"Vivir en el mundo sin conocer las leyes de la naturaleza es como ignorar la lengua
del país en el que uno ha nacido"


Hazrat Inayat Khan (místico musulmán sufí)
(ir a la pagina general)

- Dudar y simplificar es de inteligente, aunque lo dudo

Una forma divertida de aprender los fundamentos de la Genética es ver los rasgos en uno mismo. Pero libros de texto y páginas webs dan, mayoritariamente, explicaciones erróneas.


A casi todos los estudiantes de biología se les ha pedido enrollar su lengua, determinar cómo son sus lóbulos de las orejas o que analicen la falange intermedia de sus dedos en busca de bello.

Si bien, lo anterior es correcto, lamentablemente, lo que los libros de texto, manuales de laboratorio y páginas web dicen sobre los rasgos humanos usados en una docencia general es mayoritariamente erróneo. La mayoría de los rasgos humanos comunes y visibles que se utilizan en las aulas no tienen un simple gen con dos alelo, uno dominante y el otro recesivo. El rasgo de enrollar la lengua no es dominante frente a la incapacidad de enrollarla, el lóbulo de la oreja pegado no es dominante frente al lóbulo colgante, el pulgar recto no es dominante frente al pulgar de autoestopista, etc
En algunos casos, el rasgo ni siquiera cuadra bien con ninguna de las dos categorías que se describen en las explicaciones simplificadas. Por ejemplo, se dice que, o bien se tiene un pulgar de autoestopista, que se inclina hacia atrás en un ángulo agudo, o un pulgar recto. De hecho, el ángulo que forma el pulgar tiene un rango contínuo y la mayoría de los pulgares se localizarían en algún punto del centro de la curva. Esto se vio claramente en el primer artículo sobre la herencia del pulgar del autoestopista (Glass y Kistler 1953), sin embargo, 60 años después los profesores aún preguntan a los alumnos cual de los dos tipos de pulgar tienen.

Detectar un sabor amargo con PTC o no detectarlo se ha utilizado ampliamente por investigadores y estudiantes desde que se descubrió por casualidad este fenotipo en 1932. Desde que se supo en 1972 que era tóxico para ratas ha sido sustituido por otra tiourea, el propiltiouracilo o PRP. Los resultados obtenidos son muy similares con ambos compuestos. Estos resultados indican, de forma muy general, la dominancia de la detección frente a la recesividad de la no detección de estos productos.

Si fuese así de simple, de padres no detectores no podrían salir hijos detectores, pero estos casos se han publicado en varias ocasiones (Olson y cols., 1989). Este carácter se complica más cuando se analiza la concentración umbral de detección del sabor. No sólo se obtene una distribución bastante contínua y amplia sino, además, que estas concentraciones varían de un día a otro. En un caso se encontró una persona que a veces tenía su umbral en 0,4 mM y en otro momento era de 100 mM; en un grupo de personas ensayadas de forma repetida a lo largo de un día, se observó que la concentración umbral varió ocho veces en tan solo 15 min (Whissell-Buechy, 1990). También se ha detectado en 110 personas una disminución de la capacidad, o aumento del umbral, a los 15 años de haberles hecho la misma prueba.

La lista de ejemplos de herencia contraria a como se indica en algunos libros es muy larga. El bello en la falange media de los dedos es supuestamente dominante frente a su ausencia. Sin embargo, cruces en parejas sin bello, por tanto ambos homocigóticos recesivos según la explicación fácil, dan una proporción entre el 13 y el 46% de descendientes con el carácter dominante, es decir con bello. No se conoce la explicación correcta de este carácter y, además, se ha sugerido que su expresión puede tener influencia ambiental.

En otros casos, el rasgo realmente tiene dos categorías pero no está determinado por genes. Por ejemplo, se pide a los estudiantes que crucen los brazos para decir a continuación que tener el antebrazo derecho en la parte superior está determinado por un alelo dominante. Es cierto que la mayoría de las personas se pueden clasificar en una de las dos categorías, el brazo derecho arriba o brazo izquierdo en la parte superior, pero el primer estudio sobre el tema (Wiener 1932) demostró claramente que hay poca o ninguna influencia genética en esta característica: ambos padres de brazo derecho arriba tienen casi las mismas probabilidades que las parejas de padres de brazo izquierdo  arriba de tener hijos del tipo brazo derecho.

Una rápida búsqueda en la base de datos estándar sobre la genética humana, Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM), deja claro que la mayoría de estas características no se ajustan al modelo genético simple. Aún así sigue habiendo libros de texto y manuales de laboratorio que continúan perpetuando estos errores (mea culpa).
Se puede argumentar que el uso de estos rasgos es una simplificación útil para una docencia introductoria, pero hay otro problema con la enseñanza de una Genética humana inexacta. Digamos que se le dice a los alumnos que el cruce de brazos es un rasgo hereditario fiable. Quienes analicen este rasgo en sus familias pueden llegar a la inquietante conclusión de que o bien lo adoptaron en secreto o su madre tuvo un desliz y su padre no es su padre biológico. Sin embargo, los resultados de un gran número de estudios muestran que alrededor del 11 por ciento de las personas del tipo brazo derecho arriba tienen los dos padres del tipo brazo izquierdo, lo que anula la explicación sencilla dada.

El rasgo humano que se considera más seguro, el grupo sanguímeo AB0, también tiene posibilidades de que los hijos de una pareja no se comporten como la teoría de la herencia sencilla de este grupo enseñaría.

El grupo sanguíneo AB0 está determinado por un gen, localizado en el cromosoma 9, que cuenta con tres alelos o variantes: A, B y 0, siendo las dos primeras codominantes (se expresan ambas) y la variante 0 recesiva (no se expresa si va acompañada con A o con B). De esta manera, una pareja que tiene el grupo AB uno y 0 el otro, sólo podrán tener hijos A o B. Hasta aqui la teoría sencilla. Pero ¿qué pasa si aparece un hijo AB, o uno con el grupo 0? Infidelidad? Es probable, pero pueden darse otras explicaciones, aunque menos probables.

Una explicación bastante plausible es el conocido "fenotipo Bombay". El gen que determina el grupo AB0 es una glicosiltransferasa que si es la que está codificada por el alelo A añade galactosamina al antígeno H, si viene de B añade una galactosa y si es 0 el alelo no se forma esta enzima y el producto que queda es el antígeno H original (ver esquema) (Arbelaez, 2009). El antígeno H, a su vez, está sintetizado por el producto del gen H a partir de un precursor. Cuando el alelo defectuoso, h, se encuentra en homocigosis (las dos copias iguales) no se produce la enzima que sintetizará el antígeno H. De esta manera, la ausencia de los antígenos A y B en estos individuos hh puede dar lugar a concluir, erróneamente, que el grupo es el 0. La diferencia fundamental entre el fenotipo Bombay y el 0 es que el primero es el verdadero donante universal al no tener ningún antígeno, pero a las personas con este grupo sólo se les puede transfundir sangre del mismo grupo ya que tiene anticuerpos anti A, anti B y anti H.
En una entrada anterior de este blog contaba algunos casos de sospecha de no paternidad, o lo que es aún más grave de no maternidad, debido al quimerismo de uno de los progenitores (http://alfoogle.blogspot.com/2013/11/paternidad-hermafroditismo_21.html). En esa entrada explicaba cómo un parental, madre o padre, con el grupo sanguíneo AB puede tener un descendiente 0 si sus gametos están producidos por una línea celular del grupo 0, distinta de la que determinó sus hematíes. Podría tener hematíes AB y gametos con el alelo 0. La fecundación de un gameto que lleva el alelo 0 con otro gameto igual de su pareja daría lugar a un descendiente con el inesperado grupo 0.

Otra explicación muy poco probable, aunque se han estudiado algunos casos, se conoce como el fenómeno Cis-AB. Causado por una recombinación anómala o una translocación de un fragmento cromosómico, una persona podría tener en el cromosoma 9 dos copias del gen AB0 en lugar de uno y ambos ser alelos diferentes. Así una persona puede ser del grupo AB por tener ambos alelos en el mismo cromosoma y el alelo 0 en el cromosoma homólogo. Si su pareja fuese del grupo 0, de forma sencilla se esperaría que los descendientes fuesen A o B solamente pero, sin que se dé ningún desliz, los hijos tienen una probabilidad del 50% de ser AB y la misma de ser 0.

Es posible utilizar rasgos genéticos más seguros para la enseñanza, tales como marcadores de ADN. Sin embargo, algunas personas no son hijos biológicos de las personas que piensan. La causa más común de esto es una relación extraconyugal de la madre. Varios estudios genéticos, sobre todo en las poblaciones de Europa y Norteamérica, han encontrado que la tasa de esta "discrepancia paternas" es de un 4% (Bellis et al. 2005). Es poco probable que no se le diga a un hijo que ha sido adoptado o que fue creado por inseminación artificial. Así que si usted usa los grupos sanguíneos o marcadores de ADN para unas prácticas de Genética, algunos de los estudiantes pueden descubrir que su padre no lo es biológicamente. Si bien puede ser médicamente importante saber quiénes son los padres biológicos, unas sencillas prácticas de Genética no es la mejor manera de obtener esta información.

Hay otras alternativas para realizar este estudio y los animales caseros pueden ser buenos objetos de análisis.

Una de estas alternativas es el análisis de la herencia de la capa del gato, por haber algunas variaciones fácilmente visibles cuya herencia está bien establecida por los criadores de gatos (Christensen, 2000). Si se manejan una cierta cantidad de fotos de gatos de diferentes paises, además de la herencia se pueden calcular las frecuencias alélicas y las variaciones de éstas entre los países, climas, etc.

Los rasgos de la capa de los gato más fáciles de identificar aparecen en la siguiente tabla. Hay otros rasgos que son raros (siamés, polidactilia), o difíciles de ver bien en fotografías (agouti), o más complicados (genes que afectan a los patrones de color).

En el gen longitud del pelo hay algunas sugerencias en la literatura de que el alelo para el pelo largo es más común en las zonas más frías; esto se puede investigar mediante imágenes de gatos de diferentes lugares.
El gen blanco es útil debido a que el alelo dominante W, que produce gatos todo-blanco, es bastante raro, lo que ayuda a entender que un alelo dominante es el que determina el fenotipo de los heterocigotos, no el alelo más común en la población. Los alelos del manchado, del pigmento denso y del color naranja no se pueden determinar en los gatos que llevan el alelo W por quedar enmascarados.

En el gen de manchas, la cantidad de color blanco en los gatos con el alelo S puede variar desde unos pocos dedos de las patas blancas, a blanco por todas partes excepto por un parche de color en la frente o en la cola. Algunos autores dicen que los Ss tienen blanco menos del 50 por ciento del cuerpo, mientras que los SS tienen blanco más del 50 por ciento. Esto podría ser analizado por los alumnos para ver si los gatos se clasifican en tres fenotipos discretos o si la mayoría tienen cantidades intermedias de blanco.

El gen del pigmento denso puede ser difícil de observar en las fotografías mal iluminadas, pero es bastante claro cuando se ve al gato directamente.

El gen del naranja está ligado al sexo. Los gatos con parches de color naranja y negro, si además tienen blanco del gen manchas picazo, se les llama "calico" y "concha" si no tienen blanco. Estas manchas son debidas a la inactivación aleatoria de un cromosoma X o su homólogo en las hembras. Gatos machos del tipo calico son extremadamente raros y sólo se dan en machos XXY.
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De esta historia se puede concluir la cita "la duda es la base del conocimiento" atribuida a Descartes, a Darwin, a A. Bierce y a un proverbio persa, aunque lo dudo.

Pero es de José Ingenieros: "Lo contrario de la afirmación no es la negación: es la duda".
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Bibliografía
Arbelaez, C. A. 2009. Sistema de grupo sanguíneo AB0. Med & Lab 15: 329-347.
Bellis, M. A., K. Hughes, S. Hughes, y J. R. Ashton. 2005. Measuring paternal discrepancy and its public
       health consequences. Journal of Epidemiology and Community Health 59: 749-754.
Christensen, A. C. 2000. Cats as an aid to teaching genetics. Genetics 155: 999-1004.
Glass, B., y J. C. Kistler. 1953. Distal hyperextensibility of the thumb. Acta Genetica 4: 192-206.
http://udel.edu/~mcdonald/mythintro.html
http://www.omim.org/
Olson, J. M., M. Boehnke, K. Neiswanger, A. F. Roche, y R. M. Siervogel. 1989. Alternative genetic
       models for the inheritance of the phenylthiocarbamide taste deficiency. Genetic Epidemiology
       6: 423-434.
Whissell-Buechy, D. 1990. Effects of age and sex on taste senstitivity to phenylthiocarbamide (PTC) in
       the Berkeley Guidance sample. Chemical Senses 15: 39-57.
Wiener, A. S. 1932. Observations on the manner of clasping the hands and folding the arms. American
       Naturalist 66: 365-370.

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