Existen regiones genómicas que cambian con el cultivo?

Una bacteria del intestino permanece como una entidad de ficción si no procedemos a su cultivo. Si lo hacemos, ya no es una bacteria del intestino.


Pregunta número 2: En un experimento de mutagénesis: ¿Qué significado tiene el agente mutagénico para el organismo en cuestión?.

Sub-preguntas: ¿Es igual emplear para mutagénesis de Escherichia coli K-12 o de cualquier otro organismo un agente químico u otro?. ¿Se obtienen los mismos mutantes en la misma proporción con diferentes agentes?.

Pregunta número 3: ¿Existen regiones del genoma particularmente expuestas o protegidas a la acción de agentes mutagénicos?. Si es así, que no lo sabemos. ¿Tienen algo que ver estas regiones con las que define la sub-pregunta número 1?


Pregunta número 4 (añadida a la pregunta número 3 y en relación con la número 1): ¿Es posible que determinadas condiciones de vida resulten en la exposición de determinadas regiones del genoma de manera preferencial a la mutagénesis?. Seguro que un neo-darwinista respondería que no, pero seguro que sin argumentos suficientes.



Como veíamos en las entradas anteriores, el análisis de la literatura en relación con la mutación es extremadamente complejo y requiere una aproximación cautelosa. De ninguna manera, porque el resultado de algún experimento apunte en una dirección deberemos concluir que siempre las cosas ocurren en esa dirección. Lo mismo que la imposibilidad de la herencia de caracteres adquiridos, la mutación espontánea es más un dogma que una realidad demostrada científicamente.


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miércoles, 12 de diciembre de 2007

El protocolo de la genética y el dogma de la mutación espontánea III



La historia comenza con los trabajos de Salvador Luria (1912-1991) y Max Delbrück (1906-1981), galardonados ambos con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1969. La imagen muestra la portada y contraportada y dos páginas de la autobiografía de Salvador Luria editada por el Fondo de Cultura Económica en México. En el texto, que no transcribo, el autor describe con detalle cómo demostró que las mutaciones, que en bacterias otorgan resistencia a fagos, tienen origen al azar independientemente de la presencia o no de los bacteriófagos en el medio. La imagen del libro de Luria aquí presentada es también la Figura 1 del artículo firmado por Sniegowski y Lenski (Mutation and adaptation: the directed mutation controversy in evolutionary perspective. Ann Rev. Ecol Syst. 26:553-78.1995) que los autores tomaron para explicar los argumentos de Luria y Delbrück.

Básicamente, Luria y Delbrück obtuvieron en sus cultivos bacterias resistentes a fagos y su razonamiento era: Si surgen las bacterias resistentes como consecuencia del contacto con los bacteriófagos, entonces se espera una distribución de Poisson (imagen superior) en las placas conteniendo los cultivos. Si, por el contrario, la resistencia procede de mutaciones aparecidas independientemente (antes de) del contacto con los fagos, entonces, la distribución será mucho más variable que la de Poisson (imagen inferior).

El experimento de Luria y Delbrück (Genetics 28: 491-511. 1943) fue útil para calcular la tasa de mutación, en general y también, si se quiere, para demostrar que la mutación puede ocurrir de forma espontánea (sin relación directa con la presencia o no de determinados factores del medio) en algunos casos. Ahora bien: ¡Atención!..... Puede ocurrir que en algunos casos haya mutaciones espontáneas, pero esto no significa que todas las mutaciones lo sean. Es decir, aunque en las condiciones de su experimento y según sus observaciones, la presencia del fago no afecta a las tasas de mutación, es bien posible que en otras condiciones, por ejemplo utilizando concentraciones más bajas de fago o tiempos de incubación más prolongados, o analizando los resultados generaciones después, los resultados podrían ser diferentes.

El experimento de Luria y Delbrück ha servido para extender y popularizar una idea que dicho experimento jamás demostró ni pudo demostrar. A saber, que todas las mutaciones son espontáneas, …al azar. He aquí un error muy frecuente en la historia de la biología y también de la divulgación científica que podríamos llamar como error de “dogmatización”. Se confunde la interpretación y un resultado parcial se toma por uno total. Es decir, cuando se ha demostrado que algo ocurre, se concluye erróneamente que sólo ese algo es lo que siempre ocurre (dogma).

Sorprendentemente, cuarenta y cinco años después, un artículo de Cairns, Overbaugh y Miller (The origin of mutants; Nature 335, 142-145. 1988) vuelve a abrir la polémica. Mediante una serie de modelos matemáticos y diversos ejemplos muestran que, según sus observaciones, efectivamente puede ocurrir la mutación dirigida o adaptativa en respuesta a factores ambientales. En la discusión de su trabajo se lee:

The main purpose of this paper is to show how insecure is our belief in the spontaneity (randomness) of most mutations. It seems to be a doctrine that has never been properly put to the test. We describe here a few experiments and some circumstantial evidence suggesting that bacteria can choose which mutations they should produce. But we realize that this is too important an issue to be settled by three or four rather ambiguous experiments………

El principal propósito de este artículo es mostrar cuán insegura es nuestra creencia en la espontaneidad (azar) de la mayoría de mutaciones. Parece ser una doctrina que nunca se ha comprobado. Aquí describimos unos pocos experimentos y alguna evidencia circunstancial sugiriendo que las bacterias pueden elegir qué mutaciones deberían producir. Pero nos damos cuenta de que es un asunto demasiado importante para darlo por sentado con tres o cuatro experimentos más bien ambiguos.

Y más adelante:

Furthermore, the discovery of all the elements that lie between DNA sequence and protein structure gave rise to the central dogma of molecular biology, and this doctrine denies any possible effect of a cell’s experience upon the sequence of bases in its DNA.

Más todavía, el descubrimiento de todos los elementos que hay entre la secuencia del DNA y la estructura de la proteína dio lugar al dogma central de la biología molecular, y esta doctrina niega todo posible efecto de la experiencia de una célula sobre la secuencia de bases de su DNA.

El artículo de Sniegowski y Lenski que mencionábamos arriba (Mutation and adaptation: the directed mutation controversy in evolutionary perspective. Ann Rev. Ecol Syst. 1995:553-78) aspira en 1995 a la dificil tarea de dar una visión general del problema de la controversia acerca de la mutación dirigida (dirigida versus espontánea). Veintiuna veces aparece en dicho artículo el nombre de Lamarck (Lamarckian, Lamarckist,..) y treinta y tres veces el nombre de Darwin (Darwinian, darwinist,neo-darwinist). Aunque por el número de citas gana Darwin, francamente, me parecen demasiadas citas para dos autores que ignoraban qué es una mutación. Seguiremos explorando los caminos de la mutación, pero con la idea de que el resolver en qué medida las mutaciones son espontáneas o tienen lugar en respuesta a condiciones ambientales no es asunto fácil. El investigar esta cuestión en el laboratorio ha ocupado ya casi un siglo, la extrapolación de sus resultados y conclusiones al estudio de la evolución no será tarea fácil.


El planteamiento de los experimentos y la interpretación de los resultados ha tenido lugar en terrenos muy influenciados por creencias, doctrinas, dogmas,…y teorías que no han ayudado a simplificar un problema que ya es de por sí bastante complicado.

lunes, 10 de diciembre de 2007

El protocolo de la genética y el dogma de la mutación espontánea II


En las poblaciones naturales los individuos (plantas y animales) son heterocigotos para muchos genes (se representa por ejemplo Aa) y el fenotipo correspondiente a sus variantes recesivas en homocigosis (aa), que rara vez aparecería en la naturaleza, puede aparecer muy rápidamente en el laboratorio porque al estar implicados pocos individuos, en los cruzamientos de laboratorio se favorece la endogamia y la homocigosis. Éste es sólo un ejemplo de algo que ocurre en el laboratorio y que no ocurre con la misma frecuencia en la naturaleza, pero no hace falta pensar mucho ni buscar muchos ejemplos para darse cuenta de que la vida en el laboratorio es bien diferente de la vida fuera del mismo. Las conclusiones de experimentos deben ser miradas con lupa y discutidas con la vista puesta en las enormes diferencias que hay entre el laboratorio y el medio natural antes de establecer dogmas que puedan llevar a situaciones de error, a veces de difícil solución.

Si existen variantes alélicas en un mismo gen (A ó a) es, porque en algún momento ha habido mutaciones. La mutación es fuente de variación y, ha de ocurrir en la naturaleza….. Pensemos que podría terminar la frase diciendo espontáneamente, pero no lo haré. No lo haré a sabiendas de que en la naturaleza las cosas no suelen ocurrir espontáneamente y tampoco por error; dicho de otro modo: a ojos del científico, en la naturaleza todo puede tener una explicación. Renunciar a dicha explicación es renunciar a mirar desde la perspectiva científica.

Algunos factores físicos (radiación ionizante) y una gran variedad de agentes químicos (gas mostaza, etilmetanosulfonato, nitrosoguanidina,…..) pueden producir mutaciones, es decir cambios en el material hereditario. Herman Joseph Muller (1890-1967) en los años -20 del pasado siglo mostró que los Rayos X producían en el laboratorio versiones alteradas (alelos) de los genes que intervienen en los caracteres y en los procesos de desarrollo. La posibilidad de producir mutaciones en el laboratorio abrió la puerta a la posibilidad de utilizar la genética como herramienta para el estudio de cualquier proceso biológico. Ya no era necesario partir de una característica precisa para estudiar su herencia, porque podrían obtenerse variantes alteradas para cualquier proceso de nuestra elección en el laboratorio. Por ejemplo, podría ocurrir que mediante tratamientos con etilmetanosulfonato o con rayos X surgiesen moscas de ojos rojos, una característica que puede estar codificada por variantes alélicas presentes en la naturaleza. La mutagénesis, es decir la inducción artificial de mutantes pasó a ser una herramienta esencial para la genética. Antes de la mutagénesis se podía estudiar la herencia de determinados caracteres, pero mediante la mutagénesis es posible el análisis genético de procesos vitales. La genética comenzaba así a perder su objetivo inicial (estudio de la herencia) y a diluirse en la Biología.

Tenemos así mutaciones inducidas en el laboratorio que son una herramienta fundamental de la genética. Como corolario, casi involuntariamente surge denominar a las mutaciones que no son inducidas en el laboratorio,... ¿Cómo?.... mutaciones……….¡exacto!, espontáneas. Nos encontramos ante un juego de palabras que encierra una trampa. Normalmente llamamos a lo que no es inducido, espontáneo, pero en este caso nos equivocamos porque aquí no se trata de nombrar a lo contrario de inducido sino a lo contrario de inducido en el laboratorio. La mutación espontánea viene así a ocupar el lugar de la mutación "silvestre", "natural" o "no- inducida artificialmente". Un lugar de preferencia para un proceso cuya característica principal (espontaneidad) estaba por demostrar.......

El análisis de los mutantes sirve para demostrar la implicación de determinadas moléculas, genes o proteínas en procesos biológicos. La genética directa, parte así paradójicamente de la interrupción del proceso como método para identificar los genes implicados. Se aplicó a bacterias, hongos, protozoos, algas, plantas y animales. Por el contrario, la genética reversa es posterior y parte de los genes clonados para identificar los procesos o reacciones metabólicas en los que están involucrados. Curiosa paradoja de la genética que en su proceder directo hacia el análisis de un proceso, el primer paso es la interrupción de dicho proceso. Curiosa,..y ciertamente problemática. Pero centrémonos en la mutación,…..

A lo largo de la historia se ha impuesto la opinión de que la mutación es un proceso "espontáneo", es decir, al azar. Pero debemos, antes de nada, distinguir muy cautelosamente lo que es mutación en la naturaleza de lo que es mutagénesis en el laboratorio. Si someto una población de organismos a un tratamiento de mutagénesis, se nos dice que cualquiera de sus genes tiene la misma probabilidad de resultar alterado que cualquier otro, pero los trabajos en los que este proceso se haya descrito no son frecuentes y puede que no todos los genes sean dianas de un determinado agente mutagénico con la misma probabilidad. Alterando las condiciones, tal vez cambian las probabilidades de que uno u otro gen sean mutados. Por el contrario si que existe abundante bibliografía a propósito de si la mutación es espontánea o adaptativa en bacterias, es decir si la mutación puede o no tener lugar de forma dirigida en respuesta a determinadas condiciones ambientales. Veremos algunos de los experimentos al respecto,…..

miércoles, 5 de diciembre de 2007

El protocolo de la genética y el dogma de la mutación espontánea I


La Genética, la ciencia que estudia la herencia de caracteres, tiene unos orígenes bien establecidos. Se trataba de identificar características para hallar su modo de herencia. Con el tiempo, ha consistido más en obtener mutaciones en determinados procesos biológicos para poder proceder así a su análisis, con lo cual el objetivo inicial (herencia de caracteres) se ha modificado.

Al principio, todo consistía en identificar el modo de herencia de determinados caracteres. Una vez seleccionado el carácter objeto de estudio, el protocolo consiste en realizar cruzamientos para ver su herencia. Sin cruzamientos dirigidos por el experimentador, no hay genética posible. Este fue el método de Mendel que le permitió encontrar que, en el guisante, la herencia de determinados caracteres que él había escogido con buen tino (color de la flor, color y forma de la semilla, altura de la planta,…) se debía a la existencia de unidades puntuales heredables. En los primeros años del siglo XX, el botánico danés Wilhelm Ludwig Johannsen (1857-1927) propuso el nombre de gen para cada una de estas unidades. Avanzando el siglo se demostró su naturaleza química (DNA; Avery, McLeod y McCarthy) y su estructura (la doble hélice; Watson, Crick, Rosalind Franklin).

Una vez elegido un carácter, puede ocurrir que su herencia sea debida a la acción de un gen puntual mostrando en cruzamientos el mismo comportamiento que los modelos desarrollados en las leyes de Mendel (herencia mendeliana) o también puede ocurrir que determinados caracteres se hereden de manera más compleja. Como en humanos no se realizan cruzamientos de laboratorio para estudiar la herencia, se recurre al estudio de genealogías. Se puede ver así que determinadas enfermedades o características morfológicas siguen unos mecanismos en su herencia similares a los descritos por Mendel en sus guisantes. Por ejemplo, la hemofilia (en la figura), una enfermedad, cuyos pacientes presentan una deficiente coagulación sanguínea, se hereda siguiendo mecanismos mendelianos, porque se debe a una variante en un gen que se encuentra en humanos en el cromosoma X. Así, la hemofilia se hereda, ni más ni menos, igual que los caracteres que estudiaba Mendel en guisantes (color y forma de semillas) porque está codificada en unidades (genes) cuyas variantes (alelos) son responsables de que un enzima no funcione correctamente dando lugar a una enfermedad (en el caso de la hemofilia, el enzima alterado interviene en la coagulación de la sangre). En todos y cada uno de los genes, pueden encontrarse variantes que se denominan alelos. Como la mayoría de animales y plantas son diploides (presentan una dotación genética doble, con dos “partes” que proceden de cada uno de los parentales), entonces para cada gen hay dos loci (singular locus). Si en los dos loci se encuentra el mismo alelo, tenemos un homocigoto, si el alelo es distinto, heterocigoto. Cuando los alelos son distintos es posible que haya uno que sea dominante: El fenotipo (carácter) será en ese caso igual que el de su correspondiente homocigoto.

lunes, 3 de diciembre de 2007

El azar: Invitado de honor por primera vez en la Historia de la Ciencia.




Ya hemos visto cómo, según la teoría de de la continuidad del plasma germinal, inventada por August Weismann, la línea somática (el cuerpo humano, por ejemplo) es una especie de excrecencia o apósito, un añadido sin importancia de la linea germinal, que es la fundamental en la evolución (?).

Las mutaciones heredables surgirían así en la línea germinal al azar y, dependiendo de los fenotipos que dichas mutaciones ocasionasen, la selección natural se encargaría de cribar entre los organismos resultantes, aquellos más adecuados. Una vez puesta en marcha una teoría inventada, el neodarwinismo ya no tenía freno. El azar había sido por vez primera en la Historia de la Ciencia invitado, no sólo a tomar parte en una teoría sino a hacerlo de modo permanente, puesto que si las mutaciones son al azar y es imposible la transmisión de información genética concerniente a caracteres adquiridos, el camino estaba trazado para las generaciones venideras.

El azar, que los científicos de todos los tiempos habían intentado acorralar y dejar relegado al último y más insignificante término de sus ecuaciones, surge así en genética como factor-clave y principio fundamental de una teoría y, no sólo ha permanecido durante décadas como tal, sino que se ha difundido por todos los caminos posibles. Por ejemplo, en el libro del filósofo español Jesús Mosterín titulado “Ciencia viva (reflexiones sobre la aventura intelectual de nuestro tiempo) "(2ªed Espasa Calpe 2006) se lee (p 20):

La evolución biológica que nos ha conducido a ser como somos no es una obra de ingeniería intencional, sino el resultado inconsciente de factores aleatorios y fuerzas naturales.


Y todavía más (p 158):

Por eso la teoría darwinista de la evolución es la mejor explicación científica de la asombrosa variedad y adaptación de los seres vivos. Las fuerzas creativas del azar(la mutación de los genes, la recombinación sexual, la deriva genética) fraguan una inmensa variedad de fórmulas o propuestas, que son luego seleccionadas por el filtro implacable de la selección natural.



Y yo,... cuando leo estas cosas, me entran ganas de salir a pasear y a tomar el aire, porque... que somos el resultado de fuerzas naturales no es mucho decir, pero afirmar con una supuesta base científica que somos el resultado inconsciente de factores aleatorios es, aunque esté bien de moda; digo, es llanamente, pisar fuera de los terrenos de la Ciencia. Disparatar. Se atribuyen a Einstein muchas frases pero hay una que es casi seguro que dijo y que viene aquí a cuento:

Dios no juega a los dados.
Cambiemos la palabra Dios por la palabra Naturaleza o Evolución, para darle mayor cabida a la frase. Sigue siendo válida. La Naturaleza no juega a los dados. La evolución tampoco.

¿Qué hubiesen dicho Lavoisier o Gay-Lussac, por ejemplo, si alguien les hubiera sugerido acerca de los procesos químicos o de los gases algo así?:

- Oh! No os preocupeis por buscar las leyes en la Naturaleza, porque la naturaleza se comporta siempre al azar.



Pero intentemos avanzar: ¿Es cierto que las mutaciones son al azar?. ¿Qué pruebas existen en favor de ello?

Responder a esta pregunta todavía en 2007 es algo bien complicado y puede llevarnos tiempo......
La literatura al respecto es abundante y contradictoria. Intentaremos abrirnos paso en su senda; pero,.... antes que nada, exponer una sospecha, que se relaciona con el procedimiento de la Genética, con su estrategia, con su protocolo y con el hecho, que anunciaba en la entrada anterior de que nos falta comprensión acerca de lo que es un experimento en genética. Antes que nada veamos cómo es el protocolo de la genética.

miércoles, 28 de noviembre de 2007

Fantástica pareja



Es un misterio cómo la simple reflexión puede hacer surgir extrañas y curiosas conexiones de alcance inesperado. Mediante este procedimiento mostramos hoy una pareja fantástica en la historia de la genética.

Veamos: ¿tiene algo que ver la teoría que defiende la no-herencia de caracteres adquiridos con el hecho de que la mutación sea aleatoria o dirigida?.

Si denotamos Herencia de Carácteres Adquiridos como HCA y Mutación espontánea como ME, piensen: ¿cuáles de estas combinaciones son más posibles?:


HCA y ME
No HCA y No ME
HCA y No ME
No HCA y ME.


Surgen dos parejas preferentes:

HCA y No ME
No HCA y ME

Mientras que las otras dos combinaciones son desfavorables.

Aunque Lamarck no dijese nada de mutaciones, su postura favorable a HCA se asociaría más con mutación adaptativa (y por tanto No ME, porque la mutación adaptativa o dirigida está más conforme con la herencia de caracteres adquiridos). Por el contrario, la tradición de la genética y algunas de sus figuras ilustres (Weismann, Goldschmidt y todo el neo-darwinismo por ejemplo) han mantenido con tesón posturas en favor de No HCA y ME. Curiosamente, ninguna figura de la genética, que yo sepa, ha mantenido con tesón posturas a favor de HCA (salvo si consideramos algunos "proscritos" de los que hablaremos en otra ocasión, aunque estos hoy no pueden considerarse “figuras”). Si bien el debate en torno a ME o no, es muy abundante y complejo, la ausencia de una postura clara ha de servir para hacernos aquí más preguntas.

A mi entender, la ausencia de una postura clara en genética acerca de si la mutación puede o no ser adaptativa tiene que ver con defectos fundamentales en la comprensión de lo que es un experimento en genética. Explicarlo me llevará tiempo pero hay que darse cuenta de que la experimentación tiene limitaciones muy serias de las cuales el investigador no parece ser siempre consciente. Antes convendrá hacer otras reflexiones.

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lunes, 26 de noviembre de 2007

Respondiendo ahora preguntas inocentes



Estamos ahora en mejores condiciones de responder a las preguntas que hacíamos antes:

1. ¿Qué experimentos realizó Weismann para demostrar la no-herencia de caracteres adquiridos?. Ninguno que pueda considerarse en serio.

2. ¿Quién apoyó su decidido proyecto de desterrar del mapa de la Biología a la herencia de caracteres adquiridos?. Goldschmidt siguiendo una tradición larga de biólogos y genéticos respetuosos con el dogma.

3. ¿Es posible que en Biología un modo de pensar se asiente más bien debido a la influencia de personas poderosas que a la solidez de los datos experimentales?. Sí, no sólo es posible sino que es habitual. Pero esto no debe sorprendernos, nuestros colegas de letras están muy acostumbrados a este tipo de situación. Las representaciones públicas de los actores del « drama social » siempre se relacionan con su puesto en la sociedad y con sus intereses.


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jueves, 22 de noviembre de 2007

August Weismann III: Richard B. Goldschmidt proporciona un apoyo gráfico al doctor Weismann.


Las figuras de arriba están tomadas del libro de Richard B. Goldschmidt titulado "Understanding Heredity. An Introduction to Genetics" (John Wiley and Sons, 1952; pp 52 y 53) y representan la teoría de la continuidad del plasma germinal de manera fiel a como fue concebida por su inventor en el siglo XIX. Al igual que la teoría, la imagen de arriba es ficticia. La de abajo conserva un elemento importante de ficción y para convencerse de ello no hay más que leer la leyenda (The sex cells characterized by the black dots,....pero,.. ¿qué son las black dots?, eso no lo sabemos, no importa).
Tal y como están pintadas las células de la línea somática, destinadas a perecer, sugiere el dibujo de arriba no sólo que los efectos del ambiente en la línea somática (vida de un organismo) no pueden influir en su línea germinal, sino que el origen y las modificaciones de la línea germinal no tienen nada que ver con lo que ocurra en la vida de los organismos.

El libro de Goldschmidt, publicado en 1952, viene así en apoyo de Weismann y del dogma de la no-herencia de caracteres adquiridos y contribuye a sentar la base teórica (más bien dogmática) del neo-darwinismo sin base experimental alguna.
El texto que acompaña a estas ilustraciones es ambiguo, dogmático y poco informativo. Copio y traduzco un fragmento como muestra:
Weismann made few experiments to disprove Lamarck's hypothesis. True, he cut off the tails of some mice for a few generations but got no tailless offspring and while he gives no exact measurements with coefficients of error he did not observe that the tails of the descendants had shortened one whit. The combs of fighting cocks and the tails of certain breeds of sheep have been cropped for many generations and the practice continues today, because their tails are still long. While in Lamarck's time there was no evidence opposed to his ingenious theory, based as it was on an appeal to the acknowledged facts of improvement that take place in the organs of an individual through their own functioning (a fact that is as obvious and remarkable today as in the time of Lamarck), yet now there is evidence as to whether the effects of use and disuse are inherited, and this evidence is not in accord with Lamarck's doctrine.
Weismann hizo algunos pocos experimentos para refutar la hipótesis de Lamarck. Por ejemplo, cortó las colas de algunos ratones durante algunas generaciones pero no consiguió ningún descendiente sin cola y mientras que no da ninguna medida exacta con coeficientes del error, él no observó que las colas de los descendientes hubieran acortado un ápice. Los crestas de gallos de pelea y las colas de ciertas castas de ovejas se han seleccionado durante muchas generaciones y la práctica continúa hoy. Mientras que en el tiempo de Lamarck no había evidencia opuesta a su ingeniosa teoría , basada como estaba en una observación lógica de los hechos reconocidos de la mejora que ocurren en los órganos de un individuo con su propio funcionamiento (un hecho que es tan obvio y hoy notable como en la época de Lamarck), todavía hay evidencia de si los efectos del uso y del desuso están heredados y esta evidencia no está de acuerdo con la doctrina de Lamarck.

Pero nos quedamos sin saber cual es esa evidencia,.........

Por otra parte no olvidemos que por su contribución, Weismann fue premiado en 1904 con la denominación de Presidente Honorario de la Sociedad para la Higiene Racial (Society for Racial Higiene).