Los estudios genéticos revelan que todos los humanos modernos descienden de un ancestro común africano

Desde los experimentos pioneros de Gregor Mendel con guisantes en 1865, la genética ha recorrido un largo camino. Mendel, a través de sus estudios, estableció las bases de esta rama de la biología al descubrir las leyes de la herencia. Sin embargo, no fue hasta 1900, con el redescubrimiento de sus leyes, que comenzó la era de la genética moderna. Este hito se consolidó con la introducción de la teoría cromosómica de la herencia, que identificó a los cromosomas como los portadores de la información genética.

El siguiente gran avance en la genética fue la confirmación de que el ADN es el portador de la información genética. Este descubrimiento fue fundamental para entender cómo se transmiten las características de una generación a otra. En 1953, el descubrimiento de la estructura del ADN por James Watson y Francis Crick transformó la ciencia.

La travesía científica continuó con el Proyecto del Genoma Humano, que mapeó y secuenció el genoma completo, ofreciéndonos un mapa detallado de nuestros genes. Este logro monumental ha mejorado nuestra comprensión de la complejidad de la genética humana y ha abierto nuevas oportunidades para la investigación y el tratamiento de enfermedades genéticas.

Estamos viviendo una era de transformación en la edición genética. Los proyectos de secuenciación a gran escala están desvelando secretos genéticos y resaltando la diversidad que nos define como seres humanos. Este nuevo conocimiento nos proporciona herramientas para desentrañar los enigmas de la vida y nos brinda la esperanza de eliminar las enfermedades genéticas.

Recientemente la editorial Pinolia ha publicado Genoma, coordinado por Sergio Parra. Este volumen de ensayos, escritos por científicos y expertos, te invita a unirte a este emocionante viaje, a descubrir los secretos de la vida a través de la genética personalizada y las implicaciones de los nuevos hallazgos y avances en campos como la medicina, la epigenética, los transgénicos o la genética forense.

Para profundizar en estos temas, hemos realizado una entrevista exclusiva con Sergio Parra. En esta conversación, Parra nos ofrece una visión única sobre los avances y desafíos actuales en el campo de la genética.

Pregunta. ¿Cuál considera que fue el descubrimiento más revolucionario en la historia de la genética y por qué?

Respuesta. Todos los descubrimientos tienen su relevancia, porque son como piezas que encajan en un gran puzzle. Si falta una pieza, todo lo demás se queda cojo. De todas maneras, escogería el mapeo completo del genoma humano a través del Proyecto Genoma Humano. Iniciado en 1990 y completado en 2003, este monumental esfuerzo internacional descifró la secuencia completa de ADN en los seres humanos, revelando la ubicación y función de todos nuestros genes. Este logro ha transformado nuestra comprensión de la biología y la medicina, proporcionando una base detallada para estudiar la genética de enfermedades, desarrollar nuevas terapias y personalizar tratamientos médicos. Además, ha impulsado avances en campos como la biotecnología, la farmacogenómica y la evolución humana, marcando el comienzo de una era de medicina de precisión y abriendo nuevas posibilidades para la investigación científica y la innovación tecnológica.

P. ¿Qué impacto tuvieron los experimentos de Gregor Mendel en el desarrollo de la genética moderna y cómo se perciben hoy en día?

R. Mendel descubrió los principios de la herencia, identificando que los rasgos se heredan de manera discreta y predecible mediante unidades que hoy llamamos genes. Su trabajo pasó desapercibido en su tiempo, pero fue redescubierto a principios del siglo XX, lo que llevó al establecimiento de la genética como una disciplina científica. Hoy en día, Mendel es considerado el padre de la genética, y sus principios siguen siendo fundamentales para el estudio de la herencia genética y la variabilidad.

P. ¿Podría hablarnos sobre la importancia del descubrimiento de la doble hélice del ADN por Watson, Crick, Franklin y Wilkins y cómo cambió el campo de la biología?

R. El descubrimiento de la doble hélice del ADN en 1953 por Watson y Crick, con la esencial aportación de las imágenes de difracción de rayos X de Rosalind Franklin y el trabajo de Maurice Wilkins, fue un hito crucial. Este hallazgo explicó cómo se copia y transmite la información genética, y proporcionó el marco para entender las mutaciones y la síntesis de proteínas. Transformó el campo de la biología al integrar la genética con la biología molecular, permitiendo el desarrollo de técnicas como la clonación, la secuenciación del ADN y la ingeniería genética, que han revolucionado la biomedicina, la agricultura y muchas otras áreas.

P. ¿Cómo ha influido el estudio de la genética en nuestra comprensión de la evolución y la diversidad biológica?

R. El estudio de la genética ha proporcionado pruebas directas y detalladas de la evolución a nivel molecular. La genética de poblaciones y la biología molecular han revelado cómo las mutaciones, la selección natural, la deriva genética y otros mecanismos moldean la diversidad biológica. La comparación de secuencias de ADN entre diferentes especies ha permitido reconstruir árboles evolutivos, revelando relaciones de parentesco y líneas de divergencia. Esto ha transformado nuestra comprensión de la evolución, mostrando que todos los seres vivos están relacionados y compartimos un ancestro común.

Al estudiar las secuencias genéticas, los científicos han podido confirmar que todos los seres vivos comparten un ancestro común. Por ejemplo, los estudios genómicos han demostrado que los seres humanos y los chimpancés comparten aproximadamente el 98% de su ADN, lo que indica un ancestro común reciente en términos evolutivos. Del mismo modo, los análisis genéticos han revelado las conexiones evolutivas entre organismos tan dispares como plantas, animales y bacterias, subrayando la unidad fundamental de la vida.

P. La terapia génica y la tecnología CRISPR-Cas9 han generado muchas expectativas. ¿Cuáles son los avances más prometedores en estos campos y qué desafíos éticos presentan?

R. La terapia génica y CRISPR-Cas9 están a la vanguardia de la medicina moderna. La terapia génica ha logrado avances significativos en el tratamiento de enfermedades hereditarias, como la inmunodeficiencia combinada grave (SCID) y ciertos tipos de ceguera. CRISPR-Cas9, una herramienta de edición genética, ha revolucionado la investigación al permitir modificaciones precisas en el ADN. Los avances más prometedores incluyen tratamientos para enfermedades genéticas, cáncer y potencialmente la erradicación de enfermedades hereditarias. Sin embargo, estos avances presentan desafíos éticos, como la posibilidad de editar embriones humanos, el acceso equitativo a las terapias y las implicaciones de modificar la línea germinal, que se transmitirían a las futuras generaciones.

P. ¿Qué nos puede decir sobre los estudios de genética de poblaciones y cómo nos ayudan a entender nuestros orígenes ancestrales y la diversidad genética?

R. Los estudios de genética de poblaciones son fundamentales para entender la variación genética en grupos humanos a lo largo del tiempo y el espacio. Al examinar las frecuencias de diferentes variantes genéticas (alelos) en poblaciones y cómo estas frecuencias cambian, los científicos pueden inferir procesos evolutivos en acción. Por ejemplo, una variante genética que confiere resistencia a una enfermedad puede aumentar en frecuencia si esa enfermedad es prevalente en la población.

Estos estudios también han sido cruciales para rastrear la migración y mezcla de poblaciones humanas a lo largo de la historia. Al comparar variaciones genéticas en diferentes poblaciones, los investigadores pueden inferir rutas de migración y momentos de contacto entre grupos humanos. Por ejemplo, el análisis del ADN mitocondrial y del cromosoma Y ha permitido reconstruir la dispersión de los humanos modernos desde África hacia otros continentes. Los haplogrupos, que son linajes genéticos que comparten un ancestro común y que se pueden rastrear a través de las líneas materna (ADN mitocondrial) y paterna (cromosoma Y), han sido especialmente útiles en estos estudios. Estos haplogrupos permiten identificar y seguir las migraciones humanas y las interacciones entre diferentes grupos a lo largo del tiempo.

La genética de poblaciones también ha revelado detalles sobre nuestros orígenes ancestrales. Los estudios genómicos han demostrado que todos los humanos modernos comparten un ancestro común que vivió en África hace aproximadamente 200,000 años. Al analizar las variaciones genéticas en poblaciones actuales, se puede rastrear la historia de estos ancestros y su dispersión global. Esto ha llevado al concepto del "Adán Y-cromosomal" y la "Eva mitocondrial", que representan los ancestros más recientes de los cuales todos los humanos actuales descienden por línea paterna y materna, respectivamente.

Además, la genética de poblaciones ha identificado eventos históricos significativos, como el cruce entre humanos modernos y neandertales. Este intercambio genético ha dejado huellas en el genoma de las poblaciones humanas actuales, especialmente en aquellos de origen europeo y asiático, donde se encuentra un pequeño porcentaje de ADN neandertal.

La diversidad genética es un indicador crucial de la salud y la capacidad de adaptación de una población. Los estudios de genética de poblaciones han mostrado cómo la variación genética dentro de una población puede ofrecer resistencia a enfermedades y adaptación a diferentes ambientes. Por ejemplo, ciertas variantes genéticas en poblaciones que viven a grandes altitudes confieren una mayor eficiencia en el uso del oxígeno, lo que es una adaptación crucial en ambientes con menor presión de oxígeno.

P. ¿Qué papel juega la genética en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades raras y qué avances se han logrado en este ámbito?

R. La genética juega un papel crucial en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades raras. Estas enfermedades, aunque afectan a un pequeño porcentaje de la población, son numerosas y diversas, con miles de diferentes condiciones identificadas hasta la fecha. El análisis genético es esencial para identificar las mutaciones responsables de estas enfermedades, lo que facilita diagnósticos precisos y personalizados. Anteriormente, muchas de estas enfermedades eran difíciles de diagnosticar debido a su rareza y la falta de conocimientos específicos. Sin embargo, con los avances en la secuenciación del ADN, se ha producido una revolución en este campo.

La secuenciación del exoma, que se centra en las regiones codificantes del genoma (los exones), y la secuenciación del genoma completo, que analiza todo el ADN de un individuo, han permitido identificar las causas genéticas de enfermedades que antes eran inexplicables. Estos métodos permiten a los médicos y científicos detectar mutaciones específicas que pueden ser responsables de la enfermedad, proporcionando una comprensión detallada de la base genética subyacente. Este conocimiento es esencial no solo para el diagnóstico, sino también para el desarrollo de estrategias de tratamiento.

Además del diagnóstico, la genética ha abierto nuevas vías para el tratamiento de enfermedades raras. La terapia génica es una de las áreas más prometedoras. Esta técnica implica la introducción, eliminación o modificación de material genético dentro de las células de un paciente para tratar una enfermedad. Por ejemplo, en el caso de la inmunodeficiencia combinada grave (SCID), también conocida como "enfermedad de los niños burbuja", la terapia génica ha permitido a algunos pacientes vivir una vida normal después de que sus células inmunitarias fueron corregidas genéticamente.

P. ¿Cómo ha transformado la genética forense la investigación criminal y cuáles son algunos casos emblemáticos en los que ha sido crucial?

R. La genética forense ha transformado radicalmente la investigación criminal al ofrecer métodos extremadamente precisos para identificar individuos a partir de su ADN. Esta revolución comenzó en la década de 1980, cuando Sir Alec Jeffreys desarrolló la técnica del "fingerprinting" del ADN, que permitió por primera vez la identificación de personas a través de su material genético único. Desde entonces, el uso de perfiles de ADN ha permitido resolver un sinfín de casos criminales, exonerar a inocentes y condenar a culpables con una precisión sin precedentes.

Uno de los primeros casos emblemáticos en los que la genética forense jugó un papel crucial fue el del "Estrangulador de Boston". Este caso se resolvió muchos años después de los crímenes gracias al análisis de ADN de las muestras biológicas conservadas. El ADN permitió identificar al culpable de una serie de asesinatos que habían quedado sin resolver durante décadas, aportando un cierre a las víctimas y sus familias.

Otro caso relevante es el de los niños desaparecidos durante la dictadura militar en Argentina. En este contexto, la genética forense ha sido utilizada para identificar a los hijos de los desaparecidos, que fueron adoptados ilegalmente por otras familias. Las abuelas de Plaza de Mayo, una organización dedicada a encontrar a estos niños, han trabajado estrechamente con genetistas para establecer la identidad de los niños a través de pruebas de ADN, devolviendo la identidad a los nietos y proporcionando un sentido de justicia y reparación histórica.

Además de resolver crímenes y exonerar a inocentes, la genética forense ha sido fundamental en la identificación de víctimas de desastres naturales y conflictos bélicos. Por ejemplo, después del ataque terrorista del 11 de septiembre de 2001 en Nueva York, la genética forense jugó un papel esencial en la identificación de las víctimas a partir de restos fragmentados, permitiendo a muchas familias obtener un cierre emocional y legal.

P. La manipulación genética plantea importantes preguntas éticas y sociales. ¿Cómo deberíamos abordar estos temas para asegurar un uso responsable y equitativo de las tecnologías genéticas?

R. La manipulación genética plantea importantes preguntas éticas y sociales que deben abordarse con seriedad para asegurar un uso responsable y equitativo de estas tecnologías. Para ello, es fundamental adoptar un enfoque multidisciplinario y global que incluya a científicos, éticos, legisladores y la sociedad en general. La primera medida esencial es establecer regulaciones claras y consensuadas a nivel internacional que guíen la investigación y aplicación de las tecnologías genéticas. Estas regulaciones deben asegurar que las prácticas se realicen de manera segura, evitando riesgos para la salud humana y el medio ambiente, y que se apliquen equitativamente, sin favorecer a determinados grupos sobre otros.

La participación pública es crucial para fomentar un debate informado y democrático sobre la manipulación genética. La sociedad debe tener la oportunidad de participar en las discusiones sobre los usos y límites de estas tecnologías, y sus voces deben ser escuchadas y valoradas en el proceso de toma de decisiones. Este diálogo debe incluir una amplia gama de perspectivas, incluidas las de comunidades tradicionalmente subrepresentadas, para asegurar que las decisiones reflejen un consenso amplio y justo. La educación y la transparencia en la comunicación de los avances científicos y sus implicaciones éticas son también fundamentales.

Un aspecto también muy importante es el de la regulación y la participación pública es la consideración de los derechos humanos y la justicia social. Las decisiones sobre la manipulación genética deben asegurar que se respeten los derechos y la dignidad de todas las personas. Esto incluye abordar posibles desigualdades en el acceso a las tecnologías genéticas, asegurando que los beneficios no se limiten a quienes tienen recursos económicos, sino que estén disponibles para todos, independientemente de su situación socioeconómica.

P. ¿Cuáles cree que serán los próximos grandes avances en la genética en las próximas décadas y cómo podrían cambiar nuestras vidas?

R. En las próximas décadas, se anticipan avances significativos en varios campos de la genética que podrían cambiar nuestras vidas de maneras profundas y diversas. La edición genética es uno de los campos más prometedores. Con tecnologías como CRISPR-Cas9, podríamos corregir mutaciones genéticas en embriones, eliminando así enfermedades hereditarias antes de que comiencen a manifestarse.

La biología sintética es otra área que promete avances revolucionarios. Este campo se centra en diseñar y construir nuevos organismos o modificar los existentes para que realicen funciones específicas. Por ejemplo, podríamos crear microorganismos que produzcan medicamentos, combustibles y otros productos esenciales de manera más eficiente y sostenible que los métodos tradicionales. Esto no solo tiene implicaciones para la medicina y la industria farmacéutica, sino también para la agricultura y la producción de energía, ofreciendo soluciones más ecológicas y económicas para satisfacer las necesidades globales.

La medicina personalizada, basada en la información genética de cada individuo, también promete transformar la atención médica. Al utilizar el perfil genético de un paciente, los médicos pueden desarrollar tratamientos y medicamentos específicos que sean más efectivos y con menos efectos secundarios. Esto no solo mejora la eficacia de los tratamientos, sino que también reduce el riesgo de reacciones adversas y optimiza el uso de recursos médicos. La medicina personalizada podría cambiar la forma en que prevenimos, diagnosticamos y tratamos enfermedades, haciéndola más precisa y adaptada a las necesidades individuales.

También, sospecho, adquiriremos una comprensión más multifacética de la genética, en la que se tenga más en cuenta todo el sistema (el entorno, por ejemplo) y así como otros elementos del propio organismo. Algunos investigadores y filósofos ya están abriendo senda hacia esta nueva perspectiva, entendiendo los sistemas vivos como sistemas más abiertos en todos los niveles de organización. Desde esta óptica, los organismos no están tanto impulsados por los genes como mediados por ellos. Así, la forma en que funcionan las cosas a nivel molecular está limitada y regulada a nivel celular. La interacción de las células está regulada a nivel de tejido, de los tejidos a nivel de órganos y de órganos a nivel de sistema. El sistema está regulado por el comportamiento de los organismos, y los organismos por interacciones sociales y ecológicas.