Ensayo sobre la genética: el portador de la herencia de la célula viva

Ensayo sobre genética: ¡El portador de la herencia de la célula viva!

Uno de los aspectos más notables de la vida es su capacidad no solo para buscar continuamente estados de equilibrio dinámico en relación con el medio ambiente, sino también para producir copias notablemente fieles de sí misma para innumerables generaciones.

Muchas plantas y animales existen hoy en una forma prácticamente idéntica a la de sus ancestros hace miles de años. Muchas especies actuales de la vida parecen parecerse mucho a los antepasados, si no a los duplicados, de hace varios miles de años. El hombre de Cro-Magnon, hace 25, 000 años, era físicamente poco diferente del hombre moderno.

Los portadores de la herencia:

Los núcleos de células vivas contienen diminutas estructuras en forma de varilla en pares, los cromosomas (llamados así debido a su capacidad para absorber ciertos colorantes). Los dos conjuntos parecen, al ser examinados, idénticos o casi iguales. Aunque los cromosomas de una célula pueden variar notablemente en tamaño y forma, cada cromosoma tendrá una "pareja" de aproximadamente el mismo tamaño y forma. Donde la reproducción es sexual, un conjunto representa la herencia del padre; El otro establece la herencia de la madre. El número de cromosomas en una célula viva varía de una especie de animal o planta a otra. En los seres humanos hay veintitrés pares.

Los cromosomas llevan lo que Schrodinger ha llamado un "script de código". Este código de comandos dirige el desarrollo del organismo desde el momento en que el óvulo se fertiliza hasta el estado adulto y de manera importante gobierna el funcionamiento biológico del organismo durante toda la vida.

Para utilizar una analogía muy simplificada y demasiado mecánica, podríamos decir que los portadores cromosómicos de la herencia funcionan como las cintas o tarjetas perforadas que se introducen en las máquinas de computación electrónica. Hacen que una máquina pase por una serie de pasos predecibles. Esta analogía sería más completa si uno de los procesos inducidos en la computadora fuera la duplicación de la máquina respectiva, completa con un conjunto idéntico de cintas o tarjetas perforadas.

El duplicador "procreado" entonces se involucraría en los mismos procesos, auto-duplicación y todo, y esto continuaría indefinidamente. Para que la analogía sea perfecta, la reproducción de una computadora requeriría las funciones de dos computadoras principales, “masculina” y “femenina”, cada una de las cuales contribuiría a la descendencia de un conjunto de sus propias cintas o tarjetas perforadas que funcionarán conjuntamente. En dirigir el funcionamiento de la descendencia.

Hasta la última década, los biólogos pensaron que una característica específica de un organismo está gobernada por una región específica de un cromosoma o par de cromosomas pareados. Esta región fue referida como un gen. Antes de 1953, los biólogos concebían un gen como una molécula de proteína altamente compleja. Sin embargo, la teoría de los genes en los últimos años ha sufrido una revolución.

Primero, se descubrió que el portador químico de los rasgos hereditarios no es una proteína, sino un ácido químico desoxirribonucleico, el ADN, para abreviar, que se centra en los núcleos de las células. El ácido ribonucleico (ARN), una réplica cercana al ADN, sale de los núcleos celulares hacia el citoplasma de las células o las capas externas. Por lo tanto, el ARN en realidad transmite la información hereditaria codificada del ADN a otros tejidos.

Los cromosomas consisten principalmente en moléculas de ADN. El ADN, mediante el uso de su "químico asociado", el ARN, tiene la capacidad única de reproducirse de manera idéntica cuando su entorno contiene las materias primas necesarias. Sin embargo, la duplicación de los genes cromosómicos no es de ninguna manera la única función del ADN.

A través del trabajo pionero de Andre Lwoff, Jacques Monod y Francois Jacob del Instituto Pasteur en París, parece que se establece que, cuando se introduce una sustancia extraña en una célula, activa el ADN de la célula para producir precisamente la enzima necesaria para convertir la Sustancia a una forma química que las células pueden usar para desarrollarse y multiplicarse.

Por lo tanto, en cierto sentido, la función básica de los genes se puede activar o desactivar: pueden realizar tareas distintas a la mera transmisión de características hereditarias. La investigación continúa y, a partir de este escrito, parece evidente que todavía podemos saber poco sobre las funciones del ADN. Sin embargo, es evidente que sirve como una especie de "cerebro dentro de la célula" (para usar una analogía cruda), cuyas implicaciones nos obligan a revisar fundamentalmente nuestro concepto de la célula y tal vez la naturaleza de la vida misma.

Un segundo descubrimiento importante ha sido que las moléculas de ADN en un cromosoma generalmente no funcionan de manera independiente unas de otras. Tienden a trabajar en equipo, en el sentido de que el funcionamiento de uno afecta el funcionamiento de otros. Una autoridad concibe un cromosoma como una "jerarquía de campos", en lugar de un conjunto de partículas. El concepto genético sigue siendo útil, pero ahora parece mejor pensar en un gen como una función de una región de un cromosoma que en una partícula específica.

Como hemos visto, los cromosomas se producen en las células del cuerpo en pares pareados. Aparentemente, sus funciones (genes) también se producen en pares emparejados, uno de cada par está asociado con un cromosoma, su pareja con el cromosoma emparejado. Cuando decimos que una característica hereditaria, como el color de la piel, está gobernada por un grupo de genes, realmente queremos decir un par de grupos de genes.

Sin embargo, es común que un miembro de un par de genes o un par de grupos de genes sea recesivo; es decir, cuando se combina con un gen o grupo de genes dominante, no logra que sus características sean evidentes en la estructura corporal resultante. Por lo tanto, cuando un gen para ojos marrones se combina con un gen para ojos azules, prevalece el gen para ojos marrones. Para que una persona tenga ojos azules, debe llevar dos genes recesivos para el azul.

El color de los ojos es una de las pocas características en los seres humanos que, al parecer, se rigen por un solo par de genes. Otras características de este tipo incluyen el tipo de sangre, el albinismo y la "ceguera del gusto" para ciertos químicos. En estos casos, si conocemos el historial genético de un hombre y una mujer durante algunas generaciones pasadas, podemos predecir con bastante precisión la proporción de sus hijos que probablemente presenten un rasgo determinado. Este tipo de herencia sigue los principios mendelianos, es decir, los principios de la herencia formulados por Gregor, Mendel (1822-1884). Las características así heredadas son "claras" en el sentido de que aparecen en su totalidad o no aparecen en absoluto.

Pero, mucho más común entre los seres humanos son las características heredadas que son el resultado de la mezcla, es decir, la interacción de los equipos genéticos. Estas características no siguen el principio de todo o nada; Aparecen como un punto en un continuo. Buenos ejemplos entre los humanos son la estatura, el color de la piel y la predisposición a ciertas enfermedades. Es muy difícil predecir el resultado de la mezcla; por ejemplo, incluso si conociéramos el color de la piel de los antepasados ​​de un bebé durante varias generaciones, no sería seguro predecir el color del bebé antes de su nacimiento.

Por supuesto, debido a las formas en que los factores ambientales aparentemente pueden influir en los rasgos físicos, uno nunca es seguro al predecir que cualquier tipo particular de rasgo hereditario aparecerá en una descendencia adulta. Este fenómeno es lo suficientemente importante como para ser explorado con más detalle.

El patrón de los genes de un organismo se conoce como el genotipo del organismo, su estructura cromosómica interna. El genotipo gobierna lo que un organismo puede convertirse en un entorno dado y también determina las características hereditarias que un organismo puede transmitir a su descendencia (aunque, si la reproducción es heterosexual, el genotipo de la descendencia es, por supuesto, un producto del genotipo de ambos padres). y madre).

La apariencia externa de un organismo se llama su fenotipo. El fenotipo parece ser siempre un producto de sus influencias genotípicas y ambientales. Los fenotipos pueden variar considerablemente incluso cuando los genotipos siguen siendo los mismos. Por ejemplo, cuando las personas de extracción asiática se mudan a los Estados Unidos, sus hijos (si son criados en este país) tienden a ser más grandes que los padres y sus nietos aún más grandes. Esto significa un cambio en el fenotipo, pero no necesariamente un cambio en el genotipo. Una mejor alimentación puede aumentar el tamaño de las generaciones futuras sin cambiar en lo más mínimo su potencial hereditario. A la inversa, dos personas pueden tener el mismo fenotipo para un rasgo dado pero difieren en el genotipo.

Los genetistas modernos están inclinados a dar menos peso que sus antecesores a la influencia del genotipo. Ciertamente, la herencia genética cuenta en gran medida para determinar el tipo de adulto en que se convertirá una persona, pero el hecho es que no sabemos el papel exacto que juega el genotipo en la determinación del fenotipo. Los científicos solían debatir lo que llamaban el problema de la naturaleza y el cuidado.

El problema podría expresarse así: ¿Qué características de un organismo son productos de herencia física y cuáles son productos de influencia ambiental? Pero, los científicos modernos prácticamente han abandonado el debate sobre este tema; muchos dicen que, dado que no tenemos medios adecuados para determinar los hechos, continuar el debate es inútil.

Los mejores estudios sobre el efecto de la herencia genética son los de gemelos idénticos. Como los gemelos idénticos resultan de la división de un solo huevo fertilizado, probablemente tienen genes idénticos. Por lo tanto, lo que está determinado por la herencia debe aparecer exactamente de la misma forma en los dos gemelos: sujeto, por supuesto, a la modificación ambiental que pueda haber ocurrido.

Es cierto que los gemelos idénticos suelen ser muy parecidos, a veces hasta el punto en que sus padres apenas pueden diferenciarlos. Sin embargo, este hecho no implica que sean necesariamente iguales en otros aspectos.

Según un estudio, la diferencia de coeficiente intelectual de los gemelos idénticos que se han criado juntos es de 3.1 puntos; la de mellizos criados juntos, 8.5 puntos. Sin embargo, las autoridades señalan que los estudios de gemelos idénticos no significan mucho. La mayoría de los estudios de gemelos involucran gemelos criados juntos, y los gemelos idénticos comparten un entorno más similar que los hermanos no gemelos. Se identifican estrechamente entre sí y vienen a ver el mundo que los rodea en casi los mismos términos. Además, normalmente comparten la misma dieta y atención médica.

El tipo de estudio más válido con respecto a la controversia de la crianza de la naturaleza es el de gemelos idénticos que se separaron en la infancia y se criaron fuera del contacto entre ellos y en entornos diferentes. En estas condiciones, los gemelos tienden a ser menos parecidos; por ejemplo, la diferencia promedio en los puntajes de CI en el doble que la idéntica! Las victorias se criaron juntas. Pero un número inadecuado de casos de gemelos idénticos criados en ambientes diferentes se han estudiado hasta ahora para decirnos que esto es concluyente. Permanecemos en un lugar más seguro cuando nos negamos a decir que algunos rasgos son hereditarios y otros se adquieren. Parece probable que todos los rasgos físicos representan una combinación de ambas influencias.

¿Se heredan los rasgos de personalidad?

Esta pregunta tiene una respuesta fácil: ¡No hay evidencia! Es obvio que ciertos rasgos de personalidad aparecen regularmente en una línea familiar y no en otra. Una proporción considerable de los miembros de una familia puede ser inusualmente enérgica o inusualmente perezosa, inusualmente excitable o inusualmente flemática, inusualmente de mal genio o inusualmente lenta a la ira, inusualmente amorosa o inusualmente fría.

Sin embargo, la aparición frecuente de un rasgo de personalidad dado en una línea familiar dada es fácilmente explicable como resultado de la herencia social o cultural. John Jr. puede tener un temperamento rápido porque ha observado que en muchas situaciones el temperamento igualmente rápido de John Sr. obtiene los resultados deseados.

Cuando esto sucede, el rasgo de la personalidad se aprende y no se hereda genéticamente. Por lo que sabemos, todos los rasgos de la personalidad se aprenden. Sin embargo, no tenemos evidencia concluyente de que esto sea cierto; Si alguna vez aprendemos cómo realizar estudios significativos en esta área, podemos encontrar que algunos rasgos de personalidad tienen una base genética.

Algunas personas son lo que llamamos "cuerdas altas"; Son inusualmente sensibles y se alteran fácilmente. Este tipo particular de personalidad puede demostrar ser en parte un producto de un patrón genético particular. Pero no sabemos que este es el caso.

Cuando alguien dice que Mary, que ha sido sorprendida por el robo en una tienda, "viene con sinceridad", por lo general significa que heredó una tendencia que ha aparecido en la familia antes, tal vez la tía Maude de Mary también fue una ladrona. Imputar tal comportamiento a la herencia es ir mucho más allá de la evidencia.

Lo más sabio que un maestro puede tomar es que la herencia física en sí misma rara vez es de importancia crucial. Es decir, como maestros, podemos obtener algunas pistas sobre cómo manejar a un niño o joven a partir del conocimiento de su composición genética, incluso si tenemos tal conocimiento. Lo que es de vital importancia es la capacidad de un niño para modificarse a sí mismo a través de la interacción con un entorno. Todos menos los desesperadamente defectuosos tienen esta capacidad.

Raza y Genética:

La genética moderna nos ayuda a comprender mejor qué es una raza y cómo difieren las razas. Dos características de los genes son de importancia primordial a este respecto. Una característica es que la función de una molécula de ADN particular, o de un grupo cooperante de tales moléculas (equipo genético), permanece estable durante un período de tiempo indefinido.

Las mutaciones, que se discutirán en la siguiente sección, sí ocurren; pero, salvo las mutaciones, las funciones genéticas no cambian. Por lo tanto, un gen que produce ojos marrones continuará haciéndolo indefinidamente. Además, en la medida en que sabemos, la estructura molecular de tal gen es la misma si una persona es un negro, un sueco o un polinesio.

Una segunda característica de los genes es que parecen ser capaces de variar independientemente. Al principio, esta afirmación puede parecer contradecir la afirmación anterior de que la mayoría de los rasgos físicos son producto de equipos genéticos y que un cromosoma puede entenderse mejor como un "campo de fuerzas" con lirios de interacción altamente complejos.

Sin embargo, si consideramos la variación de un gen independiente como relativa, es decir, no absolutamente independiente, sino relativamente, no hay contradicción. Como resultado de esta segunda característica de los genes, los genes que producen estatura alta pueden aparecer en personas que portan genes para piel negra o blanca, nariz estrecha o ancha, cabello rubio o oscuro, ojos azules o marrones. Por lo tanto, cualquier rasgo hereditario puede aparecer junto con cualquier otro rasgo.

Estos dos principios genéticos le dan significado a la siguiente definición de raza: "Las razas son poblaciones que difieren en el carácter común de algunos de sus genes". Por lo tanto, en una raza particular, un rasgo dado, como la altura, puede ocurrir con más frecuencia que en otra carrera Un tono particular de piel puede ser más común en una raza que en otra.

Esto no significa que los genes capaces de producir rasgos muy diferentes de los habituales estén ausentes de una raza; significa más bien que hay "rasgos de mayoría" que son lo suficientemente comunes como para que la mayoría de los miembros de una raza se vean diferentes a la mayoría de los miembros de otra raza.

Esta definición no está exenta de dificultades, ya que el problema sigue siendo decidir qué rasgos usar para definir una raza en particular. Si usamos solo una característica, como el color de la piel, y asumimos que todos los que tienen una piel negra pertenecen a una "raza negra", debemos incluir a las personas que difieren marcadamente entre sí en otras características (por ejemplo, indios asiáticos, melanesios y Africanos).

Es necesario, por lo tanto, usar varios rasgos que se midan fácilmente y que tienden a ocurrir en combinación. Los antropólogos han usado color de piel, color y textura del cabello, color de ojos, forma de la cabeza y estatura. Los esquemas de clasificación utilizados en la actualidad generalmente proponen tres razas primarias, o raza racial: Caucasoide, Negroide y Mongoloide.

Dentro de este marco, se pueden identificar varios cientos de razas distintas, por ejemplo, nórdica, alpina, mediterránea, armenoide, hindi, etc. Dado que la base que ahora se usa comúnmente para clasificar a las personas por motivos raciales es arbitraria, y dado que la mezcla racial aparentemente ha ocurrido desde el primer desarrollo de razas distintivas, solo podemos concluir que el concepto de raza no es muy significativo. En las palabras de Dunn y Dobzhansky. "Cuando decimos que dos poblaciones son racialmente diferentes, no estamos diciendo mucho".

Puede haber grandes diferencias culturales entre las razas, pero esto es una cuestión de aprendizaje y no un producto de diferencia biológica. Nadie ha podido aún aportar evidencia científicamente defendible de que una raza sea superior a otra en cualquier forma que consideremos importante.

Algunas razas tienden a ser físicamente más poderosas que otras, algunas pueden resistir el frío mejor que otras, algunas pueden soportar el calor mejor que otras, pero estos son asuntos relativamente menores. No hay evidencia de que una raza tenga una capacidad superior para un comportamiento inteligente o un monopolio de la moralidad.

Si bien las diferencias culturales en algunos lugares pueden hacer que los matrimonios raciales sean imprudentes, no se conocen daños biológicos que puedan resultar de la mezcla racial. Por el contrario, la experiencia con la hibridación en todo el reino vegetal y animal sugiere que una cepa híbrida puede ser biológicamente mejor, es decir, más fuerte y más vigorosa, que las variedades originales.

Muchos científicos sociales creen que, en última instancia, el matrimonio racial generalizado no solo se producirá, sino que será la única solución definitiva al problema del prejuicio racial.

La principal lección racial que la genética moderna tiene para los futuros maestros es que no hay límites biológicos conocidos que impidan que una raza aprenda lo que otras razas han aprendido. Sin embargo, las limitaciones culturales pueden ser bastante serias y pueden requerir generaciones para superarlas.

Los maestros deben reconocer que, debido a su origen cultural, algunas razas generalmente superan a otras en un aula estadounidense promedio. Por ejemplo, los autores viven en una comunidad con una población chino-estadounidense bastante numerosa, y los niños y jóvenes chinos suelen tener un alto rendimiento en las materias académicas. Una tradición cultural de premios académicos, que se extiende hacia atrás miles de años, sin duda explica el desempeño chino.