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YASHON | CUMMINGS

La genética humana contiene información esencial para tu vida y futuro. En este libro obtendrás mucha más información al respecto.

Infertilidad Uno de los problemas más serios en la actualidad. Encuéntralo en el Capítulo 2. Cambios en el número de cromosomas Cómo este tipo de condición genética puede ocurrir y de qué forma puede diagnosticarse. Capítulo 3. Defectos genéticos singulares Cómo esta condición genética puede ser heredada por cualquier familia. Busca información en el Capítulo 4. Mutaciones Una pequeña diferencia en la proteína del dna puede conllevar una enfermedad. Más en el Capítulo 5. Tecnologías recombinantes del DNA De qué manera están cambiando la cara de la agricultura y de la medicina. Biotecnología Algunas condiciones del dna en tu futuro. Más información sobre estos dos apasionantes temas en el Capítulo 6. Exámenes prenatales Lo que éstos le pueden decir a los expectantes padres sobre el feto. Asimismo, los exámenes en adultos pueden determinar factores de riesgo que pueden revelarte desórdenes genéticos. Visita el Capítulo 7.

El mapa del genoma humano Las posibilidades que éste abre para los nuevos tratamientos en desórdenes genéticos. Capítulo 9. Obesidad No se resuelve solamente con dieta; ésta tiene una poderosa influencia de la genética y del medio ambiente. Infórmate en el Capítulo 10. Cáncer Una de las enfermedades más difíciles de controlar es influida por la genética y el medio ambiente. Capítulo 11. El comportamiento Al igual que la obesidad y el cáncer, tiene una fuerte influencia del medio ambiente y la genética. Revisa el Capítulo 12. Inmunidad y defensas contra las enfermedades El papel de la genética en el desarrollo y la efectividad de tu sistema inmunológico. Ve al Capítulo 13. Genética y poblaciones A veces las condiciones genéticas se convierten en un común denominador en determinadas poblaciones. Capítulo 14. El pasado, presente y futuro de la genética humana Nuestra vision de la genética en el pasado ha influido en las tendencias actuales y en lo que el futuro de la genética le puede ofrecer a tu vida. Capítulo 15.

GENÉTICA HUMANA SOCIEDAD

¿Niño o niña? Cómo la tecnología genética te puede ayudar a tomar una decisión. Capítulo 1.

GENÉTICA HUMANA y SOCIEDAD

y

y medicina forense Cómo esto ha cambiado la forma en que la ley visualiza los avances de la ciencia. Capítulo 8. DNA

YASHON | CUMMINGS ISBN-13: 978-607481234-3 ISBN-10: 607481234-9

http://latinoamerica.cengage.com

genética humana y sociedad

genética humana y sociedad

ronnee k. yashon Experimental College of Tufts University and Boston University School of Medicine

michael r. cummings Illinois Institute of Technology

anaid aurora zendejas escandón Traducción

carla sofía sandoval ferrera Revisión técnica

Australia • Brasil • Japón • Corea • México • Singapur • España • Reino Unido • Estados Unidos

Genética humana y sociedad Ronnee K. Yashon Michael R. Cummings Presidente de Cengage Learning Latinoamérica Javier Arellano Gutiérrez Director general México y Centroamérica Pedro Turbay Garrido Director editorial Latinoamérica José Tomás Pérez Bonilla Director de producción Raúl D. Zendejas Espejel Coordinadora editorial María Rosas López Editora María Rosas López Editora de producción Gloria Luz Olguín Sarmiento Diseño de portada Punto 5 Diseño Gráfico Imagen de portada Shutterstock Yuri Arcurs Composición tipográfica Punto 5 Diseño Gráfico César Sánchez Jiménez

© D.R. 2010 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una compañía de Cengage Learning, Inc. Corporativo Santa Fe Av. Santa Fe, núm. 505, piso 12 Col. Cruz Manca, Santa Fe C.P. 05349, México, D.F. Cengage Learning™ es una marca registrada usada bajo permiso. DERECHOS RESERVADOS. Ninguna parte de este trabajo amparado por la Ley Federal del Derecho de Autor podrá ser reproducida, transmitida, almacenada o utilizada en cualquier forma o por cualquier medio, ya sea gráfico, electrónico o mecánico, incluyendo, pero sin limitarse a lo siguiente: fotocopiado, reproducción, escaneo, digitalización, grabación en audio, distribución en Internet, distribución en redes de información o almacenamiento y recopilación en sistemas de información, a excepción de lo permitido en el Capítulo III, Artículo 27 de la Ley Federal del Derecho de Autor, sin el consentimiento por escrito de la editorial. Traducido del libro Human Genetics and Society publicado en inglés por Brooks/Cole Cengage Learning ©2009 ISBN 978-0-495-11425-3 Datos para catalogación bibliográfica: Yashon, Ronnee K. y Michael R. Cummings Genética humana y sociedad ISBN-13: 978-607-481-396-8 ISBN-10: 607-481-396-5 Visite nuestro sitio web en: http://latinoamerica.cengage.com

Le dedicamos este libro a nuestros maestros y estudiantes; pasado, presente y futuro.

Acerca de los autores Ronnee K. Yashon—Tufts University

Michael R. Cummings—Illinois Institute of Technology

Ronnee K. Yashon es una experta nacional en la enseñanza de genética, ética y leyes a todos los niveles, incluyendo bachillerato, licenciatura, posgrado y escuelas de derecho. Merecedora del Premio Presidencial por Excelencia en la Enseñanza de Ciencias y del Premio de Maestro de Biología Sobresaliente de Illinois, ha dirigido numerosos talleres para maestros de ciencias e impartido cursos interdisciplinarios en convenciones locales y nacionales, incluyendo nsta y nabt. Un seminario de genética en la Universidad de Ball State en 1985 despertó su interés en la ley y la inspiró a estudiar este campo. Su metodología de estudios de caso para introducir la bioética y la ley en el curriculum académico usa escenarios simples, personalizados y actuales que involucran la toma de decisiones de los estudiantes. Yashon ha presentado este método por todo el país. Tiene seis libros de estudios de caso, incluyendo dos minilibros que se centran en la genética y los problemas ambientales. La implementación de cursos de ciencias orientados a la legislación que existen en las escuelas de leyes estadounidenses actuales han despertado su interés y ha organizado talleres para juristas y abogados con el tema de la genética. Hoy en día enseña en el Colegio Experimental de la Universidad de Tufts y en la Escuela de Medicina de la Universidad de Boston.

Autor y coautor de varios libros de texto universitarios, como Human Heredity: Principles and Issues, Concepts of Genetics y Essentials of Genetics. También fue autor de un libro de introducción a la biología para nivel bachillerato, Biology: Science and Life, así como de artículos de genética para McGraw Encyclopedia of Science and Technology. Por varios años escribió y publicó una gaceta sobre los avances en genética humana para instructores y estudiantes. Fue miembro de la facultad en la Universidad de Illinois en Chicago por 25 años. Es reconocido como un excelente maestro por sus coetáneos de la facultad de la universidad, donde imparte clases en los primeros años de licenciatura y bachillerato. En dos ocasiones fue nombrado por los graduados como el mejor maestro en sus años de la universidad, y por varios años fue seleccionado como un instructor extraordinario por la Organización de Estudiantes de Biología. Sus intereses de investigación se centran en la organización física de las secuencias repetitivas de dna en la región del centrómero/ brazo corto heterocromático del cromosoma humano 21, y en el papel de estas secuencias en la generación de aberraciones cromosómicas. Ahora enseña biología general, biología celular y genética en el Instituto de Tecnología de Illinois.

CONTENIDO

vii

Contenido abreviado Prefacio

xix

Sinopsis. Genética en tu vida

xxv

básicos de la biología: células y estructura celular 1

Sexo y desarrollo

6

2 Tecnología de reproducción asistida

26

3 Cambios en el número de cromosomas

42

4 Cómo se transfieren los genes de generación a generación

básicos de la biología: dna 5

58

76

Genes como dna. Cómo los genes codifican proteínas

6 Biotecnología

1

84

102

7 Análisis genético y diagnóstico prenatal 8 Ciencia forense con dna

114

130

9 El Proyecto Genoma Humano

144

básicos de la biología: genes, poblaciones y ambiente 10 Herencia poligénica y multifactorial

164

11

Cáncer y el ciclo celular

12

Comportamiento

13

Tipos sanguíneos, trasplante de órganos y vih

178

192

14 Genética y poblaciones 15

160

206

222

Un mundo diferente: pasado, presente y futuro de la genética humana

Apéndice. ¿Quieres aprender más? Glosario Índice

234

249

289

299 ix

.

2.

3.

Ovary

Primordial follicle

4.

Contenido Prefacio

1.4

xix

Sinopsis. Genética en tu vida

xxv

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la determinación sexual? 19

la ley bajo la lupa. frye vs estados unidos 20

básicos de la biología: células y estructura celular 1

Los diez puntos esenciales 22 ¿Qué harías si… ? 22

BB1.1

¿Qué importancia tienen las células en la genética humana? 1

Conceptos clave 22

BB1.2

¿Cómo se organiza la célula? 2

Preguntas de repaso 22

BB1.3

¿Qué funciones realiza la membrana plasmática? 3

Preguntas aplicadas 23

BB1.4

¿Qué es el citoplasma? 3

En los medios 24

1

Sexo y desarrollo

6

2

caso a. la elección del sexo de un bebé ahora es posible 7 1.1

1.2

caso a. una pareja considera el tratamiento de fertilidad 27

¿Cómo se determina el sexo de un niño? 7 ¿Los cromosomas ayudan a determinar el sexo? 7 ¿Cómo cambia la proporción de sexos en los humanos a través del tiempo? 8 ¿Qué procedimientos se utilizan para seleccionar el sexo de un bebé? 9

¿Cómo se desarrolla un bebé desde la fertilización hasta el nacimiento? 11 El crecimiento rápido se da en el tercer trimestre 12

2.1

¿Cómo se forman los espermatozoides y los óvulos? 27

2.2

¿Qué órganos componen el sistema reproductor de los hombres? 27

2.3

¿Qué órganos componen el sistema reproductor femenino? 28

2.4

¿La infertilidad es un problema común? 30 ¿Cuáles son las causas de la infertilidad en las mujeres? 30 ¿Cuáles son las causas de la infertilidad masculina? 31 ¿Qué otros factores influyen en la fertilidad en hombres y mujeres? 32

caso a. preguntas 14 1.3

¿Cuáles son las etapas del desarrollo del sexo? 14

caso b. atleta falla prueba sexual 16 ¿Cuál era la condición de María Patino? 17 ¿Cómo es que María Patino pasó una prueba, pero no otra? 17

caso b. preguntas 18

Tecnología de reproducción asistida 26

2.5

¿Cómo es que las tecnologías de reproducción asistida (tra) ayudan con los problemas de infertilidad? 32

caso a. preguntas 34 CONTENIDO

xi

Ribosome

Beta globin

Beta globin Sickle cell mutation

Sickle cell mutation

mRNA A

U

G

G A G A U U A

C

C

U

C

G

A

A U

G

tRNA Asp

Arg

Met Me et Met

Tyr

Alpha globin

Alpha globin

Growing protein Growi

Amino acids

caso b. madre soltera necesita padre 35 2.6

caso b. resultados de análisis preocupan a un médico 52

¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con las tra? 36

la ley bajo la lupa. davis vs davis 37

¿Cuál es el futuro de la orientación genética? 52

3.6

Los diez puntos esenciales 38 Conceptos clave 38

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con las anormalidades cromosómicas? 52

¿Qué harías si . . . ? 39

la ley bajo la lupa. becker vs schwartz 54

Preguntas de repaso 39

Los diez puntos esenciales 55

Preguntas aplicadas 40

Conceptos clave 55

En los medios 40

Preguntas de repaso 55 ¿Qué harías si . . . ? 56

3

Cambios en el número de cromosomas 42 caso a. resultados preocupan a una mujer embarazada 43

3.1

¿Qué es un cromosoma? 43

3.2

¿Qué puede causar los cambios en el número de cromosomas? 44

3.3

¿Podemos identificar anormalidades cromosómicas en un feto? 46 ¿Cómo funciona la amniocentesis? 46 ¿Existen otras pruebas para identificar aneuploidías? 46 ¿Existen otras variaciones cromosómicas? 47

3.4

¿Cuáles son los efectos de la monosomía y la trisomía? 48

Preguntas aplicadas 56 En los medios 57

4

caso a. el dilema de una familia 59 4.1

4.2

caso a. preguntas 51

xii

CONTENIDO

¿Qué podemos aprender al examinar la genealogía humana? 62 ¿Cómo se heredan los caracteres autosómicos recesivos? 62 ¿Cómo se heredan los caracteres autosómicos dominantes? 64 Análisis de genealogías y enfermedades de manifestación en la edad adulta 66

¿Existe una manera de evaluar los riesgos genéticos? 51 ¿Quiénes son los consejeros genéticos? 51 ¿Por qué la gente acude a consejeros genéticos? 51 ¿Cómo funciona la orientación genética? 51

¿Cómo se transmiten los genes de padres a hijos? 59 ¿Cómo se aplican los principios de Mendel a los caracteres humanos? 61 ¿Cómo se estudia la herencia de caracteres en la genética humana? 61

¿Cuál es el principal factor de riesgo para la trisomía? 49 ¿Por qué la edad materna es un factor de riesgo? 49 ¿La aneuploidía afecta los cromosomas sexuales? 49

3.5

¿Cómo se transfieren los genes de generación a generación? 58

caso a. preguntas 66 4.3

¿Cómo se heredan los caracteres recesivos ligados a X? 67

caso b. los franklin se enteran de algunas noticias 69

b.

4.4

¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con las condiciones genéticas dominantes y recesivas? 70

5.1

la ley bajo la lupa. tarasoff vs rectores de la universidad de california 71

5.2

¿Qué sucede en la transcripción, el primer paso de la transferencia de información? 87

Los diez puntos esenciales 72

5.3

¿Qué sucede en la traducción, el segundo paso de la transferencia de información? 88

5.4

¿La célula tiene formas de apagar y encender genes? 89

5.5

¿Qué es una mutación y cómo muta un gen? 90

Conceptos clave 72 Preguntas de repaso 72 Preguntas aplicadas 73

¿Qué es una proteína? 86 ¿Cómo lleva el dna la información a una proteína? 87

¿Qué harías si . . . ? 74

¿Cómo sabemos que ha ocurrido una mutación? 91

En los medios 74

básicos de la biología: dna

¿Cómo los genes controlan los caracteres? 85

5.6 76

BB2.1

¿Qué evidencias existen para afirmar que el dna es el portador de la información genética? 76

BB2.2

¿Cuáles son las subunidades químicas del dna? 78

BB2.3

¿Cómo se organizan las moléculas del dna? 79

BB2.4

¿Cómo se organiza el dna en un cromosoma? 80

¿De qué modo un gen alterado puede causar una enfermedad genética? 91 ¿De qué otras formas las proteínas alteradas pueden causar desórdenes genéticos? 91 ¿Qué proteína se altera en la anemia falciforme? 91 ¿Qué tipo de mutación es responsable de la anemia falciforme? 93 ¿Qué se puede hacer para tratar la anemia falciforme? 93

caso a. preguntas 94

BB2.5

¿Cómo se organizan las moléculas del rna? 81

¿Cómo surgen otros defectos causados por un solo gen? 94

BB2.6

¿Cómo está contenida la información genética en la molécula de dna? 81

caso b. el siguiente paso de los johnson 95

BB2.7

¿Cuáles son las dos funciones principales del dna? 81

BB2.8

¿Cómo se replica el dna? 81 ¿La replicación del dna puede causar mutaciones? 82 ¿Qué puede ocurrir si no se reparan los errores? 83

5

5.7

5.8

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales? 95

la ley bajo la lupa. norman-bloodsaw vs laboratorio lawrence berkeley y eeoc vs burlington n. santa fe railway co. 96 Los diez puntos esenciales 99 ¿Qué harías si . . . ? 99

Genes como dna. Cómo los genes codifican proteínas 84

Conceptos clave 99

caso a. resultados sorprendentes en los análisis de marcia johnson 85

Preguntas aplicadas 100

Preguntas de repaso 99 En los medios 101

CONTENIDO

xiii

6

Biotecnología

102

7.2

caso a. un hijo más alto para chris 103 6.1

¿Qué es la biotecnología? 103 ¿Cómo se usa la biotecnología para producir la hormona del crecimiento? 104

6.2

¿Qué es la tecnología del dna recombinante? 104 ¿Cómo funcionan las enzimas de restricción y los vectores? 105

6.3

6.4

¿Cómo se utiliza la biotecnología para producir plantas y animales transgénicos? 105

7.3

caso a. preguntas 105

7.4

¿Los organismos transgénicos son seguros? 106 ¿Actualmente qué sabemos sobre los riesgos de los cultivos transgénicos? 106

6.5

¿Los organismos transgénicos pueden usarse para estudiar enfermedades humanas? 108

caso b. fresas en juicio 109 6.6

¿Los adultos pueden ser analizados para identificar condiciones genéticas? 121

7.6

¿Qué es un programa de exploración genética? 121 ¿Existen programas de exploración para identificar a los adultos portadores de enfermedades genéticas? 122

7.7

Preguntas de repaso 112

En los medios 113

7

Análisis genético y diagnóstico prenatal 114 caso a. hospital analiza a bebés 115

7.1

¿Qué son los análisis genéticos? 115 ¿Qué tipos de pruebas genéticas están disponibles? 116

xiv

CONTENIDO

¿Todas las condiciones genéticas pueden ser tratadas? 123

caso a. preguntas 123 caso b. una compañía hace una gran fiesta 123

Conceptos clave 112

¿Qué harías si . . . ? 113

¿Cómo pueden los análisis prenatales diagnosticar la fenilcetonuria (pku)? 120

7.5

Los diez puntos esenciales 112

Preguntas aplicadas 112

¿Cómo se realiza un ultrasonido? 117 ¿Cómo se realiza una amniocentesis? 118 ¿Cuándo se usa la amniocentesis? 118 ¿Cómo se realiza el muestreo de vellosidades coriónicas (cvs)? 118 ¿Cuándo se usa el cvs? 118 ¿Existen métodos menos invasivos para realizar pruebas genéticas prenatales? 118 ¿Los embriones pueden ser analizados antes de ser implantados en la madre? 119 ¿Cómo se analizan las células fetales? 120

¿Podemos analizar a todos para identificar condiciones como la pku? 120

¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con la biotecnología? 109

la ética bajo la lupa. la conferencia de asilomar 111

¿Por qué se hacen los diagnósticos genéticos prenatales? 116

7.8

¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con las pruebas genéticas? 124

la sociedad bajo la lupa. islandia y su codigo genético 125 Los diez puntos esenciales 127 Conceptos clave 127 Preguntas de repaso 127 Preguntas aplicadas 128 ¿Qué harías si . . . ? 128 En los medios 128

8

Ciencia forense con dna

130

caso a. el dna asusta a una víctima 131 8.1

¿Cómo se analiza el dna? 131

8.2

¿Qué es un perfil de dna? 131 ¿Cómo se construyen los perfiles de dna? 132 ¿Cómo se hace el análisis de rflp? 132 ¿Cómo funciona el pcr? 133 ¿Cómo se usan los str para crear perfiles de dna? 134 ¿De dónde vienen las muestras de dna? 134

8.3

9.2

¿Qué cambió el mapeo genético? 148 ¿Cómo se hace el mapeo hoy en día? 148

9.3

¿Cómo se secuencian genomas completos? 148

9.4

¿Qué pasa después de secuenciar un genoma? 148 ¿Qué hemos aprendido del genoma humano? 149 ¿Qué son las repeticiones y de dónde provienen? 149 ¿Existen otros hallazgos sorprendentes acerca de nuestro genoma? 149

caso a. preguntas 134

9.5

¿Cuándo llegó la ciencia forense con dna a los tribunales de Estados Unidos? 136

¿Cómo se puede usar la información del Proyecto Genoma Humano? 150

9.6

¿Cuál es el futuro de la secuenciación de genomas? 150

¿Cómo se usan los perfiles de dna en las cortes? 136 ¿Qué es una base de datos de dna? 136

8.4

¿Qué otros usos existen para los perfiles de dna? 137

caso a. preguntas 150 9.7

¿Los perfiles de dna pueden rastrear nuestra ascendencia? 137

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la ciencia forense con dna? 139

la ley bajo la lupa. los asesinatos de villa de narborough 140

caso b. se cuestiona la propiedad de los genes 151

Los diez puntos esenciales 141 Conceptos clave 141 Preguntas de repaso 141

9

9.1

¿La terapia génica es parte del futuro del Proyecto Genoma Humano? 151 ¿Cómo se transfieren los genes a las personas en la terapia génica? 151 ¿Se han tratado enfermedades genéticas con terapia génica? 151 ¿Hay problemas con la terapia génica? 151

caso b. se piden muestras a todos 138 8.5

¿Qué está creando el pgh? 146 ¿En dónde se encuentra el pgh? 146 ¿Qué es el mapeo genético? 146

9.8

¿Cuáles son las cuestiones éticas y legales asociadas con el Proyecto Genoma Humano? 152

Preguntas aplicadas 142

la ley bajo la lupa. moore vs rectores de la universidad de california 153

¿Qué harías si . . . ? 142

Los diez puntos esenciales 156

En los medios 142

Conceptos clave 156 Preguntas de repaso 157

El Proyecto Genoma Humano 144

Preguntas aplicadas 157

caso a. el futuro lo dice todo 145

En los medios 158

¿Cuáles son los objetivos del Proyecto Genoma Humano? 145

¿Qué harías si . . . ? 157

básicos de la biología: genes, poblaciones y ambiente 160 CONTENIDO

xv

Molécula señalizadora

Unión del receptor con la molécula señalizadora

Receptor Membrana Plasma membrane plasmática

Neurona 1

Citoplasma Respuesta celular

Moléculas Neurotransmisores de proteína liberados durante el impulso nervioso

Sinapsis

Receptores que se unen al nuevo transmisor

Núcleo

Cambios en la expresión genética

Neurona 2

BB3.1

¿Cómo interactúan los genes con el ambiente? 160

BB3.2

¿La genética afecta nuestra percepción y respuesta al ambiente? 161

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales relacionados con los caracteres multifactoriales? 171

BB3.3

¿Cómo afectan las variaciones poblacionales la respuesta a los fármacos? 161

la sociedad bajo la lupa. revisión de la curva de campana 173

BB3.4

¿Cuál es la relación entre el cáncer y el ambiente? 161

Los diez puntos esenciales 174

BB3.5

¿Existe alguna relación entre la genética y la terapia contra el cáncer? 162

BB3.6

¿Cómo afectan al comportamiento las interacciones entre los genes y el ambiente? 162

BB3.7

¿Cómo interactúan los factores ambientales y los genes con el sistema inmune? 162

BB3.8

¿Cómo afecta el ambiente la frecuencia y el lugar donde ocurren las enfermedades genéticas? 163

10

Herencia poligénica y multifactorial 164

caso b. donación de órganos de bebé 171 10.5

Conceptos clave 174 Preguntas de repaso 174 Preguntas aplicadas 174 ¿Qué harías si . . . ? 175 En los medios 176

11

¿Qué es un caracter poligénico? 165

10.2

¿Qué es un caracter multifactorial? 166

10.3

¿Cuáles son las particularidades de los caracteres multifactoriales? 166 ¿Qué enfermedades son caracteres multifactoriales? 166 ¿Qué es la espina bífida? 167

11.1

¿Qué es el cáncer? 179

11.2

¿Cómo se relacionan los genes con el cáncer? 180

11.3

11.4

¿Cómo desarrollan cáncer de mama las mujeres? 183 ¿Los hombres pueden desarrollar cáncer de mama? 184

caso a. preguntas 184

caso a. preguntas 169

11.5

¿Qué otros caracteres multifactoriales existen? 169

¿Cuáles son otras causas genéticas del cáncer? 185

11.6

¿Cuál es la relación entre el ambiente y el cáncer? 186

¿La obesidad es un caracter multifactorial? 169 ¿La inteligencia es un caracter multifactorial? 170 ¿Cómo estudian los científicos los genes que controlan la inteligencia? 170 xvi

¿Cómo un proto-oncogen normal se convierte en oncogen? 180 ¿Qué es el ciclo celular? 180 ¿Cuáles son las etapas de la mitosis? 182 ¿Qué ayuda a regular el ciclo celular? 182 ¿Qué sucede en la citocinesis? 182 ¿Cómo se relaciona la transducción de señales con el cáncer? 183

¿La espina bífida es un caracter multifactorial? 168 ¿Cuáles son los riesgos ambientales que pueden contribuir a la formación de la espina bífida? 168

10.4

178

caso a. se ofrece a un paciente tratamiento nuevo contra el cáncer 179

caso a. píldoras prenatales 165 10.1

Cáncer y el ciclo celular

CONTENIDO

¿Qué factores ambientales están asociados con el cáncer? 186

B

N

B

O

a

O

n

N n B O

Síndrome de uña-rótula normal Tipo sanguíneo B Tipo sanguíneo O

N

a

11.7

n

CLAVE

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales relacionados con el cáncer? 187

Preguntas de repaso 203 Preguntas aplicadas 203

caso b. experimentos del gobierno en niños 187 la ética bajo la lupa. henrietta lacks y sus células inmortales 188

¿Qué harías si . . . ? 204 En los medios 204

13

Los diez puntos esenciales 190 Conceptos clave 190

caso a. una hermana quiere donar un riñón 207

Preguntas de repaso 190 Preguntas aplicadas 190

13.1

¿Cuál es la función del sistema inmunitario? 207

¿Qué harías si . . . ? 190

13.2

¿Cómo afectan los trasplantes de órganos o de tejidos al sistema inmunológico? 209

En los medios 191

12

Comportamiento

¿Qué factores determinan el éxito de los trasplantes de órganos? 209 ¿Los órganos animales pueden trasplantarse a humanos? 209

192

caso a. se encuentran dos gemelos extrañamente parecidos 193 12.1

¿Cómo se define el comportamiento? 193

12.2

¿Cómo trabaja el cuerpo para causar el comportamiento? 194

12.3

¿Cómo las modificaciones en los genes pueden causar cambios en el comportamiento? 194

12.4

¿Cómo estudiamos la genética del comportamiento? 195 ¿Cómo se usan los métodos recién discutidos para estudiar un caracter conductual? 197

caso a. preguntas 210 13.3

13.4

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales relacionados con el comportamiento? 199

la ley bajo la lupa. mobley vs georgia 201 Los diez puntos esenciales 203 Conceptos clave 203

¿Cómo se relaciona la infección del vih y el sida con el sistema inmunológico? 213 ¿Algunas personas son resistentes por naturaleza a la infección por vih? 213 ¿En qué poblaciones han mutado los alelos CC-CKR5? 214 ¿Algunas personas son susceptibles por naturaleza a la infección del vih? 214 ¿Los fármacos pueden prevenir que el vih entre a las células? 214

¿Un defecto causado por un solo gen puede causar una conducta agresiva? 198

caso b. conferencia importante en suspenso 198 12.6

¿Qué son los tipos sanguíneos? 211 ¿Qué determina el tipo sanguíneo ABO? 211 ¿Cómo se heredan los tipos sanguíneos ABO? 211 ¿Cómo funcionan las transfusiones de sangre? 211 ¿Pueden surgir problemas con las transfusiones? 211 ¿Cómo se hereda el factor Rh? 212 ¿Qué problemas causa el factor Rh en los recién nacidos? 212

caso a. preguntas 197 12.5

Tipos sanguíneos, trasplante de órganos y vih 206

13.5

¿Cómo se relacionan las alergias con el sistema inmunitario? 214

caso b. prisioneros se usan como conejillos de indias 215

CONTENIDO

xvii

13.6

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la donación de órganos? 216

Los diez puntos esenciales 231 Conceptos clave 231

la sociedad bajo la lupa. desarrollo de fármacos y protesta pública 217

Preguntas de repaso 231 Preguntas aplicadas 231

Los diez puntos esenciales 219

¿Qué harías si . . . ? 232

Conceptos clave 219

En los medios 232

Preguntas de repaso 219 ¿Qué harías si . . . ? 220

15

Un mundo diferente: pasado, presente y futuro de la genética humana 234

15.1

¿Qué podemos aprender del pasado? 235

Preguntas aplicadas 220 En los medios 220

14

Genética y poblaciones

222

caso a. un marcador en la sangre 223 14.1

Las familias “predilectas” ganan premios 235

15.2

¿Por qué los genetistas estudian a las poblaciones? 223 ¿Qué causa la Enfermedad de Huntington? 224

14.2

¿Qué otras condiciones genéticas se presentan con mayor frecuencia en poblaciones específicas? 224

14.3

¿Qué otras poblaciones tienen caracteres genéticos en común? 225

14.4

15.3

¿Las condiciones ambientales cambian la frecuencia de caracteres genéticos en una población? 226 ¿Cómo podemos medir la frecuencia alélica de una población? 227

Análisis y preguntas de investigación 248 Tareas de investigación extensa 248

¿Cómo podemos usar la ley de Hardy-Weinberg? 227 ¿Cómo se calculan la frecuencia alélica y la del genotipo heterocigoto? 227 ¿De qué otra manera podemos usar la ecuación de Hardy-Weinberg? 228

14.6

xviii

Investigación en células madre explicada 236 ¿Qué tan drásticos deberían ser los tratamientos? 237 Obtén los análisis genéticos 238 El genoma del perro 239 Ratón knock-out gana un gran premio 240 ¿Qué nos depara el futuro? 241 Se desarrolla útero artificial 241 Madre a cualquier edad 242 dna de tu bebé 244 Nuestro pariente más cercano 245 La pregunta fundamental 246 Por favor clonen a mi hija 246

caso a. preguntas 226 14.5

¿Cuáles son algunas de las nuevas tecnologías del presente? 236

Conceptos clave 248 Aprende escribiendo: la continuación del blog 248

¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la genética de poblaciones? 228

Apéndice. ¿Quieres aprender más?

caso b. una chica busca a sus ancestros 228 la sociedad bajo la lupa. la herencia de una tribu africana es revelada 229

Glosario

CONTENIDO

Índice

289

299

249

Prefacio Para hacerlo simple, escribimos este libro con el objeto de colocar directamente a la genética y su papel emergente como una entidad social y cultural en la vida cotidiana de los estudiantes. El libro está escrito para ser usado en cursos de nivel licenciatura llenos de estudiantes de una gran gama de disciplinas, con poco o ningún antecedente científico. En la enseñanza, como en muchas otras actividades de la vida, poner al sujeto bajo un contexto es importante. En nuestra área de estudio esto incluye relacionar los rápidos avances de la genética con la vida cotidiana. Con el creciente interés de Internet y los medios en la genética, la distancia entre los hallazgos en las investigaciones de laboratorio y los nuevos productos, medicamentos y alimentos se acorta día con día. Conforme esta distancia se acorta, queda claro que los estudiantes no están expuestos a la genética sólo en el salón de clases. Hoy, la genética y otros aspectos de la ciencia se infiltran en muchas facetas de nuestra vida. Como individuos y miembros de la sociedad, necesitamos llegar a un consenso sobre los impactos sociales, políticos, culturales, éticos y legales de la genética y las tecnologías relacionadas, así como sobre el uso de estas ventajas para el beneficio de todos. Como parte de esta discusión, la comprensión de las nuevas elecciones que enfrentamos y las consecuencias sociales de usar estas tecnologías deben ser discutidas en un pie de igualdad con la genética relevante y los conceptos científicos. Los libros de texto actuales no ignoran las implicaciones sociales, legales o personales de los avances en la genética. Sin embargo, estos importantes tópicos frecuentemente están separados de la ciencia al ser colocados al final de los capítulos donde solamente son representados por una serie de preguntas o actividades en línea. Ocasionalmente los cuadros de texto que hacen referencia a aspectos singulares se esparcen a lo largo de los capítulos. Separar estos aspectos no le hace un favor a los estudiantes y subestima la creciente importancia de los aspectos no científicos de la genética humana. Los consumidores enfrentan diariamente un gran número de elecciones que están basadas en la genética y la tecnología del dna recombinante. Éstas incluyen pruebas de paternidad disponibles en cualquier farmacia que usan dna de raspado de mejilla. También existen sitios de internet que ofrecen rastrear tu ascendencia entre personas que vivieron hace miles de años, y existen credenciales de identificación de dna que portan el perfil perso-

nal y análisis de dna que ofrecen identificar, en tu genoma personal, factores de riesgo a ciertas enfermedades. Además, una variedad de opciones reproductivas en incremento ofrecen maneras de tratar la infertilidad, seleccionar el sexo de un niño antes del embarazo, analizar enfermedades genéticas, e incluso escoger los embriones compatibles con los hermanos mayores para que los niños menores sirvan como donadores de órganos para los primeros. Conforme la información sobre el Proyecto Genoma Humano se usa para desarrollar más pruebas de diagnóstico y más tratamientos, las opciones de cuidado médico se expanden de manera no lineal. No es difícil imaginar que en los próximos años los registros médicos incluirán la secuencia del genoma personal acoplado con información sobre enfermedades que un individuo tiene, que puede tener o las que está en riesgo de contraer. Estos datos serán usados para desarrollar planes de medicina personalizada, con tratamientos y fármacos seleccionados con dosis basadas en los perfiles alélicos, tasa metabólica y resultados predichos derivados del estado genético.

Base lógica Para que los estudiantes naveguen a través de los cambios y elecciones que la sociedad enfrentará en la reproducción, cuidado médico, sitios de trabajo y otros aspectos de nuestra vida pública, la educación científica debe considerar las conexiones entre la ciencia y sus implicaciones más amplias en nuestra vida. Los cambios generados por la genética y la biotecnología obligarán a las nuevas generaciones a repensar muchos convencionalismos culturales y sociales que están presentes. Se crearán nuevas leyes para proteger la información del mal uso y proteger a los individuos afectados con enfermedades genéticas. Este libro fue escrito específicamente porque: • Los estudiantes de hoy serán los consumidores de estas nuevas tecnologías y estarán activamente involucrados en la toma de decisiones de su uso y las formas en las que los afectan a ellos y a terceros. • Para que los estudiantes puedan tomar decisiones informadas, especialmente aquellos que no son científicos, éstas deben estar basadas en algún entendimiento de la genética humana. • Los estudiantes deben comprender el impacto social y las consecuencias asociadas con el uso de la tecnología genética. CONTENIDO

xix

Los objetivos de este libro 1. Fácil lectura. Los estudiantes enfrentan suficientes términos nuevos en la jerga científica equivalentes a aprender un nuevo idioma. Frecuentemente esto es un gran obstáculo para el aprendizaje. Tanto como pudimos, usamos el lenguaje cotidiano para explicar los conceptos genéticos y dar ejemplos comprensibles sobre dichos conceptos. Esto no sólo desmitifica la ciencia y la hace fácil de comprender, también promueve la retención al omitir la necesidad de recordar docenas de acrónimos y su significado junto con los conceptos. Los estudiantes encontrarán que éste es un texto que quieren leer y mantener como referencia. 2. Relevancia. Cada capítulo inicia con un caso basado en la vida real, describiendo una situación que muchas personas enfrentan cotidianamente. Esto es seguido de una explicación de la ciencia referente a la situación para proveer un antecedente en discusiones posteriores. Con el conocimiento científico a la mano, los estudiantes están equipados para explorar la relación entre los conceptos genéticos y las preguntas que vienen en cada caso. Al aplicar los conceptos científicos al caso, fácilmente pueden ver cómo la genética es relevante para ellos. 3. Contexto. Cada capítulo contiene una sección que trata los aspectos éticos y legales relacionados con los conceptos genéticos presentes en el capítulo, y la mayoría contiene detalles de un caso legal relacionado. Estos casos han moldeado la respuesta de la sociedad al definir cómo, cuándo y si los nuevos descubrimientos y tecnologías serán usados. Una revisión de estas cuestiones y decisiones provee la oportunidad de seguir discutiendo la ciencia que se aplica a la vida de los individuos y a la sociedad en general. 4. Intereses. Al leer el caso abierto en el capítulo, los estudiantes se comprometen con las personas involucradas y sus procesos de decisión. Los estudiantes se preguntarán a sí mismos cómo podrían reaccionar. Esta curiosidad los motivará a seguir leyendo y aprendiendo sobre la ciencia involucrada y los ayudará a integrar esta información a su vida.

Características del libro Con el fin de ayudar a preparar a los estudiantes a tomar decisiones informadas, hemos escogido un enfoque directo para enseñarles genética humana. Sentimos que es muy importante llevar los aspectos sociales, legales, éticos y personales junto con el texto para darles un plano de igualdad con la ciencia. Este lineamiento nos permite lograr varias metas importantes: • Muestra cómo avances específicos de la ciencia tienen un impacto que va más allá del laboratorio científico e influyen en nuestras decisiones cotidianas, como comprar o no comprar alimentos genéticamente modificados, qué análisis médicos hacerse, qué tecnología usar para tener un bebé, e incluso qué ambiente de trabajo es mejor para nosotros. • Presenta las discusiones sobre los aspectos sociales, éticos y políticos generados por los descubrimientos en la genética humana; hemos escogido usar la ley para resaltar esta referencia. La ciencia y la ley están en creciente colisión. xx

PREFACIO

•

•

•

•

Los jueces y jurados están siendo bombardeados con preguntas científicas en las demandas judiciales, los juicios de asesinato, e incluso en casos de custodia. Estas decisiones de la Corte proveen un espejo con el cual examinar cómo percibimos y manejamos como sociedad las tecnologías genéticas, y pueden ayudarnos a decidir cómo traducir el uso de la genética y tecnologías relacionadas a nuestra vida diaria. Además, entre más decisiones debe tomar el público sobre estos aspectos, más difíciles se volverán. Éstas tienen un impacto acumulativo que se extiende a muchos niveles de nuestra sociedad. Debido a que muchas están relacionadas, todo se vuelve más complejo. Como resultado, frecuentemente nos referimos a las Cortes como una guía y como un foro para tomar estas decisiones. Usando la ley como una guía, podemos discutir tópicos sociales y éticos relevantes que estén relacionados con la genética, sin dejar que las opiniones y creencias políticas o religiosas influyan sobre nuestra discusión directa. No todos pueden estar de acuerdo con las leyes propuestas o con las decisiones, pero incluso el desacuerdo puede servir como un punto de discusión, siempre usando los hechos establecidos por la ciencia como un fundamento. Al mirar a través de la lente de las leyes que ya han sido aceptadas y los casos que ya han sido decididos, podemos hacer de la genética humana algo más significativo y permitir que los estudiantes vean cómo cambiará nuestra vida en el futuro. Además, discutir preguntas que aún no han sido resueltas y hacer preguntas que puedan surgir en el futuro, hará que los estudiantes sean mejores consumidores y votantes más educados. Nuestras opiniones son importantes, y alentamos a los usuarios de este texto a leerlas, discutirlas y formar sus propias opiniones sobre el impacto de la genética en los individuos y la sociedad. Para ayudar a que los estudiantes hagan esto, nosotros los motivamos a comenzar y mantener un blog. Para ayudar al blog, hemos incluido preguntas a lo largo de los capítulos que conectan casos y contenido científico. Las preguntas, al término de los capítulos, tienen un final abierto y alientan a los estudiantes a formar opiniones educadas y a poner esas opiniones en uso al tomar decisiones. Una vez que los estudiantes han aprendido la ciencia, pueden examinar los casos, las decisiones legales y las preguntas al final del capítulo bajo la luz de su propia política, antecedentes familiares o creencias religiosas. En discusiones con sus compañeros, o a través de sus blogs, aprenderán las opiniones de otros y podrán volver a evaluar las propias, pero en cualquier caso aprenderán a usar el pensamiento crítico basado en hechos para tomar las decisiones científicamente fundadas que afectarán su futuro.

El programa artístico Al abrir el libro notarás un extenso programa artístico. Esto no es un accidente. Dada la competencia de otros medios que los estudiantes usan, hemos hecho énfasis en las ilustraciones y fotografías que apoyan y mejoran el aprendizaje de los conceptos y que llevan los casos y ejemplos a la vida. Para inte-

grar directamente el arte con el texto, el programa artístico es presentado de una manera más informal, pues muchas de las figuras no están numeradas y no tienen subtítulos. El programa de arte ha sido diseñado para proveer a los estudiantes no científicos fotos dinámicas e ilustraciones que hagan los conceptos más accesibles y fáciles de entender. Esta interacción entre arte y texto refuerza los conceptos y ayuda a los estudiantes a retener y aprender. Hemos hecho un esfuerzo para seleccionar nuevas fotografías con el fin de darle al texto una perspectiva fresca sobre la enseñanza de la genética. El diseño artístico ha sido cuidadosamente realizado para realzar y proveer una manera visual de aprender el material. Usamos ilustraciones documentadas para enfatizar la genética básica que los estudiantes encontrarán, o que tal vez ya hayan encontrado en su vida.

Características pedagógicas y organización de los capítulos Después de una breve sinopsis, comenzamos el libro con capítulos sobre sexo, desarrollo y tecnologías reproductivas antes de entrar en aquellos que hacen mayor énfasis en la genética. Hicimos esto porque los tópicos en los capítulos iniciales son importantes y de interés para casi cualquier persona, además de que representan áreas en las que la tecnología ha tenido una influencia significativa. El impacto social y los aspectos éticos y legales que surgen por el desarrollo y uso de esta tecnología son definidos. Esto le ofrece a los estudiantes una forma de ajustarse a la manera de trabajar el libro y ver la naturaleza interrelacionada de la ciencia y sus aplicaciones. Este libro está organizado en tres secciones: los capítulos 1-4 cubren la reproducción, desarrollo, meiosis, formación de gametos y transmisión de genes. Los capítulos 5-9 enfatizan los aspectos moleculares de la genética, e incluyen una cobertura de la expresión genética, mutaciones, tecnología del dna recombinante, biotecnología, análisis genéticos, ciencia forense con uso de dna y el Proyecto Genoma Humano. Los capítulos 10-14 discuten la relación entre los genes y el ambiente. El Capítulo 15 considera el pasado, presente y futuro de la genética humana, mostrando cómo la información genética ha sido usada, y ofrece un vistazo a lo que podría ser el futuro de la tecnología genética. Cada grupo de capítulos es precedido por una corta sección titulada Básicos de la biología. Los capítulos 1-4 son precedidos por Básicos de la biología: células y estructura celular. A los capítulos 5-9 antecede Básicos de la biología: dna. A su vez, antes de los capítulos 10-15 se incluye Básicos de la biología: genes, poblaciones y ambiente. Estas secciones servirán como un repaso para aquellos que ya han tomado cursos de biología, y les dará a los que no tienen conocimiento previo una oportunidad de aprender lo básico. Nosotros creemos que esta organización es una importante herramienta pedagógica tanto para el maestro como para los estudiantes. En cada sección de Básicos de la biología equipamos a los estudiantes con los conceptos biológicos subyacentes necesarios para leer y comprender el material de los siguientes capítulos. Esta organización tiene dos ventajas: • Ordena los conceptos biológicos básicos en una sección. Esto le da al estudiante una sola fuente para aprender y revisar la

biología subyacente en la genética discutida en los siguientes capítulos. También le permite al instructor dejar como tarea una lectura de esta sección para asegurarse de que todos los estudiantes estén familiarizados con la biología que está detrás del material en el subsecuente grupo de capítulos. • Permite que cada capítulo se enfoque en los conceptos genéticos esenciales en lugar de intercalar el material de los fundamentos biológicos con la genética. Esto evita que los capítulos se abarroten de conceptos y les deja a los estudiantes una clara comprensión de los tópicos genéticos relacionados que se discuten. Entre cada capítulo se han seleccionado y organizado características que ayuden a los no científicos a identificar claramente y comprender los conceptos genéticos relevantes, así como a considerar los aspectos éticos, legales y sociales relacionados. Estas características incluyen:

Puntos centrales, secciones esenciales y los diez puntos esenciales Cada capítulo comienza con una corta lista de los temas que serán cubiertos. Los estudiantes pueden usar esta lista de puntos esenciales para revisar el material. También provee una manera útil para que los estudiantes organicen un resumen cuando se preparan para los exámenes. Cada punto esencial corresponde a una sección del texto y une los esenciales listados al final de la sección. Al término de cada capítulo están los Diez puntos esenciales.

Casos Los capítulos inician con una historia escrita en el lenguaje cotidiano sobre un individuo o su familia enfrentando el hecho de aprender algo acerca de la genética: una enfermedad, un diagnóstico, una terapia o una decisión que tomar. La historia inicial ha sido escrita para proveer los fundamentos de una presentación de los conceptos genéticos relevantes que siguen. Después de que los estudiantes leen el caso abierto, pueden trabajar a través de la ciencia y relacionarla con las personas en los casos y su problemática. Además, cerca del final de cada capítulo, un segundo caso es presentado. Éste puede ser la continuación del primero o uno nuevo diseñado para que los estudiantes piensen sobre lo que han aprendido bajo la luz de la ética y la ley.

Preguntas de los casos Siguiendo el caso abierto y revisando el resumen de los conceptos genéticos, una serie de preguntas prueban la relación entre la situación presentada en el caso abierto y la genética vinculada. Frecuentemente estas preguntas le piden a los estudiantes que tomen decisiones sobre los aspectos sociales y genéticos que estos casos levantaron. Esto hace que sea necesario que el estudiante comprenda la ciencia para poder tomar decisiones fundamentadas sobre su vida personal o profesional.

En cuanto a números Esta lista nos proporciona datos sobre la frecuencia de enfermedades genéticas, factores de riesgo para enfermedades y otra

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xxi

información que ilustra cuántas personas son afectadas por problemas específicos o situaciones relacionadas con la genética. Esta tabla nos llama la atención sobre cómo los números juegan un papel en la genética. En muchos de los medios actuales, las estadísticas son presentadas de esta forma para atraer nuestra atención a información importante.

Aspectos éticos y legales Siguiendo las preguntas de los casos y la ciencia, consideramos que las cuestiones legales y éticas son relevantes para la genética discutida en los capítulos. Esto señaliza los aspectos éticos y legales que surgen del uso o la falta de uso de la tecnología genética. Una tabla resuelve los cuestionamientos básicos que frecuentemente examina los problemas de pacientes y médicos, y los puntos de vista de abogados, dándole al estudiante un enfoque equilibrado sobre los tópicos. La tabla muestra cómo algunas de estas cuestiones ya han sido resueltas por las cortes estadounidenses y las legislaciones tanto a nivel estatal como federal.

Bajo la lupa Una sección llamada Bajo la lupa se presenta al final de cada capítulo. Estas secciones son de tres tipos: La ley bajo la lupa, La sociedad bajo la lupa y La ética bajo la lupa. Cada una incluye una situación verdadera o un caso legal relacionado con la genética. El caso legal o situación social de esta sección resalta los conceptos genéticos del capítulo y los problemas generados a partir de la aplicación de este conocimiento. La sección analiza casos fundamentales y situaciones de la vida real que ahondan en cómo han afectado la genética o cómo la genética los ha afectado a ellos. Juntos se entrelazan con el capítulo para ilustrar cómo el uso y efectos de la información genética y la tecnología son interpretados por las cortes y el público. Esta sección ayuda a los estudiantes a aprender lo que las cortes estadounidenses han encontrado como aceptable o inaceptable sobre la genética y después a aplicar esta información a lo largo de los capítulos siguientes. Algunos de los temas cubiertos en la sección incluyen el estado legal y custodia de los embriones congelados, la pertenencia de líneas celulares, cómo el estudio de algunas poblaciones ha ayudado a la genética y cómo la opinión pública y la política han cambiado la actitud de la sociedad.

Características del final de los capítulos Estas secciones incluyen elementos innovadores que resaltan los temas del capítulo y refuerzan las ideas presentadas. Algunas de éstas son:

¿Qué harías si…? Las ideas principales del capítulo son reforzadas al plantear preguntas hipotéticas que le piden al estudiante tomar decisiones usando toda la información del capítulo, incluyendo los conceptos genéticos, éticos, legales y sociales, así como los problemas que se postularon en cada uno. Las preguntas colocan a los estudiantes en varias situaciones, incluyendo a las personas en los casos abiertos, a legisladores, médicos, jueces y otros sujetos que frecuentemente toman decisiones per-

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sonales y profesionales que los afectan a ellos mismos y a terceros.

Preguntas de repaso Cada capítulo termina con dos juegos de interrogantes. Las preguntas de repaso se aseguran de que los estudiantes tengan un conocimiento de los conceptos básicos genéticos presentados en el capítulo. Esto les da una oportunidad de clarificar su conocimiento sobre los conceptos como una forma de prepararse para los exámenes y responder el siguiente juego de preguntas.

Preguntas aplicadas Esta sección relaciona conceptos específicos en el capítulo con situaciones donde los individuos se enfrentan a decisiones basadas en los resultados de los diagnósticos genéticos y/o riesgos de enfermedades genéticas. Estas preguntas dirigen a los estudiantes a calcular, investigar y analizar los últimos materiales disponibles en la red y en las revistas científicas al pedirles que investiguen temas como una manera de evaluar los pros y contras, así como las limitaciones de la tecnología genética.

Crear un blog En varios capítulos se incluye un componente titulado Aprende escribiendo, que está insertado en la sección de Preguntas aplicadas. Nosotros le sugerimos a los estudiantes que comiencen un blog, ya sea en su servidor institucional o en un sitio público, y en las preguntas al final de varios capítulos sugerimos temas posibles para la discusión en el blog. También le recordamos a los estudiantes que inviten a otros a participar en las actividades de la red.

En los medios Esta sección usa noticias recientes de periódicos, revistas, televisión y la red para personalizar las historias de la gente y sus acciones, reacciones y comprensión de la genética y sus aplicaciones. Esta sección puede ser usada como base de discusiones en la clase, o como tareas para que los estudiantes sepan cómo los problemas mencionados en los artículos interactúan a través de diferentes religiones, sistemas políticos o culturas.

Conceptos clave Se trata de una lista alfabetizada de los términos marcados en negritas que incluyen los números de página donde aparece por primera vez el término, y se encuentra definido dentro del texto. Estos conceptos son definidos en el glosario, y la lista provee a los estudiantes una manera organizada y accesible de entender los términos genéticos importantes.

Material auxiliar Para los maestros dvd de Lecturas con JoinIn Esta biblioteca digital y herramienta de presentación incluye diapositivas preensambladas en Microsoft® PowerPoint®. Además de un manual completo de instrucciones, exámenes en blanco y lecturas de comprensión, también incluye todos los recursos mediáticos organizados por capítulo: una biblioteca de imágenes y las fotos del libro, animaciones, videoclips y otros. El Sistema de Respuesta de Estudiantes JoinIn le permite hacer preguntas específicas del libro y desplegar la respuesta a los estudiantes con diapositivas hechas en Microsoft® PowerPoint® en conjunto con su hardware preferido.

Cengagenow Cengagenow™ es una herramienta de aprendizaje en línea que le ofrece más control en menos tiempo y da mejores resultados. También le brinda recursos de enseñanza y aprendizaje en un programa intuitivo organizado alrededor de actividades esenciales que puede realizar en su clase, así como lecturas, creación de tareas, calificación, exámenes y analizar el progreso de los estudiantes.

Manual de Instrucciones en línea Cada capítulo tiene sugerencias de videos y nuevos clips que pueden ser incorporados a su clase, además de tópicos sugeridos para discusión, artículos y actividades. También están disponibles en el dvd PowerLecture: • • •

Resumen y lecturas que organizan el material y tienen conceptos clave integrados y resaltados. Consejos de enseñanza que dan ideas sobre otras maneras de comprometer a los estudiantes con el material. Respuestas sugeridas para todas las preguntas en el capítulo.

Exámenes en blanco El banco de pruebas contiene una variedad de preguntas, como opción múltiple, verdadero/falso y respuestas cortas para ayudarle a crear exámenes. • Incluye más de 750 nuevas preguntas escritas específicamente para este texto.

escoger el sexo de su hijo o vivir con el gen del cáncer. Estos videos pueden iniciar discusiones en la clase y proveer oportunidades para que los estudiantes analicen las noticias.

Para los estudiantes Cengagenow Cengagenow™ es una herramienta en la red que ayuda a los alumnos a estudiar en menos tiempo para obtener lo que quieren. Con Cengagenow™ estudio personalizado (una herramienta de diagnóstico que contiene recursos textuales valiosos), los estudiantes se enfocan sólo en lo que no saben, para aprender más en menos tiempo y obtener mejores calificaciones. La tarjeta de acceso impresa de Cengagenow puede incluir lo siguiente: •

Libro en línea interactivo. Esta versión completa del texto en línea está integrada con recursos multimedia y características de estudio especiales, otorgando la motivación que muchos estudiantes necesitan para estudiar y la interacción que requieren para aprender. • InfoTrac® College Edition. Esta completa biblioteca en línea le ofrece a los usuarios acceso a artículos completos de genética de varias revistas actuales y otras de más 20 años de antigüedad. • Tutor personal. Este servicio de tutor personalizado con smarthinking le da a los estudiantes acceso en vivo a un experto en biología. La característica de poder escribir mensajes de texto le ayuda a los estudiantes con sus tareas y a repasar para los exámenes.

Guía de estudio Esta guía ha sido diseñada para complementar el libro de texto, pues incluye el estudio de casos adicionales para cada capítulo, lo que le da a los estudiantes más oportunidades de pensar sobre cómo la ciencia y la genética pueden aplicarse en su propia vida. Un resumen que tiene que completar el alumno y varias preguntas extra se aseguran de que comprenda el material. • •

Nuevos casos de estudio que no están incluidos en el libro de texto ayudan a mejorar el aprendizaje. Un resumen que tiene que ser llenado por los estudiantes en cada capítulo les permite revisar y verificar su comprensión del contenido.

Sitio web de los compañeros de estudio ExamView Este programa le ayuda a crear y entregar exámenes personalizados (impresos y en línea) en minutos. Incluye todas las preguntas del Test Bank.

El sitio web del libro, que puede encontrarse en www.cengage.com/biology/yashon/hgs1, le ofrece a los estudiantes una variedad de herramientas de estudio y útiles recursos, como pruebas, glosarios, actividades en internet, tarjetas de preguntas, InfoTrac, weblinks y más.

Transparencias Este juego tiene todas las figuras importantes y fotos del texto haciendo que sea fácil incorporarlas a sus lecciones.

ABC noticias: genética en los titulares Los videoclips informativos cubren las historias más recientes en la genética. Los temas incluyen el uso del pgd para

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Agradecimientos Este libro comenzó con una conversación entre uno de nosotros (mrc) y Peter Adams, quien en aquel tiempo era el editor ejecutivo de Brooks/Cole. Peter pronto se volvió un entusiasta apoyo de la idea, y fue el editor original del proyecto. También fue responsable de juntarnos como autores. La aportación de Peter, que venía de muchos años de experiencia y conversaciones con instructores y estudiantes, ayudó a moldear el libro. Estamos muy agradecidos por sus esfuerzos y, en particular, por su papel como “casamentero” de autores. Yolanda Cossio, la editora de biología en Brooks/Cole, llegó en una etapa temprana del proyecto. Su perspectiva fresca y atención a la calidad y pedagogía contribuyeron a guiar el proyecto a través de sus etapas cruciales de desarrollo y nos ayudaron a cumplir nuestras metas. Tuvimos buena suerte al tener a Christopher Delgado como nuestro editor de desarrollo. Trabajar con él fue uno de los aspectos más disfrutables de escribir el libro. Su actitud positiva y su habilidad para codearse con dos autores frecuentemente quisquillosos y ponerlos de nuevo en marcha fue asombrosa. Especialmente disfrutable fue su sentido del humor ingenioso y sutil que hizo que el tiempo invertido en el proyecto pasara rápido. Él compartía nuestra visión y era incansable en la búsqueda de calidad en cada nivel del libro. Gran parte de cómo se ve y está escrito este texto es resultado de su esfuerzo. Nuestra asistente editorial, Lauren Oliveira, que manejó el material auxiliar impreso, Kristina Razmara, la editora de medios, y Amy Schneider, la correctora de manuscritos, completaron el equipo editorial. Se adaptaron a las siempre cambiantes fechas de entrega y llevaron el libro a la producción de una manera que pareciera no haberles costado trabajo. Agradecemos especialmente a Suzannah Alexander, que supervisó el departamento de arte y el programa de ilustración. Ella creó muchas figuras sobresalientes que agraciaron el libro y le concedieron el glamour artístico a la presentación de figuras en cada capítulo. Ella parecía saber lo que queríamos incluso antes de que pudiéramos visualizarlo. Además, el personal de Lachina Publishing Services trabajó pacientemente a través de varios cambios de último minuto en las figuras. Las muchas tareas involucradas en la búsqueda de fotografías fueron manejadas por Susan Van Etten y Pre-Press PMG. Le tenemos una deuda de gratitud a Gerry McNeil por su tremendo esfuerzo de leer el manuscrito completo y revisar que fuera certero. Él hizo su tarea con paciencia, y se enfocó en los matices de las palabras y sugerencias sobre la terminología, lo que hizo que este libro fuera más amigable para los estudiantes. Karen Kurvink y Mary King Kananen también hicieron valiosas sugerencias que moldearon el enfoque y precisión del mismo. También agradecemos a Gwendolyn Kinebrew, quien sugirió el nombre de las secciones “Básicos de la biología”. A pesar de sus esfuerzos, nosotros los autores seguimos siendo responsables de cualquier error que contenga el libro. Una vez que el manuscrito llegó a producción, Andy Marinkovich, el director de producción, Katherine Wilson, la directora del proyecto, y Judy Inouye, la encargada de impresión, tomaron el mando y con energía y una atención cuidadosa ante los detalles, lo movieron a través de todas las etapas del proceso de producción. xxiv

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El material del apéndice fue tomado de Intervention and Reflection: Basic Issues in Medical Ethics (Intervención y reflexión: problemas básicos en la ética médica), 8a. ed., por Ronald Munson. Le damos gracias a todos los que jugaron un papel en crear este texto, y conforme hacemos nuevas ediciones, esperamos que los instructores y estudiantes nos ayuden a mejorarlo como una fuente para aquellos que quieren enseñar y aprender sobre las interacciones entre la genética humana y la sociedad.

Revisores Los siguientes revisores jugaron un papel decisivo en el desarrollo de este texto a través de su retroalimentación y sugerencias: William P. Baker, Universidad de Midwestern; Bruce Bowerman, Universidad de Oregon; Cherif Boudaba, Universidad de Tulane; Jay L. Brewster, Universidad de Pepperdine; Mary Bryk, Universidad Texas A&M; Barry Chess, Pasadena City College; T. B. Cole, Universidad de Kent State; Patricia L. Conklin, SUNY-Cortland; Drew Cressman, Sarah Lawrence College; William Cushwa, Clark College; Thomas R. Danford, West Virginia Northern Community College; Kathleen Duncan, Foothill College; Cheryld L. Emmons, Universidad de Alfred; Michael L. Foster, Universidad de Eastern Kentucky; Gail E. Gasparich, Universidad de Towson; Urbi Ghosh, Triton College; Nabarun Ghosh, Universidad West Texas A&M; Meredith Hamilton, Universidad del Estado de Oklahoma; Deborah Han, Palomar College; Jennifer Herzog, Utica College; Barbara Hetrick, Universidad del Norte de Iowa; Robert Hinrichsen, Indiana Universidad de Pensilvania; Mary King Kananen, Universidad de Penn State-Altoona; Gwendolyn M. Kinebrew, Universidad de John Carroll; Jennifer Knight, Universidad de Colorado; Karen Kurvink, Moravian College; Clint Magill, Universidad de Texas A&M-Estación de bachillerato; Gerard P. McNeil, York College CUNY; Tyre J. Proffer, Universidad de Kent State-Salem; Michael D. Quillen, Maysville Community and Technical College; Laura Rhoads, SUNY-Potsdam; Michael P. Robinson, Universidad de Miami; Jeanine Sequin Santelli, Keuka College; Monica M. Skinner, Universidad del Estado de Oregon; Sue Trammell, John A. Logan College; Jose Vazquez, Universidad de Nueva York; Mary Ann Walkinshaw, Pima Community College; Dan Wells, Universidad de Houston; Robert Wiggers, Stephen F. Universidad de Austin; Denise Woodward, Universidad de Pensilvania-Universidad Park; y Calvin Young, Fullterton College.

Contactando a los autores Queremos saber qué opinan los instructores y los estudiantes sobre el libro, los nuevos hallazgos que les gustaría ver en futuras ediciones, y las cosas que no les gustan, o que creen que no están funcionando, con sugerencias para mejorarlas. Por favor, contacta a Ronnee Yashon en [email protected] y/o a Michael R. Cummings en [email protected], y haznos saber cómo podemos mejorar este texto o su pedagogía.

Sinopsis. Genética en tu vida ¿Alguna vez te has preguntado por qué te pareces a tus padres? ¿Has ido a una cafetería y observado cómo las familias que hablan se parecen entre sí? ¿Alguna vez has visto anuncios en la televisión que venden pruebas para identificar el gen del cáncer de mama? ¿Conoces algunos gemelos idénticos? ¿Cuando caminas por los . os tic fotogalería nen genes idén Los gemelos tie ges pasillos de la farmacia, has visto tty Ima Digital Vision/Ge kits de pruebas de dna para determinar la paternidad? Si tu respuesta a cualquiera de estas preguntas es sí, entonces este libro es para ti. Algunas personas dicen que no les gusta la ciencia. No tienen interés en ella. Piensan que no tiene nada que ver con su vida. Pero la genética humana es más que la ciencia. Se ha vuelto una parte importante de nuestra sociedad que tocará nuestras propias vidas y las vidas de tus familiares y amigos en muchas formas. Algunas de estas formas serán discutidas a lo largo del libro. Tú podrás tomar lo que has aprendido en este curso y aplicarlo en la vida real. Examinaremos la genética a través de los ojos de los casos de estudio basados en la vida de personas reales, posiblemente gente que tu conozcas. Con un poco de suerte, tal vez hables con tus amigos y familia sobre los casos que estarás leyendo. Son situaciones interesantes y que provocan el pensamiento, así como fotogalería ratorio también son buenas para cobo la de s ico Los técn a. menzar una conversación. trabajan con dners search Phanie/Photo Re Los casos y las preguntas que generan te permitirán analizar tu propio conocimiento, pensamientos, sentimientos y opiniones sobre muchos aspectos relacionados con la genética para que los puedas compartir con otros. Éstos incluyen información sobre tu propia herencia. Algunas de tus preguntas serán respondidas; otras no lo serán. La ciencia es un proceso en curso en donde las preguntas son el punto de inicio de más preguntas.

¿Te puedes poner en el lugar de estas personas? • Una mujer que va a dar a luz a su primer hijo. • Un hombre haciéndose un análisis de infertilidad. • Un científico con un gran descubrimiento que quiere compartir con el mundo. • Un doctor que le da malas noticias a un paciente. Si puedes hacerlo, podrás ganar nuevos puntos de vista a lo largo de los casos en cada capítulo. Si no puedes hacerlo, los casos pueden ocasionarte preguntas que te ayudarán a comprender los problemas que enfrentan estas personas, y te harán cuestionarte qué harías si estuvieras en su situación. fotogalería , junto Además, conforme prote los doctores Frecuentemen , tienen que tomar cede el curso, estarás analies nt con sus pacie ticas importantes. zando tus propias opiniones decisiones gené /Jupiter Images Thinkstock Images y las opiniones de otros, así como estarás hablando con terceros sobre los problemas relacionados con la genética que aparecen en la medicina, política, leyes y las normas sociales. Conforme adquieras más información y examines y discutas estos problemas, tus opiniones se refinarán e incluso tal vez cambies de parecer sobre algunas cosas. Encontrarás que muchas personas tienen preguntas sobre la genética y los usos de las nuevas tecnologías. Después de usar este libro, podrás responder tus propias preguntas y las de otros, e incluso ayudar a miembros de tu familia a comprender sus antecedentes genéticos. Verás referencias en sitios de redes sociales, blogs, páginas de internet, y en revistas que te intrigarán y te recordarán muchas cosas de este libro. Esa es la meta: poner la genética humana en la vida cotidiana, y equiparte con el conocimiento que se requiere para hacer una decisión informada sobre el uso de la genética en tu vida personal y en nuestra sociedad. Por eso titulamos al libro Genética humana y sociedad. Para compartir tus opiniones y tu conocimiento, piensa en crear tu propio blog e invitar a otros miembros de tu clase, tu familia y amigos a participar y ver qué piensan, y cómo pueden trabajar los problemas en conjunto. Ve algunas ideas CONTENIDO

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para el blog en el Capítulo 1 y en otros capítulos a lo largo del libro. Como puedes ver en la siguiente tabla, los tópicos que cubriremos en el libro incluyen preguntas que te harán empezar a cuestionarte sobre la genética humana y lo que harías cuando te enfrentes con ciertas preguntas. ¡La genética está en todos lados! La ves en la televisión, en la publicidad, en los programas de discusión e incluso en las comedias. El problema es que gran parte de la información que has estado viendo y escuchando es una simplificación excesiva de la genética

fotogalería

s ntrar pregunta Se pueden enco a humana en tic né ge la sobre ogs y en otras internet, en bl d. re la páginas de Digital Vision/Ge

humana. En este libro hemos hecho un esfuerzo para proveer información esencial que es comprensible y accesible. Hemos hecho esto al comenzar cada capítulo con un caso de estudio que presenta un problema real enfrentado por gente real, seguido de una discusión de los conceptos genéticos relacionados con el problema. Éstos son seguidos de preguntas, discusiones sobre aspectos legales, éticos y sociales que surgen del uso y la aplicación de la genética y su tecnología asociada.

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Uno de nuestros temas

Una pregunta personal

Tu propia genética

¿Yo soy portador de este gen?

Los análisis genéticos ahora y en el futuro

¿Me pedirán hacerme un análisis para obtener información sobre mi genética?

Analizar todos los genes humanos y saber qué hacen

¿Cuándo sabremos todo sobre los genes humanos y cómo trabajan?

Aplicar la genética a las acciones legales como el procesamiento criminal y civil

¿Un hombre en prisión debe ser liberado si la evidencia de dna demuestra su inocencia?

Martin Shields/Photo Researchers, Inc.

Cortesía de Ifti Ahmed

Keith Brofsky/Stockbyte/Getty Images

Cheryl Casey/iStockphoto.com

Algunas preguntas con las que puedes encontrarte…

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CONTENIDO SINOPSIS. GENÉTICA EN TU VIDA

En el futuro cercano, el análisis de nuestros genomas puede afectar las tarifas de nuestro seguro, nuestros tratamientos médicos y estilo de vida si deseamos disminuir el riesgo de ciertas enfermedades, nuestro pensamiento político e incluso más cosas. Este libro te permitirá estar a la cabeza de otros que no están interesados en cómo la genética está cambiando nuestra vida. Es un libro que usarás mucho después de que el curso haya acabado. Bienvenido al mundo de la genética humana y la sociedad.

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s blarán sobre lo Las familias ha nética humana Ge ro lib casos del y sociedad. Creatas Images/Ju

¿Querrás ser un especialista en ciencia cuando hayas acabado el libro? Tal vez no, pero habrás obtenido información científica útil. Tal vez puedas despertar el interés de tu familia y amigos en el material y ofrecerles suficientes antecedentes como para ayudarlos a tomar sus propias decisiones. Estamos seguros de que lo que aprenderás en este libro se quedará contigo por toda tu vida. Así que sigue leyendo…

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Uno de nuestros temas

Una pregunta personal al fotogalería

bre pruebas La publicidad so entra en la cu en se as tic ¿Mi estado debería gené tán s productos es televisión, y lo cualquiera. aprobar una ley que ra pa s le disponib Genetics, Inc. requiera que todas las Cortesía/Myriad parejas casadas sean analizadas para identificar enfermedades genéticas?

Aplicar la genética a la infertilidad y tratamientos para ésta

Cuando las parejas saben que son infértiles, ¿qué puede hacerse para ayudarlas?

Aplicar la genética a la sociedad

¿Hay genes más comunes en ciertos grupos?

Analizar las cuestiones éticas que rodean la genética humana

¿Qué harías si tuvieras que responder las cuestiones éticas que surgen con el estudio de la genética humana?

Billy Hustace/Getty Images

Alice Edward/Getty Images

Elyse Lewin/Getty Images

Aplicar la genética a las leyes promulgadas por el Estado

¿QUE DEBEMOS HACER?

SINOPSIS. GENÉTICACONTENIDO EN TU VIDA

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© Clouds Hill Imaging Ltd./CORBIS

Básicos de la biología: células y estructura celular

Óvulo fertilizado viajando a través de las trompas de Falopio

BB1.1 ¿Qué importancia tienen las células en la genética humana? La vida humana comienza como una sola célula: un óvulo fertilizado o cigoto. Las instrucciones para crear todas las células, tejidos y órganos de un adulto están codificadas en el dna de esta célula. A las 36-39 semanas aproximadamente a partir de la creación de esta célula, el recién nacido que llega al mundo está compuesto por casi 40 billones de células; todas ellas se originaron a partir del cigoto y se crearon por división celular. Las células del infante están organizadas en muchos sistemas de órganos, cada uno asociado con funciones muy especializadas, y todo es controlado por la información genética heredada de cada padre. A pesar de las diferencias en tamaño y forma de los más de 200 diferentes tipos de células en el cuerpo humano, todas ellas contienen la misma información genética y comparten un plan de arquitectura básica. Cada una está rodeada de una membrana y por dentro todas poseen una estructura llamada núcleo. Además, cada célula contiene estructuras internas que actúan como pequeños órganos, conocidos como organelos. ¿COMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN EN GENERACIÓN?

1

básicos de la biología

de división celular llamada meiosis, tema que se aborda con detalle en el Capítulo 3. Los errores en cualquier tipo de división celular pueden tener consecuencias genéticas severas, muchas de las cuales resultan en enfermedades que amenazan la vida o que son fatales. Músculo esquelético

Músculo cardíaco

Músculo liso

Eritrocitos

BB1.2 ¿Cómo se organiza la célula? Las células son los bloques de construcción del cuerpo. Una descripción de las tareas básicas de una célula humana nos dará antecedentes que nos servirán para la discusión posterior Nefronas Células pulmonares Células tiroideas Células pancreáticas acerca de lo que le pasa a la estructura y funciones de las células o a los organelos celulares Algunos de los más de 200 tipos celulares del cuerpo humano. en muchos trastornos genéticos. Una fotografía de una célula humana se muestra a continuación. El estudio de la célula es una parte clave de la genética

2

1. Membrana plasmática

3. Citoplasma

Genzyme Corporation, Cambridge, MA

humana; la información genética está contenida en los cromosomas de nuestras células. Los errores en la información genética (llamados mutaciones) tienen un impacto en la estructura y función de las células, lo que puede resultar en enfermedades genéticas. Por ejemplo, la anemia falciforme es un padecimiento genético que cambia la forma de los eritrocitos. La mayoría de los síntomas físicos que resultan, como ataques cardiacos, embolias, neumonía, daño cerebral y dolor, son un efecto directo de los cambios en la forma de la célula. Esta enfermedad afecta a muchas personas que viven o tienen ancestros del oeste de África, regiones cercanas al Mar Mediterráneo o zonas del Medio Oriente e India. Nuestro cuerpo constantemente requiere células nuevas para crecer y reemplazar a las células muertas. Las nuevas se forman por división celular, un proceso en el que una célula se divide para formar dos. Conforme se prepara para dividirse, la información genética que contiene debe copiarse de manera exacta para que pueda ser distribuida a las células hijas que se formaron por división. Esto se logra gracias a estructuras que hay en el núcleo y que se denominan cromosomas. Éstos contienen la información genética de las células en forma de dna. El proceso de división celular que produce estas copias exactas de los cromosomas se conoce como mitosis (que se discute en el Capítulo 11). Aunque la mayoría de las células se divide por mitosis, el espermatozoide y el óvulo, que se fusionan para formar un cigoto, son producidos por una categoría especial

2. Núcleo

Aunque las células humanas difieren mucho en su tamaño, forma, funciones y ciclos de vida, tienen tres componentes en común: la membrana plasmática 1), que separa a la célula del ambiente externo; el núcleo 2), y el citoplasma 3).

CAPÍTULODE 4 LA BIOLOGÍA: CÉLULAS Y ESTRUCTURA CELULAR BÁSICOS

básicos de la biología

BB1.3 ¿Qué funciones realiza la membrana plasmática? Sigue el dibujo de abajo de la célula conforme discutimos las partes más importantes. La doble capa de la membrana plasmática tiene muchas funciones vitales. Controla los movimientos de materiales como agua, oxígeno y nutrientes, dentro y fuera de la célula. Los marcadores químicos dentro y fuera de la membrana dan identidad a la célula. Estos marcadores están determinados por nuestros genes y son responsables de muchas propiedades importantes en las células. En los trasplantes de órganos, los marcadores alh (antígenos de leucocitos humanos) identifican órganos que son extraños al cuerpo. La falta de compatibilidad con los marcadores alh cuando se trasplanta un órgano puede causar que el cuerpo del receptor lo rechace.

La membrana plasmática también contiene sensores moleculares o receptores que reciben y procesan señales químicas del ambiente celular. Estas señales son esenciales para regular muchas funciones celulares críticas. Las mutaciones que afectan estos receptores desempeñan funciones básicas en algunas enfermedades, como el cáncer. La membrana plasmática encierra y protege al citoplasma, la mezcla acuosa que contiene muchos tipos de moléculas y componentes estructurales.

BB1.4 ¿Qué es el citoplasma? El citoplasma contiene compartimientos unidos a membranas llamados organelos (pequeños órganos). La función celular está relacionada con el número y tipos de organelos que contiene.

Ribosomas Mitocondria Membrana nuclear Cromatina Núcleo Nucleolo Poro nuclear

Retículo endoplásmico rugoso

Lisosoma

Retículo endoplásmico liso

Microtúbulos

Centriolos Membrana plasmática Vacuola Aparato de Golgi

Citoplasma

¿COMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN EN GENERACIÓN? BÁSICOS DE LA BIOLOGÍA: CÉLULAS Y ESTRUCTURA CELULAR

3

básicos de la biología Cada célula puede vislumbrarse como una fábrica de proteínas. Estas últimas se crean en la célula y los organelos participan en gran parte de su producción. Muchos organelos crean, modifican y transportan proteínas. Las siguientes figuras resumen los principales organelos y sus funciones.

En el Capítulo 1 se examinan los eventos que siguen a la fusión del espermatozoide con el óvulo y considera cómo nuevas tecnologías permiten que los padres seleccionen el sexo de sus hijos. El Capítulo 2 explora cómo las tecnologías reproductivas ayudan a las parejas con problemas de inferti-

Partes de la célula

4

El retículo endoplásmico (re) es una red de membranas que forman canales dentro del citoplasma. Partes del re exterior están cubiertas de ribosomas, otro organelo. Éstos parecen pequeños puntos sobre el re. Las proteínas son creadas por los ribosomas y entran al re para ser plegadas. (La síntesis proteica se discute en el Capítulo 5.) Dentro del re, las proteínas no sólo son plegadas, sino también modificadas, y están listas para moverse a otros lugares dentro o fuera de la célula.

Después de dejar el re, las proteínas se mueven al Aparato de Golgi (ag). Ahí son distribuidas a su destino final dentro o fuera de la célula. Las anormalidades en el aparato de Golgi son responsables de ciertas enfermedades genéticas, como la Enfermedad de Menkes.

Los lisosomas son los centros de procesamiento de las células. Son vesículas rodeadas por una membrana que contienen enzimas digestivas. Los materiales marcados como desecho que entran a la célula acaban en los lisosomas, donde son degradados. Más de 40 enfermedades genéticas están asociadas con defectos en los lisosomas.

Las mitocondrias producen la energía que la célula requiere. Células como las hepáticas, que requieren mucha energía, pueden contener más de 1 000 mitocondrias. Las mitocondrias portan su propia información genética en moléculas circulares de dna.

El organelo más grande de una célula es el núcleo. Está rodeado por una doble membrana llamada membrana nuclear. Ésta tiene poros que permiten que las moléculas entren y salgan. Dentro del núcleo, regiones densas conocidas como nucleolos producen los ribosomas.

Los cromosomas se encuentran en el núcleo y se agrupan en pares. Cada miembro de un par de cromosomas se llama cromosoma homólogo. La mayoría de las células humanas contienen 46 cromosomas (23 pares). Esto se conoce como número diploide (2n). Ciertas células, como los espermatozoides y los óvulos, sólo contienen una copia de cada cromosoma (23 cromosomas). Esto se denomina número haploide (n). Durante la fertilización, la fusión del espermatozoide con el núcleo del óvulo (cada uno con un número haploide) forma un cigoto diploide.

CAPÍTULODE 4 LA BIOLOGÍA: CÉLULAS Y ESTRUCTURA CELULAR BÁSICOS

básicos de la biología lidad. El Capítulo 3 sigue a los cromosomas a través de la meiosis y revisa los problemas que surgen cuando los errores en este proceso dan como resultado personas con un número anormal de cromosomas. El Capítulo 4 explora cómo se transmiten los genes de padres a hijos y cómo esta información se usa en la genética humana.

Glosario Aparato de Golgi (ag) Organelo membranoso compuesto de una serie de sacos aplanados. Distribuye, modifica y empaca proteínas producidas en el re. Cigoto Óvulo fertilizado que se convierte en un nuevo individuo. Citoplasma Material viscoso contenido entre la superficie interna de la membrana plasmática y la membrana nuclear externa. Contiene organelos, cada uno con funciones específicas. Cromosomas Estructuras parecidas a hebras que contienen el dna. Se encuentran en el núcleo y portan la información genética. Cromosomas homólogos Miembros de un par de cromosomas. Lisosomas Organelos rodeados por membranas que contienen enzimas digestivas. Meiosis Una forma de división celular en la que se producen las células haploides.

Membrana plasmática Es el borde exterior de las células que sirve como una interfaz entre la célula y el ambiente. Mitocondria Organelo rodeado por membranas en el que se produce la energía. Mitosis Una forma de división celular que produce dos células hijas que son idénticas en los aspectos genético y cromosómico a la célula parental. Núcleo El organelo rodeado de membrana dentro de la célula que contiene los cromosomas. Nucleolo Una región en el núcleo que participa en la síntesis de ribosomas. Número diploide (2n) La condición en la que los cromosomas están presentes en pares. En los seres humanos, el número diploide es 46. Número haploide (n) La condición en la que cada cromosoma está presente sólo una vez, desapareado. En los seres humanos, el número haploide es 23. Organelos Estructuras rodeadas de membranas con funciones especializadas. Se encuentran en el citoplasma de las células. Retículo endoplásmico (re) Una serie de membranas citoplasmáticas arregladas en hojas y canales que funcionan en la síntesis y el transporte de productos génicos. Ribosoma Organelo citoplasmático en el que se realiza la síntesis proteica.

¿COMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN EN GENERACIÓN? BÁSICOS DE LA BIOLOGÍA: CÉLULAS Y ESTRUCTURA CELULAR

5

1

Sexo y desarrollo  PUNTOS CENTRALES El sexo cromosómico de un feto se determina durante la fertilización.

❚

El feto se desarrolla en varias etapas.

❚

Durante el desarrollo, un feto se convierte de manera visible en un macho o una hembra.

© Lennart Nilsson

❚

6

CAPÍTULO 1

Sandra Warick/Photonica/Getty Images

CASO A La elección del sexo de un bebé ahora es posible Los últimos meses, Susana Carter había pen-

serán portadoras del gen de este padeci-

drían 50% de probabilidades de padecerlo.

sado en la posibilidad de tener otro bebé. Ella

miento que recibirán de su padre, pero tam-

Este paciente desea saber si el embrión es

era feliz con su familia de tres niños, pero

bién heredarán una copia normal del gen de

saludable antes de implantarlo y concluir el

siempre había querido tener una niña. Ya casi

su madre y por lo tanto tendrán una visión

embarazo.

llegando a los 40 años, tendría que decidir

normal. Sin embargo, ellas pasarán el gen del

El esposo de la tercera paciente cree que

pronto y quería discutir la posibilidad con su

daltonismo a sus hijos, y los varones tendrán

los hombres son superiores a las mujeres en

marido durante la cena. Leyó un artículo en

50% de probabilidades de ser daltónicos si es

los aspectos físico y mental. Sólo quiere tener

el periódico sobre un nuevo procedimiento

que heredan el gen disfuncional. Sin embargo,

hijos varones. Su esposa no está de acuerdo

médico llamado selección del sexo. Con este

ninguno de los hijos varones del paciente del

con él y le preocupa cómo trataría a una hija.

método, Susana y su esposo, Bob, podrían

Dr. Leon obtendrá el gen del daltonismo por

El cuarto paciente heredó varios millones

escoger el sexo del bebé, incluso antes de que

parte de su padre y tendrán una visión nor-

de dólares por parte de un tío excéntrico.

estuviera creciendo en el útero materno.

mal. El hombre y su esposa no desean pasar el

Recibirá el dinero sólo si él y su esposa tienen

gen a futuras generaciones de la familia y por

un hijo y le ponen el mismo nombre que tenía

ello preferirían tener sólo hijos varones.

el tío. El hombre ya tiene una hija y sólo desea

Después de discutirlo, los Carter hicieron una cita con su médico, el Dr. George Leon, para discutir sobre la selección del sexo. El

El segundo paciente es una mujer que

Dr. Leon sabía que algunos métodos son más

porta el gen del Síndrome de Hunter, mientras

exitosos que otros. Tenía numerosos pacien-

que su esposo no lo tiene. Los niños con este

tes que buscaban este tipo de procedimien-

tipo de síndrome tienen severas deformida-

tos por varias razones. En su mente repasó

des faciales, así como en el corazón y el cere-

algunas de ellas:

bro. Debido a la manera en la que se hereda

El primer paciente es un hombre con dal-

este gen, las hijas no presentarían el Síndrome

tonismo. Aunque su esposa no tiene un histo-

de Hunter, pero podrían recibir el gen de la

rial familiar de daltonismo, todas sus hijas

madre y pasarlo a sus hijos. Los varones ten-

tener dos hijos. Obviamente desea que su próximo hijo sea un varón. Algunas preguntas relacionadas con la biología, las leyes y la ética vienen a la mente cuando leemos sobre este tipo de casos. Antes de contestar estas preguntas, consideremos la biología que se encuentra detrás de la selección del sexo.

1.1 ¿Cómo se determina el sexo de un niño? En los seres humanos, al igual que en muchos otros animales, podemos observar diferencias físicas obvias entre machos y hembras. Éstas aparecen en las etapas tempranas del desarrollo de un feto. Que éste desarrolle órganos sexuales femeninos o masculinos depende de una compleja interacción entre los genes y el ambiente que lo rodea. Algunas diferencias como tamaño corporal, masa muscular, patrones de distribución de grasa y vello corporal no se relacionan directamente con la reproducción. Tales diferencias son llamadas caracteres sexuales secundarios.

¿Los cromosomas ayudan a determinar el sexo? En la sección Básicos de la biología: células y estructura celular, aprendimos que las células humanas contienen un juego de 46 cromosomas ( Figura 1.1 a y b). Las mujeres tienen dos cromosomas X (XX) y los hombres tienen un cromosoma X y un cromosoma Y (XY). SEXO Y DESARROLLO

7

a.

Estos cromosomas (X y Y) se llaman cromosomas sexuales porque ayudan a determinar el sexo de un individuo. Los otros 22 pares de cromosomas son conocidos como autosomas. En los seres humanos, la determinación sexual inicia cuando un espermatozoide, que contiene un cromosoma X o Y, se fusiona con un óvulo (que porta un cromosoma X). Esto se denomina fertilización, y a partir de aquí se produce una célula llamada cigoto, que contiene ya sea un juego de cromosomas XX o uno de cromosomas XY, además de los 22 pares de autosomas. Decir que las hembras son XX y los machos XY parece bastante claro, pero en el fondo hay más que eso. ¿Un macho lo es porque tiene un cromosoma Y o porque no tiene dos cromosomas X? ¿Puede alguien ser XY y desarrollarse como hembra? ¿O ser XX y desarrollarse como macho? Estas preguntas todavía no están resueltas del todo, pero hace aproximadamente 40 años se descubrieron individuos con sólo un cromosoma X (45, X)*. Aquellos que tienen un solo cromosoma X son hembras. Por la misma época también se descubrieron hombres que portaban dos cromosomas X y un cromosoma Y (47, XXY)*. Cualquiera que porte un cromosoma Y casi siempre es un macho, no importa cuántos cromosomas X posea. Sin embargo, los cromosomas X y Y no son los únicos determinantes del sexo. Como veremos más adelante en este capítulo, el resultado depende de las interacciones entre los genes, así como de los factores internos y externos.

¿Cómo cambia la proporción de sexos en los humanos a través del tiempo? La proporción de sexos es la proporción de machos en comparación con la de hembras en una población. Todos los óvulos producidos por las hembras humanas contienen un solo cromosoma X; aproximadamente la mitad de los espermatozoides producidos por los machos contiene un cromosoma X y la otra mitad un cromosoma Y (la formación de gametos se revisará en el Capítulo 3). Un óvulo fertilizado por un espermatozoide portador del cromosoma X resulta en un cigoto XX, que se desarrollará como una hembra. La fertilización de un espermatozoide portador del cromo-

* El número indica el total de cromosomas presentes; las letras indican cuál de los cromosomas sexuales está presente.

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CAPÍTULO 1

b.

cromosomas sexuales

Cortesía de Ifti Ahmed (ambos)

Figura 1.1 El juego de cromosomas humanos a) Juego femenino con 46 cromosomas, incluyendo dos cromosomas X. b) Juego masculino con 46 cromosomas, incluyendo un cromosoma X y otro Y.

cromosomas sexuales

Células germinales diploides en el padre

Células germinales diploides en la madre

Meiosis, formación de gametos masculinos y femeninos:

Óvulos

Espermatozoides

X

×

Y

X

×

X

Fertilización:

X

Y

X

XX

XY

X

XX

XY

XX

XY Combinaciones posibles de cromosomas sexuales para un nuevo individuo

Figura 1.2 Cromosomas X y Y en la determinación sexual La combinación aleatoria de los espermatozoides portadores de cromosomas X o Y y los óvulos portadores de cromosomas X generan en promedio una proporción 1:1 de hembras y machos.

soma Y producirá un cigoto XY que se convertirá en un macho ( Figura 1.2). Obviamente, Susana Carter quiere asegurarse de fertilizar uno de sus óvulos con un espermatozoide portador de X para así poder tener la hija que siempre deseó. Las parejas que quieren satisfacer los términos de la herencia del excéntrico tío necesitan que el óvulo sea fertilizado por un espermatozoide portador de un cromosoma Y, o una manera de seleccionar embriones XY para tener un varón y heredar los millones de dólares.

¿Qué procedimientos se utilizan para seleccionar el sexo de un bebé? Durante siglos la gente ha querido controlar el sexo de sus hijos. Muchos rituales y tradiciones se han utilizado para asegurarse de que el bebé será niño o niña; entre ellos se encuentran algunos como tener relaciones sexuales durante ciertas fases de la Luna, poner un cuchillo o un huevo debajo de la cama antes de tener sexo o comer ciertos alimentos durante el embarazo. Aunque muchos de estos métodos folklóricos son interesantes e incluso ingeniosos, sólo existen dos procedimientos científicos y confiables para la selección del sexo: la técnica de separación del semen y el diagnóstico genético de preimplantación (pgd, por sus siglas en inglés). La separación del semen, que se muestra abajo, es posible gracias a que los espermatozoides que contienen cromosomas X tienen aproximadamente 2% más dna que los espermatozoides que portan un cromosoma Y; éstos son más pesados, ya que el cromosoma X es más grande que el Y ( Figura 1.3). Después de la recolección, los espermatozoides se aíslan por medio del uso de una centrífuga (1) y se tratan con un tinte no tóxico que se une al dna

© Biophoto Associates/Photo Researchers, Inc.

Debido a que los machos producen aproximadamente un número igual de espermatozoides portadores de X y Y, parecería que se concebiría un número igual de hembras y machos. Si se produce el mismo número de cigotos masculinos y femeninos, la proporción de sexos sería 1:1. Aunque no podemos estar seguros por completo acerca de los números o las razones, los estimados indican que se conciben más hombres que mujeres. La proporría fotogale humano ción de sexos en el nacimiento Espermatozoideo Researchers, Inc. e/Phot © Eye of Scienc es de 1:1.05 (100 mujeres por cada 105 hombres). Por varias razones, más hombres que mujeres mueren en la infancia y entre las edades de 20 a 25 la proporción es de 1:1. Después de eso, la tasa de mujeres con respecto a la de los hombres crece debido a que ellos tienen una esperanza de vida menor que la de las mujeres.

Figura 1.3 Comparación del tamaño de los cromosomas El cromosoma humano X (izquierda) es mucho más grande que el cromosoma Y (derecha).

en los cromosomas (2). Después, los espermatozoides se clasifican con un rayo láser (3). Conforme pasan a través del láser, el tinte brilla. Los espermatozoides con cromosomas X contienen un poco más de dna y brillan más que los que tienen cromosomas Y. Con base en cuánto brillan, los espermatozoides se separan en dos tubos de ensayo (4). En un tubo se recolectan espermatozoides con cromosomas X y en el otro los que tienen cromosomas Y. Los espermatozoides de cualquiera de los tubos pueden ser colocados en el útero para fertilizar el

Y

X Capa con espermatozoides 1 Los espermatozoides se separan de los fluidos que los rodean usando una centrífuga.

2 Los espermatozoides se colocan en solución salina con el tinte fluorescente, que se une al dna del espermatozoide.

3 Conforme los espermatozoides pasan a través del detector, la iluminación del láser hace que “rebote” luz a partir del tinte unido al dna.

4 Debido a que los espermatozoides portadores de un cromosoma X tienen más dna, reflejan más luz que los que tienen un cromosoma Y. Así, cada uno puede ser separado en un tubo distinto.

SEXO Y DESARROLLO

9

óvulo. Este procedimiento cuesta entre 4 000 y 6 000 dólares. Si los óvulos son removidos del cuerpo y la fertilización se hace in vitro, el costo aumenta considerablemente. Debido a que algunos espermatozoides pueden clasificarse erróneamente durante este procedimiento, éste no es 100% preciso. La clasificación de espermatozoides tiene una tasa de éxito de 90% para los nacimientos femeninos y de 73% para los masculinos. Quizá sea un método aceptable para Susana Carter, pero tal vez no lo sea para la pareja que busca evitar tener un hijo con el Síndrome de Hunter. A continuación se explica el segundo método de selección del sexo: el diagnóstico genético de preimplantación (pgd, por sus siglas en inglés). Aquí, una mujer recibe un tratamiento hormonal para estimular sus ovarios y producir varios óvulos al mismo tiempo. Enseguida se remueve quirúrgicamente cierto número de óvulos del ovario y se colocan en una caja de vidrio con el espermatozoide hasta que sean fertilizados (proceso llamado fertilización in vitro (fiv), que se discute en el capítulo 2). Cuando los embriones recién formados se han desarrollado hasta la fase de ocho células (1), se remueve una sola célula y sus cromosomas se analizan para determinar el sexo del embrión (2). Una vez que se han identificado los embriones masculinos y femeninos (3), sólo los del sexo deseado se colocan en el útero de la madre (4). Los embriones que no se utili-

Embriones de ocho células

Células únicas

zan son descartados, congelados para un uso posterior o donados. El pgd es un procedimiento mucho más invasivo que la clasificación de espermatozoides y es más riesgoso para la madre. Cuesta entre 12 000 y 15 000 dólares. Aunque es más costoso, su tasa de éxito es de aproximadamente 100%. Debido a ello, probablemente sería el método seleccionado por Susana Carter y los pacientes que se han mencionado antes. Como podrás imaginar, el uso de la selección del sexo y el destino de los embriones no utilizados que se crean durante el pgd han generado muchos problemas sociales y éticos. Algunos médicos rehúsan emplear el pgd para seleccionar el sexo, excepto cuando uno de los esposos porta una enfermedad genética que afecte a un sexo, mientras que otros lo aceptan.

1.1 Puntos esenciales • Dos métodos para la selección del sexo son la separación del semen y el diagnóstico genético de preimplantación (pgd). • Las hembras tienen dos cromosomas X; los machos tienen un cromosoma X y otro Y. • El sexo cromosómico se determina durante la fertilización.

Embriones

XX XX Transferencia de los embriones seleccionados al paciente Remoción de una sola célula para analizar los cromosomas sexuales

XY XY

XY XY

XX XX

XX XX 1 Los óvulos son removidos del ovario, se fertilizan y crecen hasta la fase de ocho células.

10

CAPÍTULO 1

2 Se identifican las células únicas como femeninas o masculinas.

3 Los embriones del sexo deseado se seleccionan.

4 Los embriones seleccionados son transferidos al útero para su desarrollo.

1.2 ¿Cómo se desarrolla un bebé desde la fertilización hasta el nacimiento? Para entender otros factores que determinan la femineidad y la masculinidad, demos un vistazo a los eventos que ocurren durante el desarrollo del feto. La fertilización, la fusión del espermatozoide y el óvulo, en general ocurre en el tercio superior de la trompa de Falopio ( Figura 1.4). Los espermatozoides depositados en la vagina se mueven a lo largo del cérvix, hacia arriba Trompa de Falopio

Útero Apertura del cérvix Vagina

Ovario

fotogallería

an ozoides se junt Estos espermat ulo, pero sólo uno óv l alrededor de en él. logrará entrar ers, Inc. © David M. Phillip

s/Photo Research

Fertilización

Ovulación

Núcleo del óvulo

del útero, y entran en el oviducto; este recorrido toma cerca de 30 minutos. Los espermatozoides viajan una distancia de aproximadamente 7 pulgadas (cerca de 17 cm) contrayendo sus colas, simulando los movimientos de un látigo, ayudados por las contracciones musculares del útero. Generalmente sólo un espermatozoide entra en el óvulo ( Figura 1.4[1-2]) y, para evitar que otros lo hagan, el óvulo desata una serie de cambios químicos que previenen que más de un espermatozoide entre. Una vez dentro del óvulo, el núcleo del espermatozoide se fusiona con el del óvulo ( Figura 1.4[3-4]), formando un cigoto con 46 cromosomas (22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales). Figura 1.4 Etapas durante la fertilización humana (1), (2) En la fertilización, varios espermatozoides rodean al óvulo y secretan enzimas que disuelven las barreras exteriores que lo rodean. Sólo un espermatozoide entra en el óvulo. (3) La cola del espermatozoide se desintegra, su núcleo se alarga y se fusiona con el del óvulo. (4) Después de la fertilización se forma un cigoto.

Entrada de espermatozoides a la vagina 1

La fertilización ocurre en la trompa de Falopio.

2 Varios espermatozoides rodean el óvulo (arriba), pero sólo uno logra penetrarlo.

3 El núcleo del espermatozoide se fusiona con el núcleo del óvulo.

4 Se forma un cigoto diploide.

SEXO Y DESARROLLO

11

El crecimiento rápido se da en el tercer trimestre Como se muestra en la página 13, el feto crece rápidamente en el tercer trimestre (semanas 25-36) y los sistemas circulatorio y respiratorio maduran para que pueda llevarse a cabo la respiración de aire. El feto duplica su tamaño durante las últimas 8 semanas y sus posibilidades de supervivencia fuera del útero se incrementan de modo acelerado durante este periodo. Al final del tercer trimestre, el feto mide aproximadamente 19 pulgadas (48 cm) de largo, pesa de 5.5 a 10.5 lb (2.5-4.7 kg) y está listo para nacer.

1.2 Puntos esenciales • Muchos cambios ocurren en el desarrollo del feto desde la fertilización hasta el nacimiento. • El sexo es sólo uno de los miles de caracteres determinados durante el periodo de gestación en los seres humanos.

Escroto

Placenta

© Lennart Nilsson

El cigoto comienza a dividirse creándose el embrión, el cual viaja hacia el útero durante los siguientes tres o cuatro días ( Figura 1.5). Cuando el embrión llega al útero, permanece sin unirse a éste por varios días. La división celular continúa todo ese tiempo, y el embrión entra en una nueva etapa de su desarrollo; ahora es una gran pelota hueca de células llamada blastocisto ( Figura 1.5, día 5). Un blastocisto tiene distintas partes: la masa interna celular (la fuente de células madre embrionarias), una cavidad interna y la capa externa de células (trofoblasto), las cuales formarán las membranas que rodean al embrión. Mientras éste crece, las células que recubren el útero se alargan, preparándose para la unión con el embrión, proceso que se denomina implantación ( Figura 1.5, días 6-7). Cerca de 12 días después de la fertilización, el embrión se encuentra firmemente incrustado en la pared del útero y ha empezado a formar una membrana protectora llamada corión. El corión fabrica y libera una hormona denominada gonadotropina coriónica humana (hCG), la cual previene que el recubrimiento de la pared del útero se rompa y expulse al embrión. El exceso de hCG se elimina en la orina. Las pruebas de embarazo caseras funcionan por medio de la detección de niveles elevados de hCG en la orina. Una serie de salientes en forma de dedos, llamadas vellosidades coriónicas, se extienden hacia el espacio lleno de sangre materna que enmarca la pared uterina. Las vellosidades y el tejido materno forman la placenta, una estructura en forma de disco que nutre al embrión durante el embarazo. Las membranas que conectan al embrión con la placenta forman el cordón umbilical. Las fases más importantes del desarrollo embrionario y fetal se muestran en las fotos de la siguiente página.

Pene

Fertilización

Cordón umbilical

Pared uterina Implantación Endometrio blastocoel Masa interna celular

Cavidad uterina

DÍAS 1-2. Se lleva a cabo la primera división celular.

DÍA 3. Etapa de cuatro células.

DÍA 4. A las 96 horas es una pelota de 10-32 células.

DÍA 5. Etapa de blastocito.

DÍAS 6-7. El blastocito se adhiere a la pared uterina.

Masa interna celular

Tamaño actual

Figura 1.5 Desarrollo humano desde la fertilización hasta la implantación Se forma un blastocisto, y su masa interna celular da lugar a un embrión en forma de disco. Conforme el blastocisto se implanta en el útero, cordones de células coriónicas comienzan a desarrollarse. Cuando la implantación se completa, el blastocisto está insertado en el endometrio.

12

CAPÍTULO 1

Desarrollo Fetal

© Lennart Nilsson

© Lennart Nilsson

© Lennart Nilsson

En las semanas 5 y 6 el embrión crece de manera sorprendente hasta un largo de casi 11 pulgadas (28 cm). La mayoría de los sistemas de órganos, incluyendo el corazón, ya están formados. Los brotes de las extremidades se convierten en brazos y piernas, completados con dedos. La cabeza es muy grande en comparación con el cuerpo debido al rápido desarrollo del cerebro.

A las 8 semanas, el embrión es suficientemente largo para considerarse un feto. Aunque el sexo cromosómico (XX en hembras y XY en machos) se determina en la fertilización, el feto no parece hembra ni macho al comienzo del tercer mes. Los órganos sexuales no pueden observarse en ultrasonidos hasta la semana 12 o 15. Todos los órganos importantes se han formado y son funcionales.

En la semana 16 han ocurrido grandes cambios, incluyendo un incremento en tamaño y un desarrollo mayor de los sistemas de órganos. Las partes óseas del esqueleto comienzan a formarse y es posible escuchar con estetoscopio el latido del corazón. Los movimientos fetales inician en el cuarto mes del embarazo y la madre puede sentir los movimientos de brazos y piernas. Tiene el rostro bien formado, sus ojos pueden estar abiertos y posee uñas en pies y manos.

SEXO Y DESARROLLO

13

caso a. preguntas Ahora que hemos entendido cómo podemos

3.

Si tú fueras el doctor Leon, ¿llevarías a cabo

7.

En India y China hay problemas con el uso

determinar que un feto sea XX o XY y cómo es

el procedimiento de determinación del sexo

de la determinación del sexo. Por tradi-

posible seleccionar el sexo, analicemos algu-

para los Carter? ¿Por qué sí o por qué no?

ción las familias han favorecido a los hom-

Si fueras el doctor Leon, ¿llevarías a cabo

bres sobre las mujeres, y con el uso de

caso de los Carter y los otros pacientes del

el procedimiento de determinación del

estas metodologías la proporción de sexos

doctor Leon, aplicando la ciencia que se ha

sexo para los otros cuatro pacientes men-

está cambiando. De acuerdo con el censo

explicado. A continuación te presentamos

cionados en el caso? Da una respuesta y

del año 2000, en China había 100 mujeres

una discusión de cómo los tribunales inter-

una razón para cada paciente.

por cada 120 hombres. Ese censo también

¿La determinación del sexo debería ser

mostró 19 millones más de hombres que

accesible para cualquier persona, sin impor-

de mujeres en el grupo de edad de 0-15

tar sus razones? ¿por qué sí o por qué no?

años. ¿Qué problemas generará esto? Si a

¿La capacidad para pagar por el proceso

todos se les permitiera tener acceso a la

limita el acceso a la determinación del

selección del sexo, ¿esta tendencia conti-

sexo? ¿Los seguros deberían pagarla? ¿En

nuaría y afectaría a la población mundial?

qué circunstancias?

¿De qué manera?

nos de los problemas que han surgido en el

pretan preguntas científicas difíciles. 1.

5.

Sabiendo cómo se lleva a cabo la selección del sexo, ¿qué crees que deberían decidir los Carter? ¿Por qué?

2.

4.

¿Quién de los Carter debería tomar esta decisión? ¿Susana? ¿Bob? ¿Ambos? ¿Por qué?

6.

a formarse en la séptima u octava semana del embarazo. Hasta entonces, los del desarrollo del sexo? genitales externos del embrión no son masculinos ni femeninos. Internamente Como discutimos antes, portar los croNúmero de trimestres en hay dos gónadas indefinidas y dos series mosomas XX o XY es sólo una parte de un embarazo humano. de sistemas de ductos (masculinos y feconvertirse en un hombre o una mujer. meninos) (véase la figura de la siguiente La formación de los órganos reproducpágina). tores de un macho o una hembra deEn la segunda etapa, llamada sexo pende de varios factores, entre los que gonadal, la expresión de un gen en el se incluyen: cromosoma Y causa que las gónadas se • Cómo funcionan los genes conviertan en testículos. Las células en los testículos recién formados secretan • Las hormonas testosterona, que controla el desarrollo • El ambiente materno de los órganos reproductores masculiLa interacción entre estos factores es nos internos y externos. importante para el desarrollo del sexo de Si dos cromosomas X están presenun individuo. Entre la fertilización y el tes y no hay un cromosoma Y, la gónada 12 nacimiento, el sexo puede definirse en se transforma en un ovario. En la ausenNúmero de semanas en un trimestre. varios niveles: los cromosomas sexuales, cia de un cromosoma Y, la vía de desa36 los órganos internos y la apariencia rrollo automática es femenina. Por lo Número de semanas del desarrollo fetal. externa. En la mayoría de los casos, tanto, sin secreción de testosterona, las todos estos elementos son lo mismo, gónadas forman ovarios; los sistemas de 44 pero en otras situaciones, como en el ductos femeninos se desarrollan para Número de rondas de mitosis caso de María Patino, no lo son. Entenformar las trompas de Falopio, el útero en el embarazo humano. der qué puede ir mal requiere una y partes de la vagina, y los sistemas de Trillones mirada a lo que normalmente sucede ductos masculinos se degeneran. Entondurante el desarrollo. ces, en la tercera etapa, el sexo fenotíNúmero de células en un recién nacido. El sexo de un individuo se forma pico se desarrolla y el feto puede disen varias etapas. Observa la gráfica de la siguiente página. La tinguirse como masculino o femenino por sus órganos exprimera etapa, llamada sexo cromosómico, comienza en la ternos. fertilización, cuando el cigoto tiene un par de cromosomas Revisa las etapas de diferenciación sexual en la ilustraXX o XY. ción de la pagina 16. Observa las tres etapas: sexo cromosóAunque el sexo cromosómico se establece durante la fermico, sexo gonadal y sexo fenotípico. Estudia el diagrama tilización, los órganos sexuales internos y externos empiezan antes de que leas sobre la condición de María Patino.

en cuanto a números 3

© Brand X Pictures/Jupiter Images

1.3 ¿Cuáles son las etapas

14

CAPÍTULO 1

Etapas de diferenciación sexual Apariencia de los ductos “no comprometidos” de un embrión de 7 semanas

Estructuras que darán lugar a los genitales externos

7 semanas Cromosoma Y presente

Sin cromosoma Y

10 semanas

Cromosoma Y presente

Sin cromosoma Y

Testículos

Ovarios

10 semanas

Pene

Útero

Apertura vaginal

Ovario Vagina Pene

Próximo al nacimiento

Próximo al nacimiento

Testículos

Como ya hemos mencionado, si hay un cromosoma Y, las gónadas se convierten en testículos y la testosterona resultante promueve el desarrollo de los órganos reproductores y del sistema de ductos masculino. La secreción de una hormona secundaria inhibe el crecimiento del sistema de ductos femenino.

Después de que los órganos sexuales internos comienzan a formarse, inicia la tercera fase, el desarrollo de los genitales externos. En los hombres, las hormonas masculinas dirigen la formación del pene y el escroto. En las mujeres, el clítoris, los labios menores y los labios mayores se forman a partir del mismo tejido.

En los embriones con dos cromosomas X, la ausencia del cromosoma Y y la secreción de estrógeno causan que la gónada se transforme en un ovario. Sin testosterona, la vía de desarrollo automática será femenina. Por lo tanto, sin testosterona, las gónadas forman ovarios; el sistema de ductos se convierte en trompas de Falopio, útero y parte de la vagina, y el sistema de ductos masculino se degenera.

El desarrollo de los órganos sexuales internos y externos es el resultado de diferentes vías genéticas. En los hombres, esta vía incluye la acción de un gen (SRY, por sus siglas en inglés) contenido en el cromosoma Y, la presencia de al menos un cromosoma X y la expresión de otros genes que se encuentran en los otros 22 cromosomas. En las mujeres, esta vía involucra la presencia de dos cromosomas X, la ausencia de los genes del cromosoma Y y la expresión de una serie específicamente femenina de genes en los otros 22 cromosomas.

SEXO Y DESARROLLO

15

X

Óvulo con cromosoma X

Hombre

Mujer Y

Fertilizado por

X

Fertilizado por

Espermatozoide con cromosoma Y

Espermatozoide con cromosoma X

Embrión con cromosomas sexuales XY

Sexo cromosómico

Embrión con cromosomas sexuales XX

La región determinante del sexo del cromosoma Y (SRY) propicia la transformación de las gónadas indiferenciadas en testículos

Sexo gonadal

Sin cromosoma Y, ni gen SRY. Sin una influencia masculinizante, las gónadas indiferenciadas se convierten en ovarios

Los testículos secretan hormonas masculinizantes, incluyendo la testosterona, un andrógeno potente

Por la presencia de hormonas testiculares se desarrolla el ducto reproductor indiferenciado y los genitales externos masculinos

No se secretan andrógenos

Sin hormonas masculinizantes, se desarrolla el ducto reproductor indiferenciado y los genitales externos femeninos

Sexo fenotípico

CASO B Atleta falla prueba sexual

Cortesía, profesora María José Patino

CERTIFICATE No. . . . . . . .5341 ................

First name /Prénomial . Maria . . . . . . . . . . . José . . . . . . . . . Martínez ....... at/de . . . . .Spain . . . . . . . . . . . . (Country/Psya) born/rive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(date)

held at/tiene à Helsinki . . . . . . . . . . . . . . on/le .1983 ..... the above mentioned athlete underwent an approved modified test. The result of which was sex chromatin positive. This satisfies the I.A.A.F. requirements for competition in Women’s athletic events. L’athlete mentionne de-dessus a subli un examen medical approuvé, et la chromative senuelle s’est révéde positive. Ceti répond aux régiments de la F.I.A.A. pour cenc-surir aux preuves féminines.

Athlete’s signature/Signature de L’athlete

TIONAL NA

E UR O ET ETI M L A Certificate I hereby confirm that this is H issued in accordance with ATthe report of INT E

.World . . . . . . . . . . .Championships .......................... (Games de Championshipe/ Jeux au Championment)

R

On the occation of the/A l’occasion des

ATION ER

CAPÍTULO 1

Miss/Mrs. . . . . . .PATINO .......................

D

16

japonés y nadie le decía una sola palabra. Cuando era conducida de regreso al estadio, justo antes de empezar la carrera, se le dijo que fingiera una herida y que se retirara de los juegos. Atónita, lo hizo. Había fallado la prueba del sexo. Cuando volvió a casa, María acudió a un endocrinólogo, quien diagnosticó su condición como insensibilidad androgénica completa

FE

Se utilizaron pruebas sexuales en los Juegos Olímpicos y otras competencias mundiales después de haberse presentado acusaciones acerca de que algunos países tenían hombres compitiendo como mujeres en eventos reservados para ellas. María Patino era una atleta de primer nivel, una competidora en salto con valla que representaba a España. En los Juegos Universitarios de Japón, en 1985, se le instó a reportarse al “control sexual”, donde se rasparon células del interior de sus mejillas para examinar sus cromosomas sexuales. Esto no la molestó, pues ya había pasado antes esta misma prueba en los Campeonatos Mundiales de Helsinki, en 1983. Pero había olvidado llevar con ella su “certificado de femineidad” ( Figura 1.6) a Japón y tenía que ser analizada otra vez. Unas horas antes de la competencia, un oficial le dijo que los resultados eran anormales. “¿Qué significará eso?”, se preguntó. Se le pidió ir al hospital en la mañana, antes de la carrera, para repetir el estudio. María estuvo dentro y fuera del hospital en pocos minutos. Los médicos sólo hablaban

this official Medical Panel of the withinmentioned Games/Championships. Je continue par la antsonte que ce certificat est défivré confirmément au repaurt du Corniné medical official des Jeux/Championats mentionrás ci-contre.

General Secretary, I.A.A.F. Secretaire ‘Géneral, F.I.A.A.

Figura 1.6 Certificado de feminidad El certificado de feminidad de María Patino.

(cai, por sus siglas en inglés), también conocida como síndrome de insensibilidad androgénica (ais, por sus siglas en inglés). Esto significaba que, aunque hubiera sido criada como mujer y pareciera una mujer, sus cromosomas sexuales eran XY, no XX. ¡Desde el punto de vista cromosómico era un hombre! Algunos aspectos científicos, legales y éticos vienen a la mente cuando leemos este caso. Antes de contestar estas preguntas, echemos un vistazo a la biología que hay detrás de la determinación del sexo en humanos.

Cortesía de Cynthia P. Stone

La insensibilidad androgénica completa (cai) es causada por una mutación en el cromosoma X. Este gen es conocido como receptor de andrógenos (ar, por sus siglas en inglés). Las personas con esta condición carecen de sensores moleculares (llamados receptores) para la testosterona u hormonas derivadas de ésta en la superficie de todas sus células, incluyendo las que forman los órganos sexuales internos y externos. La presencia de un juego de cromosomas XY en general hace que las gónadas se conviertan en testículos y produzcan testosterona, pero en la cai, las células en las gónadas no pueden responder a la hormona. Por lo tanto, el desarrollo prosigue como si no hubiera testosterona, lo que significa que aparecen el sistema de ductos femeninos y los genitales externos aun cuando los testículos que no descienden permanezcan en el abdomen. Los individuos con esta condición son machos cromosómicos (XY), pero al nacer parecen hembras y son criados como mujeres. Cuando son adultos, no menstrúan y son infértiles (porque en el abdomen tienen testículos, no ovarios) y presentan senos bien desarrollados, así como muy poco vello púbico ( Figura 1.7). Esta condición toma varias formas con algunas variantes en el desarrollo femenino. Años más tarde, después de saber de su condición, María dijo: “Obviamente fue devastador. Había dedicado mi vida al deporte. Pero para mí nunca fue cuestión de mi femineidad. Ante los ojos de Dios y de la medicina soy una mujer.”

Figura 1.7 Síndrome de insensibilidad androgénica Un individuo con insensibilidad androgénica completa.

Barr ML 1963. The Sex Chromatin. pp. 48–71 in C Overzier (ed.) “Intersexuality,” Academic Press, New York, NY; SM Carr after Barr

¿Cuál era la condición de María Patino? Cuerpos de Barr

Figura 1.8 Cuerpos de Barr Cromosomas X inactivos (cuerpos de Barr) en una célula de un humano femenino. Los machos XY no forman cuerpos de Barr.

¿Cómo es que María Patino pasó una prueba, pero no otra? En las mujeres, un cromosoma X en todas las células (excepto en los óvulos en desarrollo) se enrolla con fuerza y se desactiva en las etapas tempranas del desarrollo. Este cromosoma enrollado se llama cuerpo de Barr ( Figura 1.8). El cromosoma X inactivo puede provenir del padre o de la madre; una vez formado, es una condición permanente. Los hombres sólo tienen un cromosoma X y no producen cuerpos de Barr. Debido a que las mujeres tienen dos cromosomas X en cada célula, y que cualquiera de ellos puede quedar inactivo, algunas células expresan genes del cromosoma X de la madre y otras expresan genes del cromosoma X del padre. La prueba del sexo que se le hizo a María Patino y a otras atletas se basa en un raspado de células que se toman del interior de la mejilla. El tejido obtenido del raspado se coloca en un portaobjetos del microscopio y se colorea con una tinción que hace visibles los cuerpos de Barr. Cierto número de células se examina con un microscopio para ver si hay cuerpos de Barr. Si los hay, la atleta es certificada como elegible para participar en las competencias femeninas. Los hombres que son XY no forman cuerpos de Barr, de modo que se creía que esta prueba era confiable para prevenir que ellos ganaran una ventaja al competir en eventos para mujeres. Por desgracia, la prueba del sexo presenta varios problemas. En primer lugar, no es completamente confiable. Si los cuerpos de Barr no se tiñen o no pueden verse por diversas razones, una mujer XX puede fallar la prueba. En segundo, los hombres XXY forman cuerpos de Barr y pueden pasar la prueba diseñada para identificar hembras. En tercero, algunas hembras sólo tienen un cromosoma X (lo que se conoce como condición XO) y no forman cuerpos de Barr. Más importante, para nuestro caso, María Patino era XY y sus células no formaban cuerpos de Barr. El hecho de que haya pasado una prueba sexual es un indicativo de qué poco confiable es la prueba de detección de cuerpos de Barr para encontrar individuos XX y dejar fuera a quienes son XY.

SEXO Y DESARROLLO

17

Al saberse que la prueba de los cuerpos de Barr era poco confiable, los organizadores de los Juegos Olímpicos y otras competencias hicieron una serie de exámenes en un esfuerzo continuo para escanear y dejar fuera a hombres que intentaran competir como mujeres, aunque hay fotogalería ibilidad ns se in n poca evidencia de que esto en co e Infant androgénica. Stone verdad haya ocurrido. Sin a P. Cortesía de Cynthi embargo, tras reconocer que la prueba generaba estrés emocional, estigmatización y discriminación, las pruebas del sexo fueron abolidas después de los Juegos Olímpicos de 2000 y también han sido descontinuadas en la mayor parte de los eventos atléticos.

1.3 Puntos esenciales • Los órganos sexuales internos comienzan a desarrollarse en la séptima semana del embarazo. • Los eventos más importantes del desarrollo ocurren en el primer trimestre. • Un cromosoma X se desactiva en las células femeninas XX y forma un cuerpo de Barr. • El desarrollo de los órganos sexuales de un feto es controlado por las hormonas testosterona y estrógeno. • Enfermedades de desarrollo sexual como la insensibilidad androgénica completa (cai) son controladas genéticamente.

caso b. preguntas Ahora que aprendimos sobre las etapas de la

5. ¿Debería determinarse el estado de los

determinación sexual de un feto y sobre lo

cromosomas sexuales de todos los recién

que puede ir mal durante el desarrollo, aden-

nacidos? ¿Esto podría resolver problemas

trémonos en los problemas generados por el caso de María Patino. 1. Con tu conocimiento sobre la determinación del sexo, ¿piensas que María Patino es una mujer? ¿Por qué sí o por qué no? 2. En la primera prueba, cuando fueron examinadas las células de su mejilla, ella la pasó. ¿Era esto suficiente para verificar que era una mujer? ¿Por qué sí o por qué no? 3. ¿Tenía María una ventaja muscular sobre las corredoras mujeres debido a que era XY? De ser así, ¿esto habría hecho una diferencia significativa? 4. Cuando los Juegos Olímpicos y los campeonatos mundiales requieren una prueba de sexo, sólo se analiza a las mujeres. ¿Es esto justo? ¿Por qué?

18

CAPÍTULO 1

posteriores? ¿Por qué? 6. ¿Qué problemas podría causar esta prue-

b) ¿A qué argumento recurrirías para defender las acciones del Comité? c) ¿Qué acción recomendarías que tomará el Comité? ¿Por qué? 9. Basándote en el caso de María, ¿deberían

ba para aquellos con cromosomas sexua-

hacerse cambios en las pruebas del sexo?

les anormales como los que se han discu-

10. ¿Por qué María no se enteró antes de su

tido en este capítulo? 7. Imagina que, en una audiencia, tú eres el abogado de María. a) ¿Qué argumento científico relacionado con la determinación del sexo utilizarías? b) ¿A qué argumento legal recurrirías? c) ¿Qué pedirías como compensación? 8. Imagina que, en una audiencia, tú eres el abogado del Comité Olímpico. a) ¿Qué argumentarías, utilizando la ciencia relacionada con la determinación del sexo? ¿Cómo lo harías comprensible?

condición? ¿Piensas que el hecho de que algunas atletas que practican deportes vigorosos no menstrúen haya complicado sus diagnósticos? 11. ¿Podría María demandar a sus médicos por negligencia? ¿Por qué? 12. ¿A quién más podría demandar?

1.4 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la determinación sexual? Como pudiste observar a partir de la situación de María Patino, las personas con algunas condiciones genéticas no siempre son tratadas de manera justa. De hecho, con frecuencia son discriminadas. Cuando esto ocurre, se puede manejar de varias maneras. Una es presentar una demanda que obligue a los empleadores y otros a tratarlas equitativamente. Otra es hacer leyes que dejen en claro que la sociedad no tolerará este tipo de comportamientos. Hay leyes en todos los estados de Estados Unidos que protegen a las personas de ser discriminadas a causa de su raza, color, sexo, origen, religión o edad. En general, este tipo de discriminación ocurre en áreas como los refugios, los alojamientos públicos, la educación, el transporte, la comunicación, la recreación, la salud, las elecciones y el acceso a servicios públicos. Pareciera que María Patino fue discriminada porque competía como una mujer pero no pudo pasar la “prueba del sexo”. Esto significa que sus cromosomas mostraron que en el aspecto genético era un hombre, aunque en el físico era una mujer. Las personas con insensibilidad androgénica completa (cai) caen en una categoría médica llamada intersexualidad. Una definición médica de intersexualidad indica que es “una condición en la que el sexo cromosómico de una persona no es consistente con su sexo fenotípico, o donde el fenotipo no puede ser clasificado como masculino o femenino”. Algunas otras condiciones caen dentro de esta categoría. En capítulos posteriores discutiremos la anormalidad cromosómica llamada Síndrome de Klinefelter (47, XXY) y el Síndrome de Turner (45, X). Además, la Ley para Americanos con Discapacidades (ada, por sus siglas en inglés) contempla los problemas que éstos tienen en sus empleos, con los seguros y en otras áreas. Esta ley federal fue anexada a la legislación en 1990 y protege los derechos de las personas minusválidas. Muchas de estas discapacidades son causadas por condiciones genéticas.

De acuerdo con la ada, una persona con una discapacidad es definida como un individuo que:

a) Tiene una discapacidad mental o física que limita sustancialmente una o más actividades de importancia en la vida. b) Tiene un registro o un historial de dicho impedimento. c) Es percibido o considerado como si tuviera un impedimento. ¿Las personas con intersexualidad podrían ubicarse dentro de la ada? Esto ha sido difícil de determinar, pero los individuos con otras condiciones genéticas son claramente protegidos por la ada. Una de estas condiciones es la acondroplasia (véase el Capítulo 4), una forma de enanismo. Debido a su estatura, las personas con esta condición pueden ser discriminadas en su empleo, al recibir educación o por los seguros. La ada fue diseñada para evitar que ocurra este tipo de discriminación. El cuadro que sigue se dirige a algunas de las preguntas éticas y legales concernientes a la discriminación causada por la determinación del sexo. ¿Cómo resuelven estas preguntas?

Casos relacionados o problemas legales

¿Se le puede negar un trabajo a una persona debido a su sexo?

La ley requiere que se contrate sin discriminación. Se presentan demandas que son decididas por jueces individuales.

Es difícil determinar por qué una persona no es contratada, a menos que esto se indique de manera específica.

¿María Patino fue víctima de discriminación?

Las reglas del Comité y los Juegos Olímpicos no permiten que alguien compita como mujer si no aprueba el análisis cromosómico.

María Patino no presentó ninguna demanda pero otros se han esforzado en remover las “pruebas de sexo” de las competencias atléticas internacionales.

Pregunta

SEXO Y DESARROLLO

19

La ley bajo la lupa Frye vs Estados Unidos de América [293 F. 1013 (1923)]

Si María Patino hubiera presentado una demanda ante un tribunal, éste hubiera tenido que decidir si ella era un hombre o una mujer. Cuando respondiste las preguntas del caso, te diste cuenta de que esta situación no siempre tiene una respuesta sencilla e involucra la comprensión de algunos principios científicos. El siguiente caso fue en extremo importante para ayudar a los tribunales a determinar qué aspectos de la ciencia son relevantes para los juicios y cuáles no. Debido a que el caso de Frye vs Estados Unidos fue el primero que se enfocó en discutir qué ciencia debería ser aceptada en un tribunal, cualquier demanda presentada por María en Estados Unidos lo hubiera usado como referencia. Las preguntas formuladas en este caso se usaron durante más de 70 años como un estándar para aceptar o rechazar evidencias científicas en los tribunales estadounidenses. HECHOS DEL CASO James Alphonso Frye era enjuiciado por asesinato. Había afirmado su inocencia desde que lo arrestaron. En un principio, su abogado le sugirió que se hiciera una prueba para determinar si decía la verdad. La prueba para detectar mentiras a partir de la presión sistólica era una versión antigua del detector de mentiras que se usa hoy en día. Se pidió a la corte aceptar los resultados “verdaderos” de la prueba que hizo Frye como evidencia para apoyar su declaración de inocencia. La técnica era nueva, pero su abogado tenía un testigo experto. William Marston, abogado y psicólogo, había hecho un gran trabajo de investigación acerca de cómo los cambios en la fisiología del cuerpo pueden correlacionarse con la mentira. Él declaró que la prueba medía si el acusado decía la verdad al monitorear su presión sanguínea sistólica. La presión sistólica se eleva y baja dependiendo de qué tan fuerte se contraigan los ventrículos del corazón. Marston decía que el miedo siempre produce un aumento en la presión sanguínea sistólica, y mentir, junto con el miedo a que esto se detecte, eleva la presión sanguínea. El juez de la corte en el Distrito de Columbia excluyó el testimonio de Marston declarando que la ciencia de los detectores de mentiras era demasiado nueva para ser admitida. El abogado de Frye llevó el caso a la Corte de Apelaciones del Distrito de Columbia. Ésta declaró que la prueba de detección de mentiras mediante la presión sistólica sanguínea no “había ganado el reconocimiento científico” y, por lo tanto, sostuvo la decisión de la Corte menor en no admitir el testimonio de Marston. De mayor importancia, la Corte sentó los lineamientos para la admisión de nuevas evidencias científicas en los tribunales. Dichos lineamientos dictaban que los principios científicos habrían tenido que ganar “una aceptación general” en los “campos particulares a los que pertenecieran”. Esta regla de aceptación se basa en tres preguntas: 1. ¿A qué campo científico pertenece la evidencia o el testimonio? 2. ¿La evidencia o el testimonio es aceptado generalmente en este campo? 3. ¿Qué constituye la aceptación general? Para ser admisible, el testimonio científico tiene que ser examinado por una comunidad científica relevante y probado de manera significativa.

20

CAPÍTULO 1

La ley bajo la lupa [Continuación] PREGUNTAS 1. ¿Cuántas pruebas deben hacerse para que la ciencia sea admitida como evidencia? 2. ¿Qué otras tres preguntas harías a un testigo experto para determinar si es o no un experto? 3. ¿Se le debería pagar a un testigo experto? ¿Por qué sí o por qué no? 4. Toda la ciencia inicia como “nueva” o experimental. ¿Cuánto tiempo le tomaría convertirse en una ciencia “real”? 5. Las huellas digitales ahora son consideradas como una buena evidencia después de 50 años de su uso en juicios. Pero no son tan infalibles como podemos pensar. Con frecuencia se cuenta únicamente con huellas digitales parciales y algunas más son difíciles de identificar. No obstante, al público le gustan las huellas digitales. ¿La opinión pública tiene algo que ver con la admisión de pruebas en los tribunales? ¿Por qué? 6. Hoy en día, los detectores de mentiras no son permitidos como evidencia. ¿Por qué? ¿Deberían ser admitidos? 7. En su libro, The Truth Machine (La máquina de la verdad), James Halperin visualiza un futuro con una máquina que puede determinar las mentiras sin error. ¿Qué efecto crees que tendría en los tribunales? 8. Recientemente la Suprema Corte ha dado a los jueces mayor control en la determinación de qué ciencia debe ser permitida para ser presentada en los juicios. Nombra dos ventajas y dos desventajas de esta decisión.

SEXO Y DESARROLLO

21

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Dos métodos de selección del sexo son la técnica de separación del semen y el diagnóstico genético de preimplantación (pgd). [Sección 1.1] ❚ La separación del semen involucra apartar los espermatozoides portadores de un cromosoma X de los portadores de cromosoma Y. 2. Las mujeres tienen dos cromosomas X; los hombres un cromosoma X y uno Y. [Sección 1.1] ❚ El cromosoma X se hereda ya sea de la madre o del padre, pero el cromosoma Y debe provenir del padre. 3. El sexo cromosómico debe ser determinado en la fertilización [Sección 1.1] ❚ El espermatozoide que se fusiona con el óvulo contiene un cromosoma X o Y. 4. Muchos cambios en el desarrollo ocurren en el feto desde el momento de la fertilización hasta el nacimiento. [Sección 1.3] ❚ El complicado proceso del desarrollo es dirigido por los cromosomas, los genes que contienen, y por factores internos y externos. 5. El sexo es sólo uno de los miles de caracteres determinados durante el periodo de gestación en los seres humanos. [Sección 1.2] ❚ Muchas partes del desarrollo del sexo son controladas por hormonas. 6. Los órganos sexuales internos comienzan a desarrollarse en la séptima semana del embarazo. [Sección 1.3] ❚ El desarrollo del sexo comienza en las gónadas. 7. Las hormonas testosterona y estrógeno son secretadas por los testículos y los ovarios. [Sección 1.3] ❚ La testosterona, el estrógeno y los derivados de ambos controlan el desarrollo de las gónadas, el sistema de ductos y los genitales. 8. Los eventos más importantes del desarrollo ocurren en el primer trimestre. [Sección 1.3] ❚ El primer trimestre tiene una duración de tres meses. 9. Un cromosoma X es desactivado en las células de las hembras XX y forma un cuerpo de Barr. [Sección 1.3] ❚ El cuerpo de Barr se forma cuando el cromosoma X se enrolla y se adhiere al interior de la membrana nuclear. 10. Enfermedades del desarrollo sexual como la insensibilidad androgénica completa (cai) son controladas genéticamente. [Sección 1.3] ❚ Las mutaciones en muchos genes pueden afectar la formación de los órganos sexuales.

CONCEPTOS CLAVE Autosomas (p. 8) Blastocisto (p. 12) Caracteres sexuales secundarios (p. 7) Cigoto (p. 8) Corión (p. 12) Cromosomas sexuales (p. 8) Cromosoma X (p. 7) Cromosoma Y (p. 7) Cuerpo de Barr (p. 17) Determinación sexual (p. 7) Diagnóstico genético de preimplantación (pgd) (p. 9) Espermatozoide portador de X (p. 8)

Espermatozoide portador de Y (p. 8) Fertilización (p. 8) Fertilización in vitro (p. 10) Gonadotropina coriónica humana (hGC) (p. 12) Implantación (p. 12) Insensibilidad androgénica completa (cai) (p. 16) Masa celular interna (p. 12) Proporción de sexos (p. 8) Receptor de andrógenos (ar) gen (p. 17) Separación del semen (p. 9) Testosterona (p. 14) Vellosidades (p. 12)

PREGUNTAS DE REPASO 1. Los caracteres físicos que identificamos como pertenecientes a machos o hembras generalmente aparecen durante la pubertad. ¿Cómo se llaman dichos atributos? 2. Si un infante tiene un cromosoma Y, ¿cuál es su sexo?, ¿qué pasaría si este infante tuviera dos cromosomas X y uno Y? 3. ¿Qué es la proporción de sexos? 4. ¿El sexo de un bebé puede ser escogido durante el embarazo? ¿Por qué sí o por qué no? 5. ¿En qué punto del embarazo se desarrolla cada una de las siguientes estructuras? a) Corazón b) Esqueleto c) Pene 6. ¿La proporción de sexos de una población cambia con el paso del tiempo? 7. ¿Qué es el pgd y por qué es exitoso en la selección del sexo? 8. ¿Cuánto crece un feto en el tercer trimestre? 9. ¿Cuándo se forman los espermatozoides?, ¿qué porcentaje de ellos contiene un cromosoma X? 10. ¿Qué porcentaje de los espermatozoides contiene un cromosoma Y?

¿ Qué harías si . . . 1. ...se te diera la opción de usar la selección del sexo para escoger el de tu bebé?

4. ...estuvieras casado con una mujer que no pudiera tener hijos y tu médico te dijera que sus cromosomas son XY?

2. ...se te pidiera escribir una regla que gobernara la determinación del sexo en los Juegos Olímpicos?

5. ...tu hija no menstruara a sus 15 años y tu médico te dijera que sus cromosomas son XY?

3. ...se te pidiera votar por una ley que requiriera las pruebas de análisis de cromosomas sexuales de todos los recién nacidos de tu estado?

22

CAPÍTULO 1

PREGUNTAS APLICADAS 1. ¿Crees que los cromosomas de cada bebé deben ser examinados? ¿Por qué? 2. A lo largo de la historia, con frecuencia los hombres se han enfurecido con sus esposas porque ellas no pueden darles un hijo varón. Investiga este tema y entérate de cuándo quedó comprobado que las mujeres no eran las responsables, en el aspecto genético, del sexo del bebé. 3. Cuando se desarrolla un bebé, los doctores pueden operar al feto para corregir ciertos errores. Cuando acaban la cirugía, el feto se devuelve al útero para que concluya su desarrollo. ¿Cuál crees que sería el mayor problema en este tipo de operación? 4. Supón que eres un abogado y una mujer acude a ti con el siguiente problema. Se hizo un ultrasonido en una etapa temprana de su embarazo y el doctor le dijo que tendría un niño. Pero la mujer dio a luz una niña y ahora quiere demandar al médico. ¿Cómo usarías el caso Frye vs Estados Unidos para explicarle que no la puedes representar? 5. ¿Cuál crees que sea el momento más peligroso durante el desarrollo del feto? ¿Por qué? 6. Existe 91% de probabilidades de producir una hembra usando la técnica de separación del semen para seleccionar los espermatozoides portadores de un cromosoma X, y 71% de probabilidades de producir un macho usando el mismo método para seleccionar los espermatozoides portadores de un cromosoma Y. La selección del sexo usando el pgd es 100% efectiva, pero produce embriones extra que deben ser almacenados para uso posterior, donados o destruidos. Imagina que eres un consejero genético y conoces a una pareja que quiere usar la selección del sexo para tener un hijo varón y así balancear a su familia de cuatro hijas. ¿Qué preguntas les harías y qué opciones explorarías con ellos? 7. Imagina que eres un médico. Una pareja con cinco hijas acude a tu consultorio en busca de una segunda opinión. Quieren tener otro hijo pero, por razones personales, no desean utilizar la selección del sexo. Ya habían consultado a un experto en reproducción que les explicó que las posibilidades de tener un varón eran de 50%, pero dado que ya tenían cinco hijas, las probabilidades de que fuera un hijo eran muy altas. ¿Qué les dirías? ¿Tu respuesta cambiaría si fueras un abogado? ¿Por qué? 8. Las mujeres portan dos cromosomas X (XX) y los hombres un cromosoma X y otro Y (XY). Esto significa que las mujeres tienen dos copias de todos los genes del cromosoma X y los hombres sólo tienen una (en general, los genes encontrados en el cromosoma X no están en el cromosoma Y). Si cada gen da como resultado una unidad de producto, ¿esto significa que las mujeres generan dos unidades de productos por los genes de los cromosomas X y los hombres sólo una unidad de producto debido a la presencia de un cromosoma X? ¿Por qué?

Aprende escribiendo Si estás interesado en compartir tus ideas sobre las preguntas que surgieron en el capítulo 1, te proponemos comenzar un blog. A lo largo del libro te daremos algunas sugerencias sobre preguntas para discutir que tal vez quieras incluir en tu blog y compartir con los miembros de tu clase u otros conocidos. Pregunta a tu profesor si la escuela tiene un sitio de blogs o acude a uno gratis de los que están disponibles en Internet (bloggercomgoogle.blog.com, entre otros) e invita a los miembros de tu clase y a otras personas a contribuir. De esta forma puedes escribir tus opiniones, compartirlas con otros y recibir retroalimentación. Observa las otras sugerencias de “Aprende escribiendo” en las Preguntas aplicadas que están en varios capítulos, pero no esperes a verlas. Busca casos interesantes, preguntas e ideas en cada capítulo. Ve qué se desarrolla. Aquí hay algunas ideas del Capítulo 1 que puedes incluir en tu blog: • El sexo de un bebé es un tema muy personal entre las familias. En algunas sociedades es muy importante tener un bebé de cierto sexo. ¿Esto significa que debemos dar a todos la oportunidad de elegir el sexo de sus hijos? • Los pacientes intersexuales dicen que con frecuencia son discriminados si hablan a otras personas sobre su condición. ¿Esta información debería ser pública o privada? • Hace algunos años, le hacían una circuncisión a un niño y ocurrió un error. Le cortaron el pene. Los médicos dijeron a los padres que tendrían que hacerle una cirugía correctiva para que pareciera una mujer de manera externa y que deberían llevarlo a casa y criarlo como una niña. ¿Crees que esto funcionaría? ¿Por qué funcionó con María Patino? • ¿La ley debería involucrarse en cualquiera de estas decisiones personales? • Agenda cualquier otra pregunta o comentario que tengas en mente cuando leas este capítulo.

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Entra al sitio academic.cengage. com/login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior con las herramientas de estudio de Cengagenow para ayudarte a evaluar tu conocimiento. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de este capítulo para las secciones Caso A y La ley bajo la lupa, “La elección del sexo de un bebé ahora es posible” y “Frye vs Estados Unidos de América” estarán disponibles en la sección de tareas de Cengagenow.

SEXO Y DESARROLLO

23

En los medios Dr. Phil (CBS), 16 de enero de 2007

Infante con ais en el programa del Dr. Phil Kayleigh, que fue llevada por sus padres al programa del Dr. Phil, ha sido diagnosticada con el Síndrome de insensibilidad androgénica (ais) y hoy en día tiene cuatro años. Al padecer el mismo síndrome que María Patino, Kayleigh parece una niña, pero sus cromosomas sexuales son XY. Su madre dice, “todos los días tenía que reafirmarle a Kayleigh que era una niña, y si le decía que era una niña y no un niño, hacía un berrinche. Ella llora y dice que es un niño”. Kayleigh también quería que se le enseñara a ir al baño de pie. Para ver los puntos clave de este episodio en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTA ¿Crees que sea posible que un infante tan pequeño pueda comprender si es hombre o mujer?

USA Today, 19 diciembre de 2006

Corredora descalificada después de fallar la prueba del sexo A la corredora india Santhi Soundarajan le quitaron la medalla de 800 metros en los juegos asiáticos de 2006 cuando su prueba del sexo tuvo resultados anormales. Se reportó que ella “parecía tener cromosomas anormales”. El informe oficial también reveló que en la prueba se encontraron más cromosomas Y de los permitidos. A los atletas no se les exige una prueba de género, pero se les puede pedir que se la practiquen. fotogalería

ra rajan, corredo Santhi Sounda la prueba del sexo lló fa e qu a ibiliindi rome de insens debido al Síndica (ais). dad androgén Lakshm © AP Photo/M.

an

Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTA Si la anterior es la misma condición (ais) que la de María Patino, ¿se le debe permitir a Santhi continuar compitiendo como mujer?

New York Times, 13 mayo de 2007

Pruebas genéticas + aborto = ???? Amy Harmon Este artículo discute el uso de la selección del sexo para escoger el sexo de un niño y sus efectos en el porcentaje de mujeres en una población, así como si las pruebas genéticas, en general, pueden incrementar el número de abortos. El director del Proyecto de Tecnologías en Salud Reproductiva dijo que recientemente, cuando sus empleados discutieron sobre recomendar el diagnóstico prenatal para la selección del sexo, lo encontraron repulsivo desde el punto de vista moral, pero no lo prohibirían. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTA ¿Estás de acuerdo con los empleados del proyecto?

24

CAPÍTULO 1

CBC News, 18 de mayo de 2007

Canadienses compran pruebas de determinación de género de las seis semanas Una nueva prueba casera que puede determinar el sexo de un feto a las seis semanas ha adquirido bastante popularidad entre los canadienses. Esta prueba, que requiere una muestra de la sangre materna, puede determinar si hay dna masculino. La compañía que fabrica la prueba, dna Worldwide, dice que los resultados pueden entregarse en cuatro y hasta seis días. La empresa ha estudiado la posibilidad de negarse a mandar la prueba a los países donde las parejas practican la selección del sexo y el aborto. Para acceder a este artículo en línea visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTA Si esta prueba se encontrara disponible en todo el mundo, ¿crees que muchas personas la utilizarían para determinar el sexo de sus hijos?

SEXO Y DESARROLLO

25

2

Tecnología de reproducción asistida  PUNTOS CENTRALES Los espermatozoides y los óvulos se forman en órganos especializados.

❚

Hombres y mujeres tienen diferentes órganos reproductores.

❚

La infertilidad es un problema serio en muchas partes del mundo.

❚

Existen técnicas médicas disponibles para tratar a las personas infértiles.

❚

Los casos legales deciden cómo tratar a los embriones congelados.

Richard G. Rawlins, Ph.D./Custom Medical Stock

❚

26

CAPÍTULO 2

© Zephyr/Photo Researchers, Inc.

CASO A Una pareja considera el tratamiento de fertilidad Brian y Laura han estado casados por 10 años.

Poco después de su cita con el ginecólogo, el

Brian pensó que debían adoptar y no pasar

Durante los primeros cinco años de su matrimo-

doctor Franco, la pareja vio un programa de

por todas las pruebas y procedimientos. Laura

nio nunca pensaron en tener hijos, principal-

televisión en el que se hablaba sobre las nue-

no estuvo de acuerdo; ella quería un hijo ge-

mente porque los dos estaban muy ocupados;

vas técnicas para ayudar a parejas infértiles.

néticamente relacionado.

Laura es abogada y Brian estaba terminando su

A Laura y a Brian les sorprendió que 5 millo-

maestría.

nes de parejas estadounidenses padecieran

Tiempo después, la hermana de Laura se

infertilidad y que hubiera clínicas especiali-

embarazó y eso los hizo pensar en los niños.

zadas en todo el país donde podían ayudarlos.

Supusieron que embarazarse sería sencillo,

Los procedimientos no eran costosos, y em-

pero ése no fue el caso.

pezaron a preguntarse qué harían si Laura no

Después de un año de tratar de concebir, decidieron hablar con el médico de Laura.

Cuando leemos sobre la situación de Brian y Laura nos vienen a la mente algunas preguntas. Antes de responderlas, consideremos la biología que se encuentra detrás de la infertilidad.

pudiera quedar embarazada de la manera “tradicional”.

2.1 ¿Cómo se forman los espermatozoides y los óvulos? Como discutimos en la sección Básicos de la biología: células y estructura celular, la vida de todos los seres humanos comienza como una sola célula, el cigoto, producido por la fusión del espermatozoide con el óvulo (también llamado ovocito). Estos dos gametos se forman en las gónadas de los respectivos sexos. Los testículos de los hombres producen espermatozoides y hormonas sexuales masculinas llamadas andrógenos. Los ovarios de las mujeres producen óvulos y hormonas sexuales femeninas llamadas estrógenos. Los espermatozoides y los óvulos se generan a partir de un proceso denominado meiosis, que se discutirá en el Capítulo 3.

2.1 Puntos esenciales • Los espermatozoides se producen por meiosis en los testículos del hombre. • Los óvulos se producen por meiosis en los ovarios de las mujeres.

2.2 ¿Qué órganos componen el sistema reproductor de los hombres? Observa la figura de la siguiente página. Los testículos (1) se forman en la cavidad abdominal durante el desarrollo embrionario masculino; antes del nacimiento, descienden hacia el escroto (2), una bolsa de piel que se localiza en el exterior del cuerpo. El sistema reproductor masculino también incluye lo siguiente: • Un sistema de ductos que transporta a los espermatozoides fuera del cuerpo. • Tres juegos de glándulas, los cuales secretan fluidos que mantienen la viabilidad y motilidad de los espermatozoides. • El pene (3). TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

27

Vejiga urinaria

Tabla 2.1 Sistema reproductor masculino

7.

8.

6.

Componente

Función

Testículos

Producen espermatozoides y esteroides sexuales masculinos

Epidídimo

Almacena espermatozoides

Conductos deferentes

Conducen los espermatozoides hacia la uretra

Próstata

Produce líquido seminal que nutre a los espermatozoides

Uretra

Conduce a los espermatozoides hacia afuera

Pene

Órgano de la copulación

Escroto

Separa los testículos del cuerpo

9.

5. 4.

3.

2.

1.

Como se muestra en el dibujo de abajo, la espermatogénesis ocurre en los túbulos seminíferos. Células llamadas espermatogonias se dividen por mitosis para formar espermatocitos (con 46 cromosomas). Estas células sufren meiosis para producir células intermediarias denominadas espermátides. Las espermátides tienen 23 cromosomas, pero todavía no son espermatozoides y no tienen cola; pasan por cambios estructurales y finalmente se convierten en espermatozoides maduros con cola. La espermatogénesis comienza en la pubertad y continúa por el resto de la vida del hombre.

Los testículos contienen túbulos seminíferos enrollados fuertemente, donde se producen los espermatozoides en un proceso llamado espermatogénesis. Después de formarse, los espermatozoides se mueven por etapas a través del sistema reproductor masculino. En la primera etapa se desplazan hacia el epidídimo (4) para ser almacenados. En la segunda etapa, cuando un hombre está sexualmente excitado, los espermatozoides se mueven del epidídimo hacia un ducto conector llamado conducto deferente (5). Las paredes del conducto deferente están alineadas con músculos que 2.2 Puntos esenciales se contraen de manera rítmica para mover los espermatozoi• Las partes más importantes del sistema reproducdes hacia adelante. En la etapa final, los espermatozoides son tor masculino son los testículos, la uretra y el pene. propulsados por contracciones musculares hacia la uretra (6) y después son expulsados del cuerpo. Conforme los espermatozoides son transportados a tra2.3 ¿Qué órganos componen el sistema vés del sistema de ductos, se añaden secreciones de los tres reproductor femenino? pares de glándulas. Las vesículas seminales (7) contribuyen con fructosa, un azúcar que sirve como fuente de energía a Observa la figura de la siguiente página. Las gónadas femenilos espermatozoides, y prostaglandinas, mensajeros químinas son un par de ovarios de forma oval (1) de casi 1.5 pulgacos de acción local que estimulan las contracciones en el sisdas (3 cm) de largo, localizados en la cavidad abdominal. Cada tema reproductor femenino para ayudar a los espermatozoides ovario produce óvulos en un proceso llamado ovogénesis. En en el movimiento. La próstata (8) secreta un fluido lechoso y la parte exterior de cada ovario se encuentran las trompas de alcalino que neutraliza las secreciones vaginales ácidas y aumenta la viabilidad de los espermatozoides. Meiosis II Mitosis Meiosis I Lumen Las glándulas bulbouretrales (9) secretan una sustancia mucosa que provee lubricación durante el coito. Juntos, los espermatozoides y las secreciones de estas glándulas componen el semen, una mezcla que es aproximadamente 95% de secreciones y 5% de espermatozoides (tabla 2.1). Después de una vasectomía, en la que se cortan y cierran los conductos deferentes, las secreciones de estas tres glándulas componen la eyaculación sin esperEspermátides Espermatozoide maduro Espermatocito matozoides. Espermatogonia 28

CAPÍTULO 2

Tabla 2.2 Sistema reproductor femenino 2.

3.

Componente

Función

Ovarios

Produce óvulos y esteroides sexuales femeninos

Trompas de Falopio

Transporta los espermatozoides al óvulo y los óvulos al útero

Útero

Sostiene al embrión y al feto

Vagina

Receptáculo para el espermatozoide; canal de parto

1. 4. Vejiga urinaria

5. 6.

Uretra

7.

Falopio (2). Éstas tienen salientes en forma de dedos que rodean parcialmente al ovario. Después de que se libera el óvulo, la fertilización se lleva a cabo en las trompas de Falopio y el óvulo fertilizado (ahora llamado cigoto) se mueve hacia el útero (3). Las trompas de Falopio se abren dentro del útero, órgano muscular hueco en forma de pera del tamaño de un puño (cerca de 3 pulgadas [7.5 cm] de largo y 2 pulgadas [5 cm] de ancho). El útero se compone de una capa muscular externa llamada miometrio (4) y una capa de tejido interno denominada endometrio (5). Las capas más internas del endometrio se degradan durante la menstruación si no ha ocurrido la fertilización y se reconstruyen durante el siguiente ciclo menstrual. La porción

1.

2.

más inferior del útero, el cérvix (6), colinda con la vagina (7). Ésta recibe el pene durante el coito y también sirve como canal de nacimiento. Se abre hacia el exterior del cuerpo detrás de la uretra (tabla 2.2). La producción de óvulos (ovogénesis) sucede en el ovario. Como se muestra en la figura de abajo, un ovario contiene unos pocos centenares de folículos (1). Cada uno consiste en un óvulo en desarrollo rodeado por una capa externa de células foliculares (2). Las células llamadas ovogonias (con 46 cromosomas) comienzan la meiosis en el tercer mes del desarrollo embrionario de una mujer y después se detienen. En esta fase se les llama ovocitos (3), y permanecen en una meiosis suspendida hasta justo antes de ser liberados del ovario. La meiosis no se completa sino hasta después de que son fertilizados. Esto significa que en el nacimiento, una niña tiene un suministro de óvulos en desarrollo dentro de su ovario. En la pubertad, el óvulo en desarrollo, llamado ovocito secundario (4), se libera del folículo (5) durante un proceso

3.

Ovario

Folículo primordial

4.

5.

TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

29

denominado ovulación. A lo largo de la vida reproductiva de una mujer, cerca de 400-500 ovocitos serán liberados del ovario y se moverán al oviducto. Si un óvulo es fertilizado, la penetración del espermatozoide en el óvulo desata el final de la meiosis. Cuando los núcleos del espermatozoide y del óvulo se fusionan, se forma una célula diploide que contiene 46 cromosomas llamada cigoto.

2.3 Puntos esenciales • Las partes más importantes del sistema reproductor femenino son los ovarios, las trompas de Falopio y el útero.

¿Cuáles son las causas de la infertilidad en las mujeres?

2.4 ¿La infertilidad es un problema común? En esencia se necesitan dos elementos para lograr una concepción exitosa: un espermatozoide y un óvulo saludables. Eso, además de un lugar para que ocurra la fertilización (trompa de Falopio) y otro para que el feto se desarrolle (útero). Si cualquiera de estos componentes falta o no funciona apropiadamente, puede ocurrir la infertilidad. En general, un médico puede diagnosticar la infertilidad después de que una pareja ha intentado concebir por casi un año sin lograrlo. A pesar de que el problema en el caso fotogalerÍa de Brian y Laura no está claro, . al Un útero norm searchers, Inc. parece que se trata de infertivelogue/Photo Re © Anatomical Tra lidad. Pero no están solos. En Estados Unidos el número de parejas infértiles se ha incrementado bastante en los últimos 10 años: casi 1 de 6 parejas tiene problemas de infertilidad. En 40% de estos casos la mujer es infértil; en otro 40% los hombres lo son, y en 20% la causa es inexplicable. La infertilidad también se hace más común conforme aumenta la edad; cerca de 28% de las parejas que han llegado al final de la tercera década son infértiles, como se muestra en la gráfica de abajo. Algunas de las razones de la infertilidad relacionada con la edad se discuten en el Capítulo 3. 100

CLAVE

% de infertilidad

80

% de posibilidad de infertilidad

70

69%

60 50 40

32%

30 20 10 0

15% 3%

5%

20–24

25–29

8% 30–34

35–39

40–44

Edad de la mujer

30

CAPÍTULO 2

45–49

Tres de los cuatro requerimientos necesarios para concebir están asociados con el proceso reproductivo femenino: el óvulo, las trompas de Falopio y el útero (un espermatozoide funcional es el cuarto). Como puedes ver en la gráfica inferior, la regulación hormonal de la ovulación es la causa más común de infertilidad en las mujeres. La ovulación depende de los niveles de hormonas femeninas, estrógeno y progesterona, y de sus interacciones.

CLAVE Niveles hormonales Ovulación Tubos bloqueados Ovarios dañados o ausentes Endometriosis

Los espermatozoides pueden sobrevivir por varios días en el cuerpo de una mujer, pero un óvulo debe ser fertilizado poco después de la ovulación. Si un óvulo recién liberado y un espermatozoide no se encuentran en las trompas de Falopio al mismo tiempo, la fertilización no ocurrirá. Por lo tanto, la ovulación y sus tiempos son muy importantes. Varios problemas pueden afectar o prevenir la ovulación: • Niveles hormonales. Si no hay estrógeno o hay muy poco, el ovario no liberará el ovulo. Generalmente los niveles de estrógeno se elevan durante la primera parte del ciclo femenino. Cuando los niveles de estrógeno llegan a su pico, se desata la ovulación y el aumento de otra hormona, llamada hormona luteinizante (lh, por sus siglas en inglés) (las pruebas caseras de embarazo detectan la presencia de lh y pueden determinar cuándo una mujer está ovulando). Si los niveles de estrógeno son muy bajos o irregulares, pueden afectar la ovulación. Los problemas hormonales ocurren en cerca de 50% de los casos en donde no hay ovulación.

100%

90

Existen dos tipos de infertilidad: primaria y secundaria. Si la pareja no puede embarazarse la primera vez que lo intenta, se dice que su infertilidad es primaria. Pero si ya ha tenido un hijo y tiene problemas para concebir el segundo, entonces se trata de infertilidad secundaria. Se cree que cerca de 3.3 millones de parejas sufren infertilidad secundaria. Las causas siguen sin explicarse, pero se cree que puede haber un factor de edad en algunos casos. La discusión aquí se enfocará en la infertilidad primaria tanto en hombres como en mujeres.

50+

• Ovarios dañados o ausentes. La extirpación quirúrgica de los ovarios o el daño a los ovarios por otras cirugías, inflamación, radiación o infecciones, son causas de infertili-

dad. Los quistes ováricos también pueden impedir la maduración de los óvulos o su liberación. Si no hay ovarios, no se pueden producir óvulos. Algunas condiciones genéticas causan que las mujeres nazcan sin ovarios. • Menopausia prematura. A pesar de ser rara, algunas mujeres dejan de menstruar y entran en la menopausia en una edad temprana. Algunos investigadores piensan que esto sucede cuando son extremadamente atléticas y han tenido peso corporal bajo durante muchos años. Ésta puede ser una de las razones por las cuales la condición de María Patino no fue detectada antes (véase el Capítulo 1). Recuerda que ella debió ser infértil, pues padece insensibilidad androgénica completa (cai).

en cuanto a números 6.1 millones Número de hombres y mujeres que son infértiles en Estados Unidos.

1 de cada 6 Número de parejas que son infértiles en Estados Unidos.

26 cms Largo de los túbulos seminíferos de los testículos humanos.

Varios cientos de millones Número de espermatozoides madurando cada día en los testículos.

Una condición relacionada pero reversible, la Menos de 20 millones amenorrea secundaria, es la falta de mensde espermatozoides truación causada por varios factores, inclupor eyaculación yendo estrés, bajo peso corporal, mala nutrición Nivel de espermatozoides que y exceso de acondicionamiento físico. indica infertilidad en hombres. El bloqueo de las trompas de Falopio, otra causa de infertilidad, ocurre en 15% de los 70% casos. Si este tubo es bloqueado, los espermaPorcentaje de mujeres usando fiv que tozoides no se pueden conectar con el óvulo. tienen 30-35 años y quieren embarazarse. Infecciones bacterianas y virales, trans62% mitidas por vía sexual, causan la inflamación, Porcentaje de mujeres que usan la cicatrización y el cierre de las trompas de fiv, tienen de 40 a 44 años Falopio. Condiciones al parecer no relacionay quieren embarazarse. das, como la apendicitis o un problema del intestino grueso llamado colitis, pueden oca14% sionar la inflamación del abdomen que rePorcentaje de mujeres que usan sulta en el bloqueo de las trompas de Falopio. fiv, tienen más de 44 años Cirugías previas pueden producir la formay quieren embarazarse. ción de tejido de cicatrización, llamado adhesiones, que puede evitar que los óvulos se 30% muevan a través de las trompas de Falopio y Porcentaje de madres sustitutas esto quizá contribuya a la infertilidad. que quedan embarazadas. También se muestra en la gráfica de la página anterior que los problemas uterinos pueden ser una causa de infertilidad. Si una mujer no tiene útero porque le fue extirpado o nació sin él, no podrá tener un hijo. Cerca de 10% de los casos de infertilidad es causado por la endometriosis, un problema con la capa celular interna del útero. Más aun, si las capas más internas del endometrio no se forman de manera apropiada durante cada ciclo menstrual, el embrión no puede implantarse o el feto se despegará de la pared uterina. Este problema ocasiona muchos abortos espontáneos.

es la causa más común en hombres. La infertilidad masculina puede ser ocasionada por numerosos problemas estructurales y funcionales: •

Bajo conteo de espermatozoides. Muy pocos espermatozoides (menos de 20 millones por eyaculación) hacen difícil que el número necesario de ellos nade hacia las trompas de Falopio y llegue al óvulo. El bajo conteo de espermatozoides puede ser causado por la exposición a sustancias químicas o radiación en el ambiente, ropa interior apretada, drogas (incluyendo marihuana), paperas y otras enfermedades (como la diabetes), exposición al plomo, pesticidas, obesidad y consumo de alcohol. Además, heridas en los testículos y los testículos que no descienden pueden originar la infertilidad.

• Baja motilidad espermática. Cuando un espermatozoide se mueve con mucha lentitud, no puede llegar al óvulo a tiempo para la fertilización. Algunas veces los espermatozoides tienen colas extra, malformadas, o simplemente no pueden nadar hacia el óvulo de una manera organizada. Los resultados son similares a los asociados con el bajo conteo espermático.

fotogalería

usas es una de las ca La vasectomía . Puede ser revertida. ad lid rti de infe searchers, Inc. © SPL/Photo Re

CLAVE Bajo conteo de espermatozoides Aspermia

¿Cuáles son las causas de la infertilidad masculina?

Baja motilidad espermática

En el sistema reproductor masculino, problemas con la formación de espermatozoides y con los espermatozoides mismos pueden ser las causas principales de infertilidad. Como se muestra en la gráfica de la derecha, el bajo conteo de espermatozoides

Disfunción eréctil Desconocido

TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

31

• Impotencia. Si el pene no obtiene sangre suficiente, no puede mantenerse erecto, lo que resulta en la disfunción eréctil (de). Es posible que las causas de la impotencia sean emocionales, físicas (hormonales) o estén relacionadas con drogas. Ciertas condiciones como la presión alta y la diabetes pueden ocasionar problemas de erección. • No se forman espermatozoides. Las causas de la aspermia pueden incluir cirugía (vasectomía), heridas, uso de drogas y defectos de nacimiento, como testículos no descendidos o ausencia de los mismos.

¿Qué otros factores influyen en la fertilidad en hombres y mujeres? Tanto los hábitos personales como los factores ambientales pueden afectar las posibilidades de una pareja para tener hijos. Por ejemplo, fumar reduce el conteo de espermatozoides en los hombres e incrementa el riesgo de abortos y recién nacidos de bajo peso en las mujeres. En promedio, por cada ciclo menstrual femenino, el hábito de fumar en hombres y mujeres reduce las posibilidades de concebir en un tercio. Las mujeres que tienen sobrepeso o bajo peso significativo tienen dificultades para quedar embarazadas. Los factores ambientales, como la exposición a sustancias químicas, pesticidas y radiación también afectan la fertilidad. Por ejemplo, en un estudio se observó que las mujeres que vivían en granjas y mezclaron o aplicaron pesticidas en los dos años previos a sus intentos por concebir fueron 27 veces más propensas a la infertilidad que las que no se expusieron a estos agentes químicos. Otros factores ambientales como el plomo, el óxido de etileno (que se usa para esterilizar instrumentos quirúrgicos y suplementos médicos) y la radiación han demostrado tener efectos negativos sobre la fertilidad. La relación entre la edad y la infertilidad ha cobrado una nueva importancia conforme muchas personas en Estados Unidos y otros países industrializados posponen el matrimonio y el embarazo hasta que hayan alcanzado sus objetivos de formación o de trabajo. Por desgracia, este retraso signiun fotogalería , al fica que la mujer es más madura ici tif ar n ió En la inseminacespermatozoides cuando decide tener un hijo y ca lo co l ico de éd m r o de la pareja la edad avanzada está asociada (de un donado útero de la mujer. paciente) en el Photo Researchers, Inc. con el detrimento en la fertiliriello/ ma Fer uro Ma © dad. Como discutiremos en el Capítulo 3, el incremento en la edad materna también se asocia con el incremento en el riesgo de tener un hijo con anormalidades cromosómicas. Se estima que, una vez que una mujer ha celebrado su cumpleaños número 42, tiene menos de 10% de probabilidades de tener un bebé con sus propios óvulos. Durante la “revolución sexual” de las décadas de 1960 y 1970, hubo mayor incidencia de infertilidad causada por enfermedades venéreas no tratadas como la gonorrea y la clamidia.

32

CAPÍTULO 2

Esta tendencia parece haber disminuido desde la aparición del sida en 1980, lo que propició el uso común de métodos de barrera como contraceptivos (condones), que previenen la infección por vih y la mayoría de las enfermedades venéreas. Otro factor social, la creciente dificultad de muchas parejas para encontrar un niño y adoptarlo (resultado de la mejora en el control de la natalidad y la disponibilidad del aborto legal), ha elevado la demanda para responder en el ámbito médico a la infertilidad sin importar su complejidad o alto costo. También ahora sabemos más de nuestra propia genética. Las parejas están, más que nunca, determinadas a tener sus propios hijos.

2.4 Puntos esenciales • Si existen problemas con el óvulo, la formación de espermatozoides o el útero, pueden resultar en infertilidad. • La infertilidad es un problema serio en Estados Unidos. • El hombre o la mujer de una pareja pueden ser infértiles. • La infertilidad en las mujeres se incrementa con la edad. • La forma de infertilidad más común en las mujeres es un desbalance hormonal.

2.5 ¿Cómo es que las tecnologías de reproducción asistida ayudan con los problemas de infertilidad? Debido al aumento de la infertilidad en los últimos 10 años, se ha creado una especialidad médica que trata a las parejas infértiles. Muchos centros médicos ofrecen clínicas de fertilidad y existen programas independientes en la mayoría de las ciudades. En este capítulo analizaremos minuciosamente tres de los métodos más comunes que se usan en las tecnologías de reproducción asistida (tra): • Donación de gametos • Fertilización in vitro (fiv) • Madres sustitutas La mayoría de los expertos en fertilidad comienzan analizando los niveles hormonales de la mujer y del hombre. Si los niveles son bajos, entonbafotogalería ces el médico puede dar a la de fiv con incu Un laboratorio de laboratorio. mujer hormonas (estrógeno) doras y equipo hoto Researchers, Inc. rican/P © AJP/Hopame para estimular la ovulación, o dar al hombre testosterona para estimular la producción de espermatozoides. Si los tratamientos hormonales no ayudan a la concepción, es posible realizar procedimientos más complicados. Uno de ellos es la donación de gametos. Si una pareja no produce espermatozoides, óvulos, o ambos, puede buscar a un donador de espermatozoides u óvulos. La donación de espermatozoides, uno de los primeros métodos de las tra, se ha usado ampliamente por casi 50 años.

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¡SE BUSCAN DONADORAS DE ÓVULOS! Somos una pareja infértil, cariñosa, en busca de una mujer que nos ayude a tener un bebé. Buscamos una estudiante de licenciatura o ya graduada, de 21 a 33 años, rubia, de ojos azules. Pago de compensación: 25 000 dólares más gastos.

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Figura 2.1 Anuncios para donadores de espermatozoides Este anuncio en el sitio web www.cryobank.com ofrece regalos especiales a los donadores exitosos de espermatozoides.

Figura 2.2 Anuncio para la donación de óvulos Este anuncio en el periódico de la Universidad de Tufts se publicó en noviembre de 1999. La cuota que se paga a las donadoras de óvulos se ha incrementado enormemente desde entonces.

Los espermatozoides son donados por personas conocidas o desconocidas, y pueden usarse de inmediato o ser congelados en nitrógeno líquido para su uso posterior. Muchos bancos de esperma en Estados Unidos y en todo el mundo ofrecen espermatozoides de donadores calificados. Sitios en Internet ofrecen a las parejas, a los médicos o a las mujeres la oportunidad de escoger las características del donador que desean y mandan el esperma congelado de su elección para su inseminación ( Figura 2.1). El esperma se coloca en el útero de la mujer cuando ésta se encuentra ovulando y, si el óvulo es fertilizado,

puede resultar embarazada. La donación de espermatozoides se utiliza cuando hay bajo conteo espermático, baja motilidad espermática o aspermia. En el caso de hombres con bajo conteo espermático, los espermatozoides de varias eyaculaciones pueden almacenarse y concentrarse para incrementar las posibilidades de la fertilización in vitro (fiv). Para los hombres con conductos bloqueados, los espermatozoides pueden ser extraídos del epidídimo o de los testículos usando microcirugía. Una mujer que no produce óvulos puede optar por una donadora de óvulos ( Figura 2.2). La donación de óvulos es más complicada porque el procedimiento de la toma de óvulos depende del tiempo y requiere cirugía. Además, debido a los problemas relacionados con el congelamiento de óvulos, generalmente se usan para la fiv inmediatamente después de ser removidos. Una donadora que provee óvulos a un pareja infértil debe recibir inyecciones hormonales para estimular la ovulación y

1 Los óvulos son retirados del ovario. 2 Óvulos y espermatozoides se colocan en una caja de vidrio donde ocurre la fertilización.

Figura 2.3 Fertilización in vitro Los pasos 1-4 muestran el proceso de fertilización in vitro e implantación. Este procedimiento ha producido miles de nacimientos para parejas que de otra manera serían infértiles.

4 Los embriones son transferidos e implantados en el útero.

3 Los cigotos se colocan en una incubadora.

TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

33

© AP Photo/David Cruz

someterse a un procedimiento quirúrgico (laparoscopía) para remover los óvulos. Usando un microscopio, un técnico clasifica los óvulos a remover de aquellos que son muy jóvenes o muy viejos como para ser utilizados en la fertilización. Los óvulos que no se fertilizarán de inmediato pueden ser almacenados en nitrógeno líquido para un uso posterior o para ser donados a otra mujer. Aunque los óvulos congelados han sido exitosos, no es una técnica que se practique con regularidad. Sin embargo, es una opción en algunos casos. Por ejemplo, una mujer que pasará por quimioterapia y que desea tener hijos en el futuro, puede congelar sus óvulos para usarlos más adelante. Después de la extracción, los óvulos se usan para la fertilización in vitro ( Figura 2.3), que puede hacerse con donadores de óvulos o de espermatozoides, o con los espermatozoides y óvulos de la propia pareja. Por medio de técnicas en condiciones estériles, el óvulo y los espermatozoides se colocan en una caja de vidrio en el laboratorio. Los técnicos observan nadar a los espermatozoides hacia el óvulo (generalmente más de uno) y ven cómo lo fertilizan. Después de la fertilización, la caja que contiene los cigotos recién formados se coloca en una incubadora hasta que están listos para implantarse en el útero de la mujer. Es frecuente que tres o cuatro embriones sean transferidos al útero para incrementar las probabilidades de implantación.

Si una mujer no puede concebir porque no tiene útero o su útero no funciona correctamente, es posible recurrir a una madre sustituta. Debido a la existencia de la barrera formada por la placenta y la pared uterina, cualquier mujer puede fungir como madre sustituta sin dañar a la madre o al feto. fotogalería s permatozoide En la fiv, los es óvulos en la caja, lo Hay dos tipos de subrogas lo cia ha viajan distancia que el ción. En la subrogación por docual reduce la tiene que viajar. de oi oz nación de óvulos, la persona espermat n © Lennart Nilsso subrogada, o la madre sustituta, contribuye con un óvulo, que es fertilizado por inseminación artificial usando los espermatozoides del varón de la pareja infértil, y es la madre sustituta quien carga el embrión hasta el término del embarazo. En la subrogación gestacional, la sustituta gesta el embrión hasta el término del embarazo, pero los espermatozoides y el óvulo son de otras dos personas, que pueden no estar relacionadas con la pareja infértil. Con frecuencia, un familiar o una amiga se ofrecen para tener al bebé de una pareja infértil y se los da después de su nacimiento. En otros casos, la sustituta es una extraña a la cual se le paga ( Figura 2.4). En estos casos, se firma un contrato (véase la sección 2.6) y la mujer entrega el bebé a la pareja después de su nacimiento con todas las estipulaciones que se encuentran en el contrato. Como puedes ver en la tabla 2.3, se suelen usar combinaciones de las tra. En un caso legal estadounidense, Buzzanca vs Buzzanca, la combinación de técnicas produjo una niña con cinco padres. Se hizo un contrato entre el donador de espermatozoides, la de óvulos (ambos anónimos) y una madre sustituta (subrogación gestacional). La pareja que contrató a todos y los tres individuos antes mencionados conforman los cinco padres. Este caso llegó a los tribunales cuando la pareja que quería a la niña decidió divorciarse.

2.5 Puntos esenciales Figure 2.4 Una madre sustituta Teresa Anderson, una madre sustituta, se muestra justo después de dar a luz a uno de los quintillizos que tuvo para Luisa y Enrique González. Los quintillizos, que son todos varones, nacieron el 25 de abril de 2005. Sus nombres son Enrique, Jorge, Gabriel, Víctor y Javier.

• La fertilización in vitro (fiv) es un tratamiento que se emplea de manera común para la infertilidad; en ella, los espermatozoides y los óvulos se combinan en una caja de laboratorio para producir embriones.

caso a. preguntas Ahora que sabemos más sobre la infertilidad

3.

y sus tratamientos, discutamos el problema que Brian y Laura enfrentan. 1.

¿Qué pruebas debería practicar a Brian y Laura el doctor Franco?

2.

Lista cuatro cosas que Brian y Laura pueden hacer para resolver su problema.

34

CAPÍTULO 2

4.

¿Qué crees que deberían hacer Brian y

¿cuántas? Pregúntales si están dispues-

Laura? ¿Por qué?

tos a contarte su historia; en caso afirmativo, escribe un párrafo sobre ella.

Menciona tres razones para usar estas técnicas nuevas.

7.

Menciona dos razones por las cuales las

5.

Enumera tres razones creíbles para adoptar.

tra han adquirido tanta importancia en

6.

¿Sabes de alguien que haya experimen-

los últimos 10 años.

tado infertilidad? ¿Conoces a más de una pareja con este problema? De ser así,

Tabla 2.3 Nuevas formas de hacer bebés Inseminación artificial artificial yy transferencia transferencia de de embriones embriones Inseminación 1. El padre es infértil. La madre es inseminada por un donador y ella gesta al bebé. +

=

Fertilización in in vitro vitro (fiv) (FIV) Fertilización 1. La madre es fértil pero incapaz de concebir. Óvulo de la madre y espermatozoides del padre se combinan en un laboratorio. El embrión se coloca en el útero de la madre. + =

2. La madre es infértil pero capaz de gestar al hijo. El óvulo donado es inseminado por el padre vía fiv. El embrión es transferido a la madre y ella gesta al bebé. + =

2. La madre es infértil pero capaz de gestar un hijo. El óvulo de la donadora es combinado con los espermatozoides del padre e implantados en la madre.

3. La madre es infértil e incapaz de gestar un hijo. La donadora del óvulo es inseminada por el padre y gesta al bebé. + =

3. El padre es infértil y la madre fértil, pero incapaz de concebir. El óvulo de la madre se combina con espermatozoides de un donador.

4. Ambos padres son infértiles, pero la madre es capaz de gestar un bebé. La donadora del óvulo es inseminada por un donador de espermatozoides; después, el embrión es transferido y la madre gesta al bebé.

4. Ambos padres son infértiles, pero la madre es capaz de gestar un bebé. Los óvulos y los espermatozoides de los donadores se combinan en el laboratorio (véase número 4, columna izquierda).

+

+

=

+

=

+

=

= 5. La madre es infértil e incapaz de gestar un bebé. El óvulo de la donadora se combina con los espermatozoides del padre. El embrión es transferido a la donadora (véase número 3, columna izquierda).

CLAVE Espermatozoides del padre

+

=

6. Ambos padres son fértiles, pero la madre es incapaz de gestar un bebé. El óvulo de la madre y los espermatozoides del padre se combinan. El embrión es transferido a una madre sustituta.

Óvulo de la madre Bebé gestado por la madre Espermatozoides del donador

+

Óvulo de la donadora Bebé gestado por madre sustituta

=

7. El padre es infértil. La madre es fértil pero incapaz de gestar un bebé. El óvulo de la madre se combina con los espermatozoides de un donador. El embrión se transfiere a una madre sustituta. +

=

CASO B Madre soltera necesita padre 1.

terísticas cuando eligió al donador de es-

encontró alguien con quien quisiera casarse.

permatozoides?

Así que, cuando cumplió 35 años, su médico le dijo que pensara seriamente en tener un

2.

hijo antes de envejecer más. El doctor Ingram le sugirió la inseminación

a) Si respondes que sí, ¿en qué momento y por qué?

de esperma cercano. En este procedimiento, el 3. 4.

Imagina que eres el abogado de Alex en la búsqueda de su padre. Menciona cinco ar-

año dio a luz una niña a la que llamó Alex. En que le pueda deparar el futuro.

Cuando Alex cumpla 18 años, ¿ debería per-

6.

gumentos de lo que harías en su nombre. 5.

Supón que eres el donador de esperma;

Cuando Alex ingrese a la escuela, ¿qué puede pasarle?

mitírsele buscar a su padre si así lo desea?

Pasó por todo el procedimiento y en ese los últimos días, Jan ha estado pensando en lo

rrías que Alex conociera tu identidad.

b) Si respondes que no, ¿por qué?

en un gran porcentaje de mujeres el embarazo resulta. Esto sonaba justo como lo quería Jan.

¿Debería decirle a Alex que su padre fue un donador de espermatozoides?

artificial usando espermatozoides de un banco esperma donado se coloca dentro de la mujer;

¿Jan debió haber escogido ciertas carac© SPL/Photo Researchers, Inc.

Jan Moppet quería tener un hijo pero nunca

7.

¿Qué se sabe de los genes del padre de Alex? ¿Puede heredar alguna enfermedad genética o portar algún padecimiento que transmita a su descendencia?

lista tres razones por las cuales no que-

TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

35

2.6 ¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con las tra? Muchos problemas han surgido con el uso de las nuevas tecnologías de reproducción asistida. Aquí se discutirán algunos de ellos. Durante la fertilización in vitro se puede producir cierto número de embriones. Éstos se colocan en el útero de una mujer o se congelan para un uso posterior. Se han dado embarazos exitosos con embriones congelados hasta por 10 años. La pregunta es: ¿qué se debe hacer con los embriones congelados que nadie quiere?

Pregunta

Cuando varios embriones se colocan en el útero al mismo tiempo, las posibilidades de embarazos múltiples aumentan. El número de éstos se ha incrementado en forma espectacular durante los últimos 10 años como resultado de las tra. En las situaciones que involucran a donadores de espermas y óvulos, en general surgen preguntas sobre los derechos de paternidad y maternidad de los donadores; varios casos legales han enfrentado este problema. La siguiente tabla lista algunas de las preguntas éticas y legales de estos procedimientos.

fotogalería

aces y óvulos alm Espermatozoide en nitrógeno lí°C . nados a –180 nque criogénico quido en un ta . © Hank Morgan/P

hoto Researchers

, Inc

¿Cómo se resuelven estas preguntas?

Casos relacionados o aspectos legales

¿Qué se debe hacer con los embriones que sobran?

Esto lo decide la clínica de fertilidad y los padres de los embriones.

En Reino Unido una ley establece que los embriones no reclamados deben ser destruidos después de cinco años.

¿Los donadores de óvulos y espermatozoides deberían tener derechos parentales sobre sus hijos?

Generalmente esto se decide en los tribunales si el donador desea presentar una demanda.

Casos individuales han llegado a los tribunales en Estados Unidos y Reino Unido. En la mayoría de ellos, los padres que han criado al niño conservan los derechos.

Si una pareja se divorcia, ¿quién conservaría la custodia de los embriones congelados?

Esto se decide en los tribunales si la pareja desea presentar una demanda (véase La ley bajo la lupa: “Davis vs Davis”).

La mayoría de los casos se han basado en Davis vs Davis (véase La ley bajo la lupa) y por ello se ha decidido que ninguna persona puede ser forzada a ser padre. Algunos han optado por destruir los embriones.

¿Se le debería pagar a los donadores de óvulos y espermatozoides por su contribución?

En Estados Unidos sí se les paga. Los donadores de esperma pueden donar en muchas ocasiones y cada vez que lo hacen se les paga. A las donadoras de óvulos se les compensa mejor debido al complejo proceso de recuperación de óvulos.

Ningún caso legal ha surgido a partir de este problema, pero cada banco de esperma y clínica de fertilidad lo maneja de diferente manera.

¿Es legal hacer un contrato con la madre sustituta?

Esta pregunta legal se resuelve dependiendo del estado. En un caso, el de la Bebé M en Nueva Jersey, se decidió que la respuesta era no. Este estado todavía prohíbe los contratos, pero otros estados sí los permiten.

En varios casos, las madres sustitutas han querido conservar al bebé que gestaron, pero los tribunales han hecho valer los contratos, especialmente con las madres sustitutas gestacionales.

¿Los sustitutos deberían ser compensados?

Si una cantidad monetaria se indica en el contrato, debe cumplirse.

Algunas personas creen que pagar a los sustitutos es lo mismo que vender bebés. Sin embargo, recientemente el número de mujeres que son madres sustitutas se ha incrementado.

36

CAPÍTULO 2

La ley bajo la lupa Durante su matrimonio, Junior y Mary Sue Davis fueron a una clínica de infertilidad para utilizar la fertilización in vitro. Los óvulos de Mary Sue y los espermatozoides de Junior se combinaron en un laboratorio y produjeron nueve embriones. Dos de ellos fueron implantados en el útero de Mary Sue, y los otros siete se congelaron. Los dos embriones implantados no resultaron en un embarazo. Los Davis planeaban regresar e implantar el resto de los embriones, pero antes de que eso sucediera, tuvieron diferencias maritales y decidieron divorciarse. Junior y Mary Sue pidieron a la Corte de divorcio (vivían en Tennessee) que hiciera un juicio sin precedente: cada uno pedía los embriones como parte del acuerdo del divorcio. Junior quería destruir los embriones; Mary Sue quería implantarlos y tener hijos. En defensa de su derecho para proseguir con la implantación, ella argumentó que los embriones eran seres humanos potenciales, no propiedades típicas. Pero si iban a ser vistos como propiedades, ella tenía la última palabra acerca de la disposición que se haría de ellos ante la ley de divorcios de Tennessee. Mary Sue también solicitó que Junior pagara el mantenimiento de los hijos si ella los concebía. El abogado de Junior argumentó que nadie debe ser forzado a ser padre; que éste era un derecho constitucional; que un embrión no era una persona y, por lo tanto, no podía ser considerado un infante. La Corte necesitaba decidir si los embriones eran propiedades, infantes, o ninguna de las dos cosas. Si se consideraban propiedades, serían divididos, como en la mayoría de las leyes de divorcio. Si se les tenía por infantes, la custodia sería concedida a alguno de los dos progenitores. La Corte le dio la custodia de los embriones a Mary Sue, llamándolos “infantes in vitro”, y dictaminó que le estaba permitido implantarlos. Junior apeló en el tribunal de apelaciones de Tennessee.

Davis vs Davis [842 S.W. 2d 588 (Tennessee, Corte de apelaciones, 1993)]

RESULTADOS

Corte del juicio La decisión de otorgarle la “custodia” establecía que a Mary Sue se le “permitía tener la oportunidad de implantarse los embriones y llevar a término el embarazo”. La Corte también decidió que los embriones eran “instancias de vida humana” y, por lo tanto, tenían derecho a la vida; se refirió a los embriones congelados como “pre-embriones”.

Corte de apelaciones La Corte Estatal de Apelaciones rechazó que el “derecho a la vida” fuera racional. Basó su decisión en el hecho de que la Corte del juicio fue inconsistente con la ley de Tennessee que permite el aborto. Declaró que Junior tenía el derecho de no ser padre y otorgó la custodia compartida de los embriones a ambos. Sostuvo que los Davis tenían en común un interés en los embriones congelados.

Suprema Corte de Tennessee La Suprema Corte del estado concluyó que los embriones congelados no son “personas” ni “propiedades”, sino que “ocupan una posición de especial respeto debido a su potencial de vida humana”. Parece que el problema principal es el derecho constitucional de los individuos a la privacidad. Si una persona tiene el derecho de procrear, entonces también tiene el derecho de no procrear. Si se le permitía a Mary Sue implantar los embriones, Junior no tendría control sobre su estado parental. Siendo un padre involuntario, esto tendría cargas económicas, emocionales y legales sobre él. Por lo tanto, la Suprema Corte otorgó los embriones a Junior. PREGUNTAS 1. En tu opinión, ¿a quién debió conceder los embriones la Corte? ¿Por qué? 2. Si ninguno de los esposos hubiera obtenido los embriones, ¿qué pasaría con ellos? Argumenta por ambas partes. 3. ¿Con cuál argumento de los abogados estás de acuerdo? Da tres razones. 4. En Australia, una pareja que murió en un accidente aéreo dejó dos embriones congelados. La pareja tenía millones de dólares y muchas mujeres deseaban que se les implantaran estos embriones porque pensaban que los infantes que nacieran podrían heredar el dinero. La corte australiana decidió que nadie recibiría los embriones. ¿Estás de acuerdo con esta decisión? ¿Por qué? 5. ¿Existe un deber para proteger a los embriones humanos de cualquier daño? De ser así, ¿quién debería protegerlos? De no ser así, ¿por qué? 6. ¿Qué se debe hacer con los embriones congelados no reclamados? 7. ¿Qué cláusulas deberían incluirse en un contrato para una pareja que vaya a hacerse la fiv? Lista algunas opciones posibles. 8. Después de muchos intentos de tener un hijo, ¿qué más podían hacer los Davis, aparte de la fiv? Investiga las opciones posibles.

TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

37

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Los espermatozoides se producen por meiosis en los testículos. [Sección 2.1] ❚ Por cada célula espermática se forman cuatro espermatozoides. 2. Los óvulos se producen por meiosis en los ovarios. [Sección 2.1] ❚ Por cada ovogonia, se forma un óvulo. 3. Las partes más importantes del sistema reproductor masculino son los testículos, la uretra y el pene. [Sección 2.2] ❚ Los testículos y el pene son externos, mientras que la uretra es interna. 4. Las partes más importantes del sistema reproductor femenino son los ovarios, las trompas de Falopio y el útero. [Sección 2.3] ❚ Todas las partes importantes del sistema reproductor femenino son internas. 5. Si existen problemas con la formación de óvulos o espermatozoides, o con el útero, puede haber infertilidad. [Sección 2.4] ❚ Los óvulos y espermatozoides son necesarios para formar un feto; si no está ninguno de ellos o están incompletos, el hombre o la mujer no pueden reproducirse sin ayuda médica. 6. La infertilidad es un problema serio en Estados Unidos. [Sección 2.4] ❚ Existen muchos casos de infertilidad, por causas tanto ambientales como genéticas. 7. El hombre o la mujer en una pareja pueden ser infértiles. [Sección 2.4] ❚ Existen muchas estadísticas sobre el número de parejas infértiles. Éstas muestran que las causas de la infertilidad pueden identificarse con pruebas médicas. 8. La infertilidad en una mujer se incrementa con la edad. [Sección 2.4] ❚ Conforme una mujer envejece, sus ovarios dejan de funcionar y tiene problemas para producir óvulos viables. 9. La forma más común de infertilidad en mujeres es el desbalance hormonal. [Sección 2.4] ❚ El estrógeno en mujeres y la testosterona en hombres pueden causar problemas en la producción de óvulos y espermatozoides. 10. La fertilización in vitro (fiv) es un tratamiento muy común en el cual los espermatozoides y los óvulos se combinan en cajas de laboratorio dando embriones como resultado. [Sección 2.5] ❚ La fertilización in vitro se hizo por primera vez en Reino Unido y se ha practicado por casi 30 años.

38

CAPÍTULO 2

CONCEPTOS CLAVE Amenorrea secundaria (p. 31) Andrógenos (p. 27) Aspermia (p. 31) Conductos deferentes (p. 28) Cérvix (p. 29) Disfunción eréctil (p. 32) Endometrio (p. 29) Epidídimo (p. 28) Espermatocitos (p. 28) Espermatogénesis (p. 28) Espermátides (p. 28) Espermatozoide (p. 27) Estrógenos (p. 27) Fertilización in vitro (fiv) (p. 32) Folículos (p. 29) Fructosa (p. 28) Glándulas bulbouretrales (p. 28)

Hormona luteinizante (p. 30) Laparoscopía (p. 34) Meiosis (p. 27) Miometrio (p. 29) Ovarios (p. 27) Ovocitos (p. 27) Ovogénesis (p. 28) Óvulo (p. 27) Prostaglandinas (p. 28) Próstata (p. 28) Subrogación (p. 34) Testículos (p. 27) Trompas de Falopio (p. 29) Túbulos seminíferos (p. 28) Uretra (p. 28) Útero (p. 29) Vagina (p. 29) Vasectomía (p. 28) Vesículas seminales (p. 28)

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage.com/ login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior con las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu instructor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso A y La ley bajo la lupa de este capítulo, “Una pareja considera el tratamiento de fertilidad” y “Custodia de embriones producidos por fiv”, estarán disponibles en la sección de tareas de Cengagenow.

¿ Qué harías si . . . 1. ...tuvieras que elegir a alguien para ser madre sustituta o donador?

4. ...si fueras un legislador y se te pidiera aprobar una ley para destruir todos los embriones congelados abandonados?

2. ...un amigo te pidiera que donaras tus espermatozoides para su bebé?

5. ...si fueras un especialista en fertilidad y aconsejaras a una pareja con cuatrillizos?

3. ...una amiga te pidiera que donaras un óvulo para que ella y su esposo pudieran tener un bebé?

PREGUNTAS DE REPASO 1.

Llena la siguiente tabla listando todos los problemas de infertilidad en una mujer y las causas de cada uno.

Problema de infertilidad

Causa 1

Causa 2

2. Llena la siguiente tabla listando todos los problemas de infertilidad en un hombre y las causas de cada uno.

Problema de infertilidad

Causa 1

Causa 2

TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

39

3. Observa las tablas anteriores y discute un problema de cada una describiendo qué técnica de reproducción asistida sería exitosa para tratarla. 4. De los dos tipos de subrogación, ¿cuál puede tener más problemas físicos? 5. Después de una vasectomía, un hombre decide tener hijos. ¿Qué se puede hacer? Investiga este tema. 6. ¿Cuál es el término que se utiliza para referirse a los hombres que tienen pocos o ningún espermatozoide? 7. ¿Por qué el tratamiento de la infertilidad con hormonas es la primera opción de los médicos? 8. ¿Cuáles son los tres principales elementos que se necesitan para tener un bebé? 9. Lista tres factores adicionales que sean causa de infertilidad. 10. ¿Qué causas de la infertilidad son ambientales?

PREGUNTAS APLICADAS 1. ¿Crees que en el futuro más médicos se especializarán en la reproducción asistida? ¿Por qué? 2. Si la reproducción asistida se incrementa en el futuro, ¿qué efecto crees que tendría sobre las adopciones? ¿Sobre los abortos? 3. De los dos tipos de subrogación, ¿cuál crees que tenga más problemas legales?

4. Investiga otros métodos de reproducción asistida. Escríbelos y discute qué tan frecuentemente se usan. 5. Amplía la sección En cuanto a números de este capítulo. Investiga qué tan exitosos son los siguientes tipos de tra: fiv, subrogación, uso de donadores de espermatozoides, uso de donadoras de óvulos. Exitosos se refiere a cuántos bebés han nacido por estos métodos. 6. Las investigaciones han demostrado que la edad de un óvulo es más importante que la edad de una mujer, y que las mujeres maduras pueden tener hijos al implantarse óvulos fertilizados por fiv o al congelar sus óvulos y usarlos después. Esto permite a una mujer extender sus años reproductivos, incluso después de la menopausia. ¿Qué problemas, si los hay, podrían tener mujeres de edad avanzada (más de 55 años) que tienen hijos? Lístalos. 7. Haz una investigación sobre los hombres que han sido padres después de los 60 años. ¿Por qué crees que sea más común que los hombres tengan hijos en edad avanzada que las mujeres de la misma edad? ¿Por qué la sociedad acepta esto? 8. Los trasplantes de ovarios son una manera de tratar la infertilidad femenina. Si fueras un juez, ¿cómo manejarías un caso en el que una mujer recibe un trasplante de ovarios, tiene un hijo y encara una demanda de la donadora que alega que ella es la madre genética del infante y quiere la custodia o derechos de visita?

En los medios El bebé de Jodie Foster Steve Sailer La actriz de Hollywood Jodie Foster buscó al donador de espermatozoides perfecto en 1998 y orgullosamente anunció que, después de una larga búsqueda, había quedado embarazada con los gametos de un científico alto, guapo y moreno, con un CI de 160. Encantada con el resultado, regresó a la misma clínica para tener a su segundo hijo en 2002. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1.

¿Cómo crees que influya el hecho de ser una celebridad en un tema como el de la donación de espermatozoides? 2. Investiga sobre otras celebridades que hayan usado la donación de espermatozoides o de óvulos.

New York Times, 20 de noviembre de 2005

¡Hola!, soy tu hermana. Nuestro padre es el donador 150 Amy Harmon El Registro de hermanos por donaciones es un sitio web creado recientemente por una mujer para que sus hijos (resultado de una donación) conocieran a su padre biológico. Cuando no pudo conocer

40

CAPÍTULO 2

su identidad, una idea la sacudió: podía encontrar a los otros hijos del donador. Este sitio web ha localizado a cuatro hermanos de sus hijos y ha ayudado a otros a encontrar a los suyos. Para tener acceso a este artículo, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Un niño usó el sitio web para localizar a su padre. ¿Crees que éste es su derecho? ¿Por qué? 2. ¿Qué problemas pueden surgir de su encuentro con otro niño igual?

The Sunday Times, 18 de febrero de 2007

¡Hola!, soy el donador 150. Tú eres mi hija Tony Allen-Mills Jeffrey Harrison, o el donador 150 de California Cryobank, encontró el Registro de hermanos por donaciones y estableció contacto con tres de sus hijos genéticos después de 20 años de haberse descrito como un escritor con un título en filosofía. Ryann McQuilton, uno de sus “hijos”, esperó nerviosamente para conocerlo, sin saber que ahora vivía en una vagoneta con sus perros. Para acceder a este artículo, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Cómo te sientes sobre esta intromisión en la confidencialidad? 2. Si tú fueras Ryann, ¿hubieras ido a conocer al donador de esperma? ¿Por qué?

Rosa o azul: ¿es niño o niña? Acu-Gen Biolab lanza Baby Gender Mentor, un sitio de marketing e información Acu-Gen, establecida en Boston, ha desarrollado una prueba casera para determinar el sexo de un bebé usando la sangre materna. En el kit se incluye una lanceta y un papel filtro; cuando la madre pincha su piel, el papel filtro absorbe la sangre; después se envía a la compañía para su análisis. Acu-Gen dice tener una tasa de certeza de 99.9%. Los padres pueden pagar una pequeña cuota para saber el sexo de su bebé sin esperar el ultrasonido. Para aprender más sobre la prueba casera de Acu-Gen, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1.

¿Crees que muchas personas usarían este dispositivo como una forma de determinación sexual? ¿Por qué? 2. La anterior es probablemente la primera de muchas pruebas caseras para mujeres que quieren tener más información sobre sus fetos. ¿Qué otras pruebas puede querer tener una madre? ¿Cuál puede ser el resultado de esto en gran escala?

TECNOLOGÍA DE REPRODUCCIÓN ASISTIDA

41

3

Cambios en el número de cromosomas  PUNTOS CENTRALES Los cromosomas están constituidos por adn combinado con proteínas.

❚

El número de cromosomas puede variar de un individuo a otro, pero la mayoría de los seres humanos tiene 46.

❚

Es posible recurrir a diferentes pruebas para determinar el número de cromosomas de un feto.

❚

Los cromosomas extra pueden afectar al feto.

❚

Las demandas pueden ser el resultado de problemas con las pruebas genéticas.

Jeff Greenberg /Photo Edit

❚

42

CAPÍTULO 3

Cortesía de Ifti Ahmed

CASO A Resultados preocupan a una mujer embarazada Martha Lawrence estaba nerviosa por ir a la

cho más alto de tener un hijo con una anorma-

análisis también reveló la presencia de una

unidad de genética humana en el hospital. Su

lidad cromosómica que las más jóvenes.

copia extra del cromosoma Y (XYY en lugar

médico la había referido porque se embarazó

Los dos embarazos previos de Martha ha-

de XY), una condición llamada Síndrome de

de manera inesperada a los 41 años y, a esa

bían sido normales; sus hijos ahora tenían 13

Jacobo o del superhombre. Esta condición es

edad, corría el riesgo de tener un hijo con

y 17 años. La consejera genética, la Dra. Gould,

bastante común; cada día en Estados Unidos,

anormalidades cromosómicas, especialmen-

sugirió a Martha que se hiciera una amniocen-

de 5 a 10 niños nacen con un juego cromosó-

te con Síndrome de Down. Martha llevaba 18

tesis (remoción del fluido y células que rodean

mico XYY.

semanas de embarazo, así que no había mu-

al feto) para examinar los cromosomas del

cho tiempo si es que quería practicarse un

producto.

aborto, considerando que los resultados de la

La prueba mostró que el feto no tenía una

amniocentesis toman de 7 a 14 días. Las muje-

copia extra del cromosoma 21 y que, por lo

res mayores de 35 años corren un riesgo mu-

tanto, no tenía Síndrome de Down. Pero el

Algunas preguntas vienen a la mente cuando leemos este caso. Antes de responderlas, consideremos de qué manera los errores en la división celular pueden conducir a anormalidades cromosómicas.

3.1 ¿Qué es un cromosoma? Como discutimos en la sección Básicos de la biología: células y estructura celular, los cromosomas son estructuras parecidas a hebras que se encuentran en el núcleo de una célula y contienen la información genética ( Figura 3.1). Los seres humanos tenemos 46 cromosomas, dos de los cuales se denominan cromosomas sexuales. Recuerda del Capítulo 1 que estos últimos se designan X y Y. Como se muestra en la figura 3.1, un cromosoma consta de tres partes importantes: (1) el centrómero; (2) el brazo corto (brazo p), y (3) el brazo largo (brazo q). En los extremos de los brazos hay regiones especializadas llamadas telómeros. Los telómeros evitan que los cromosomas se peguen entre sí y tal vez desempeñen una función en el envejecimiento.

3.1 Puntos esenciales • El número de cromosomas normal en los seres humanos es 46.

brazo p

Centrómero

brazo q

Figura 3.1 Anatomía de un cromosoma Las partes de un cromosoma incluyen el centrómero y dos brazos (el brazo corto denominado p, y el brazo largo conocido como q.

CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

43

3.2 ¿Qué puede causar los cambios en el número de cromosomas? Los óvulos y los espermatozoides (gametos) se producen en los ovarios y los testículos, respectivamente, por medio de un tipo de división celular llamada meiosis. Las células que inician la meiosis tienen dos copias de cada cromosoma (una de

cada progenitor), para dar un total de 46. Durante la meiosis, los cromosomas de todos los pares se separan y producen células haploides que contienen 23 cromosomas. La meiosis completa la reducción en el número de cromosomas al pasar por dos rondas de división celular, llamadas meiosis I y meiosis II, que se muestran a continuación.

Meiosis I

Antes de que las células comiencen la meiosis, sus cromosomas se duplican. Conforme empieza la meiosis, los cromosomas se enrollan y condensan, haciéndose visibles en el microscopio. Cada cromosoma tiene una pareja homóloga que le hace juego, y entre estos dos cromosomas se pueden intercambiar partes (entrecruzamiento) durante la etapa conocida como profase I.

Los pares de cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de la célula y las fibras del huso acromático se unen al centrómero de cada par. Esta etapa se llama metafase I.

Los miembros de cada par de homólogos se separan y se mueven hacia los lados opuestos de la célula. Esta etapa se denomina anafase I.

Meiosis II

Dos células formadas durante la meiosis I. En la profase II, los cromosomas de estas células se condensan y se mueven hacia el plano ecuatorial de la célula.

44

CAPÍTULO 3

Los 23 cromosomas de cada célula se unen al huso acromático desde su centrómero. Esta etapa se llama metafase II.

Cada centrómero se divide y los cromosomas recién formados (también llamados cromátidas hermanas) se mueven hacia los extremos opuestos de las células. Esta etapa se llama anafase II.

Los cromosomas alcanzan los polos opuestos de la célula y la membrana nuclear comienza a reformarse. Este estado se llama telofase I. El citoplasma se divide y se forman dos células hijas, que tienen la mitad del número de cromosomas de las células originales y se denominan células haploides.

Finalmente, los cromosomas se desenrollan y la membrana nuclear se vuelve a formar. Esta etapa se llama telofase II. Después de que el citoplasma se divide, el resultado son cuatro células, cada una con un número haploide de cromosomas. La meiosis ha terminado.

La división celular en la meiosis I separa a los miembros de los pares homólogos de cromosomas. En la meiosis II, el centrómero se parte en dos y las cromátidas hermanas de cada cromosoma duplicado se separan y distribuyen entre las células hijas. En la tabla 3.1 se resumen los eventos de la meiosis.

Fase

Características

Interfase I

Replicación de cromosomas.

Profase I

Los cromosomas se hacen visibles; pares homólogos de cromosomas; las cromátidas sufren entrecruzamiento (recombinación).

Metafase I

Los cromosomas apareados se alinean en el plano ecuatorial de la célula.

Anafase I

Miembros de cada par de cromosomas se mueven hacia los polos opuestos de la célula.

Telofase I

Los cromosomas se desenrollan; se forman los núcleos.

De manera normal, la meiosis da como resultado gametos que contienen 23 cromosomas. Sin embargo, en un pequeño porcentaje de los casos los cromosomas no se separan apropiadamente durante una de las dos divisiones ( Figura 3.2). Este evento, llamado no disyunción, da como resultado algunos gametos con dos copias de un cromosoma dado y otros gametos sin copias del mismo cromosoma. Si los gametos con un número anormal de cromosomas se involucran en la fertilización, el cigoto resultante tendrá un número anormal de cromosomas. Las variaciones en dicho número que involucran un cromosoma o un número pequeño de ellos se denominan aneuploidías. Dependiendo de los cromosomas que estén implicados, los efectos de la aneuploidía pueden variar, desde síntomas físicos que no amenazan la vida hasta enfermedades letales y devastadoras. Un error durante la meiosis que tiene como resultado un espermatozoide portador de dos copias del cromosoma Y probablemente sea lo que le sucedió al feto de Martha Lawrence. La aneuploidía es la causa principal de abortos espontáneos tempranos; cerca de 5% de todos los embarazos son aneuploides. Además, la aneuplodía es el origen del retraso mental y el desarrollo de discapacidades, lo que representa una carga emocional, social y financiera sobre millones de familias.

Citocinesis

El citoplasma se divide. Se forman dos células.

3.2 Puntos esenciales

Profase II

Los cromosomas se vuelven a enrollar.

Metafase II

Los cromosomas no apareados se alinean en el plano ecuatorial de la célula.

Anafase II

Los centrómeros se dividen; los cromosomas hijos (cromátidas hermanas) se separan.

• En la meiosis, los miembros de los pares de cromosomas homólogos se separan, formando gametos que contienen un número haploide de cromosomas.

Telofase II

Los cromosomas se desenrollan; la membrana nuclear se vuelve a formar. La meiosis termina.

• La mayoría de las aneuploidías son el resultado de errores durante la meiosis.

Citocinesis

El citoplasma se divide, formando cuatro células.

Tabla 3.1 Meiosis

• La meiosis se involucra en la formación de espermatozoides y óvulos.

Número de cromosomas en gametos: Cromosoma extra (n + 1)

Cromosoma extra (n + 1)

Cromosoma faltante (n – 1)

Cromosoma faltante (n – 1) Los cromosomas se alinean en la metafase I

No disyunción durante la anafase I

Alineamientos en la metafase II

Anafase II

Figura 3.2 No disyunción cromosómica La no disyunción puede causar anormalidades cromosómicas en los gametos (óvulos y espermatozoides).

CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

45

3.3 ¿Podemos identificar anormalidades cromosómicas en un feto? Debido a la edad de Martha Lawrence, su consejero genético le sugirió que se sometiera a un procedimiento llamado amniocentesis para analizar los cromosomas de su bebé y detectar cualquier anormalidad. El dibujo de abajo muestra un feto en desarrollo dentro del útero y el uso de la amniocentesis para obtener una muestra y analizarla.

y se tiñen con uno o más tintes. Una cámara unida al microscopio transmite las imágenes de los cromosomas a la computadora, donde se digitalizan y procesan para crear un cariotipo. En un cariotipo, como se muestra abajo, los cromosomas 1-22 (autosomas) se disponen en pares. Los cromosomas sexuales generalmente son colocados aparte.

Análisis bioquímico del líquido amniótico después de separar las células fetales

Centrifugación

Las células del feto se remueven de la solución

Análisis de las células del feto para determinar el sexo

Las células se cultivan en una incubadora

Análisis del cariotipo

¿Cómo funciona la amniocentesis? La amniocentesis se usa de manera rutinaria para recolectar células del feto y el líquido amniótico y analizarlos. Las aneuploidías, otras anormalidades cromosómicas y los desórdenes bioquímicos pueden ser detectados por medio de esta prueba, que también puede identificar el sexo de un feto. Durante la amniocentesis, primero se localiza el feto y la placenta con un ultrasonido. Las máquinas de ultrasonido funcionan con ondas sonoras para crear una imagen del feto de modo que el médico pueda localizarlo en el útero (como se muestra arriba). Se inserta una aguja a través de las paredes abdominal y uterina (evadiendo la placenta y al feto) hasta llegar al saco que rodea al bebé. Se recolecta parte del fluido que rodea al producto, llamado líquido amniótico. Este líquido consiste en orina fetal, agua y células que se desprenden del feto. El líquido y las células que contiene reflejan la constitución genética del bebé. Después de extraer las células del líquido, éstas se cultivan en el laboratorio durante varios días; después se rompen y los cromosomas se esparcen sobre una placa de microscopio 46

CAPÍTULO 3

Cortesía de Ifti Ahmed

Extracción de 20 ml de líquido amniótico que contiene células suspendidas del feto

La amniocentesis generalmente se realiza en la semana 16 del embarazo o después de esa fecha. El procesamiento y el análisis de los resultados usualmente requieren de 7 a 14 días. Como en todos los procedimientos médicos, hay algunos riesgos asociados con éste. Debido a que hay un riesgo de 0.06% (1 de cada 1 600) asociado con los abortos, en general el procedimiento sólo se usa en ciertas condiciones: •

• •

• •

Cuando la edad de la madre rebasa los 35 años. El riesgo de tener hijos con anormalidades cromosómicas se incrementa de modo espectacular en mujeres que se encuentran dentro de este grupo de edad. A sus 41 años, Martha Lawrence es una candidata para esta prueba. Cuando la madre ya ha tenido un hijo con anormalidades cromosómicas, la recurrencia de este riesgo es de 1 a 2%. Cuando cualquiera de los padres tiene uno o más cromosomas anormales desde el punto de vista estructural. Esta situación puede causar un número de cromosomas anormal en el feto. Cuando la madre es portadora de una enfermedad genética ligada al cromosoma X. Cuando los padres han experimentado infertilidad inexplicable o abortos previos.

¿Existen otras pruebas para identificar aneuploidías? Otro método para analizar cromosomas en la etapa prenatal, llamado muestreo de vellosidades coriónicas (cvs, por sus siglas en inglés), puede realizarse en etapas aún más tempranas de la gestación (10 a 12 semanas, comparado con las 16 semanas para la amniocentesis). Debido a que las células que se extraen durante el cvs se dividen con rapidez, los resultados de la prueba están disponibles en unas pocas horas o en algunos días. Con la amniocentesis, las células fetales deben cultivarse en el laboratorio por varios días antes de obtener

Cambios estructurales en los cromosomas Vellosidades coriónicas

Ultrasonido para monitorear el proceso

Placenta en desarrollo

Feto en desarrollo

A

B

C

D

E

F

G

A

B

C

D

E

D

E

F

G

A

B

C

D

E

D

E

D

E

Cromosoma normal

Vejiga

Útero Corión

D

E

F

G

Un segmento repetido tres veces Catéter

Cavidad amniótica Recto

Duplicación de segmentos de un cromosoma, donde las secciones del mismo se repiten. A

B

C

D

E

F

G

H

I

H

I

J

J

Segmento C ausente A

los resultados. Un dibujo del procedimiento del cvs se muestra en la siguiente página. En el cvs, guiado por imágenes del ultrasonido, se inserta un catéter flexible por la vagina o a través del abdomen hacia el útero. Las células de las vellosidades coriónicas (un tejido fetal que forma parte de la placenta) son extraídas por succión y analizadas de inmediato. Esto le da una ventaja significativa sobre la amniocentesis porque los resultados pueden obtenerse en el primer trimestre del embarazo. Tanto el cvs como la amniocentesis pueden acoplarse con técnicas de adn recombinante para el diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas que se describen en el Capítulo 6. Al igual que en la amniocentesis, hay algunos riesgos asociados con el cvs. Las mujeres que se han sometido a este procedimiento han experimentado cólicos, infecciones y abortos. Los estudios indican que el riesgo asociado con un aborto es de 1 a 2% (1 en 100 o 1 en 50).

¿Existen otras variaciones cromosómicas? Además de la condición XYY presente en el feto de Martha Lawrence, los cambios en el número o la estructura de los cromosomas causan otros defectos de nacimiento. Estos cambios pueden consistir en copias adicionales de todos los cromosomas de una célula (que tenga 69 o 92 cromosomas en lugar de 46), condición llamada poliploidía; la ganancia o la pérdida de cromosomas individuales (aneuploidía), o los cambios estructurales entre los cromosomas individuales. La figura en la siguiente columna muestra algunos de los cambios estructurales encontrados en los cromosomas. El número diploide (2n o 46x) de cromosomas en las células corporales y el número haploide (n o 23x) en los gametos, constituyen la condición normal o euploide. El término relacionado, aneuploidía, significa “sin la condición normal” (el prefijo a- significa “sin”). La forma más simple de aneuploidía involucra la ganancia o la pérdida de un solo cromosoma. La ganancia se conoce como trisomía (se escribe como 2n + 1, o 47 cromosomas); la pérdida se designa como monosomía (escrita como 2n – 1, o 45 cromosomas). La causa más común tanto de la trisomía como de la monosomía en los seres humanos es la no disyunción cromosómica,

B

D

E

F

G

Ausencia de segmentos de un cromosoma, donde faltan secciones del mismo. A

B

C

D

E

F

G

H

I

J Los segmentos G, H, I se invierten

A

B

C

D

E

F

I

H

G

J

Inversión de partes de un cromosoma, donde algunas de sus secciones se encuentran en un orden invertido. A

B

C

D

J

Cromosoma A

E

F

G

H

I

K

L

M

N

Cromosoma B

Translocación A

B

C

D

E

F

G

N

K

L

M

J

Translocación cromosómica, donde segmentos de un cromosoma son intercambiados.

en la que los cromosomas no se separan apropiadamente durante la meiosis. Existen dos divisiones celulares en la meiosis, y la no disyunción puede ocurrir en cualquiera de las dos.

3.3 Puntos esenciales • Dos pruebas que pueden detectar aneuploidías durante el embarazo son la amniocentesis y el muestreo de vellosidades coriónicas (cvs). • Un cromosoma extra, condición llamada trisomía, puede ser fatal para el feto. • Un cromosoma faltante, condición llamada monosomía, puede ser fatal para el feto.

CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

47

3.4 ¿Cuáles son los efectos de la monosomía y la trisomía? En las secciones que siguen examinaremos algunos síntomas de las monosomías y las trisomías que involucran los cromosomas 1-22, los autosomas. Después consideraremos las monosomías y las trisomías que se relacionan con los cromosomas sexuales (X y Y). Las monosomías que afectan cualquier autosoma son fatales y dan como resultado abortos en la gestación tem-

prana. Esto sucede porque cuando falta un cromosoma, todos los genes de ese cromosoma también faltan. Las trisomías, en las que interviene la mayoría de los autosomas, también pueden causar la muerte del feto en las etapas tempranas del desarrollo. Sólo pocas trisomías autosómicas resultan en nacimientos de niños vivos (trisomía 8, 13, 18 y 21). La trisomía 21 (Síndrome de Down) es la única en la que es posible la supervivencia hasta la edad adulta. La siguiente tabla muestra las trisomías más comunes y sus cariotipos.

Trisomías autosómicas Cariotipo Nombre Trisomía 13: Síndrome de Patau (47,+13)

Cortesía de la Universidad de Wisconsin

Número de cromosomas 47, extra #13

¿Qué tan frecuente es? 1 en 15 000 nace vivo

Síntomas La trisomía 13 incluye malformaciones faciales, defectos oculares, dedos extra en manos o pies y talones protuberantes. De manera interna, generalmente hay severas malformaciones en el cerebro y el sistema nervioso, así como defectos congénitos en el corazón.

fotogalería

Trisomía 13 y Judie Grabski

Nombre Trisomía 18: Síndrome de Edwards (47,+18)

Cortesía de Ifti Ahmed

Número de cromosomas 47, extra #18

© 1997 Hironao Numabe, M.D., Universidad Médica de Tokio

CAPÍTULO CHAPTER 3 3

Cortesía de Mike

¿Qué tan frecuente es? 1 en 11 000 nace vivo; 80% son mujeres j

Supervivencia 2-4 meses

Síntomas Los infantes son pequeños al nacer, crecen muy lentamente y tienen discapacidades mentales. Características como puños apretados, con el segundo y quinto dedos superpuestos en el tercero y cuarto, y pies malformados son comunes. Casi siempre también hay malformaciones cardíacas y las fallas del corazón o la neumonía son en general las causas de muerte. Nombre Trisomía 21: Síndrome de Down (47,+21)

4848

Supervivencia 1-2 meses

Número de cromosomas 47, extra #21

fotogalería

Trisomía 18 y Judy Grabski Cortesía de Mike

¿Qué tan frecuente es? 1 en 800 nace vivo (cambia con la edad de la madre)

Síntomas El Síndrome de Down es la causa más importante de retraso mental y defectos cardíacos en infantes de Estados Unidos. Los individuos afectados en general tienen un cráneo ancho y plano, pliegues en las esquinas de los párpados y manchas en el iris. Pueden tener lengua larga con surcos que hace que la boca permanezca parcialmente abierta. El crecimiento físico, el comportamiento y el desarrollo mental son retardados, y aproximadamente 40% de los niños con Síndrome de Down tiene defectos cardíacos congénitos. A pesar de estas discapacidades, muchos individuos con este padecimiento llevan vidas plenas y productivas.

fotogalería

Supervivencia Hasta los 50 años

Down Síndrome de . Una niña co/Phnoto Researchers, Inc © Lauren Shear

en cuanto a números 1 en 2

El único factor de riesgo conocido para el Síndrome de Down y otras formas de aneuploidía autosómica es la edad materna ( Figura 3.3). Las madres jóvenes tienen menos probabilidades de tener un hijo con Síndrome de Down. Sin embargo, el riesgo se incrementa de modo acelerado después de los 35 años; ésta es la razón por la que la consejera genética recomendó la amniocentesis a Martha Lawrence. A los 20 años, la probabilidad de que una madre tenga un hijo con Síndrome de Down es de 1 por cada 2 000 (0.05%); a los 35 años, el riesgo aumenta a 1 de cada 111 (0.9%) y a los 45 es de 1 en 33 (3%). La edad paterna también se ha propuesto como un factor en las trisomías autosómicas, pero no se ha encontrado una relación clara.

¿Por qué la edad materna es un factor de riesgo?

Trisomía 21/1 000 nacimientos

Nadie sabe con certeza porqué la edad materna incrementa el riesgo de una aneuploidía. Una idea es que los óvulos más viejos son más propensos a la no disyunción. Los óvulos de un feto femenino comienzan la meiosis antes de que el niño nace. Estos óvulos entran en la meiosis I y se detienen. Bajo la estimulación hormonal que comienza en la pubertad, un óvulo por mes completa la meiosis I y comienza la meiosis II. Los pasos finales de la meiosis no se completan sino hasta que el óvulo es fertilizado. Las mujeres jóvenes tienen un menor riesgo de tener un hijo aneuploide, pues sus óvulos han estado en la fase de meiosis I por 15-25 años. Los gametos ovulados a los 40 años han estado en la fase de meiosis I durante 40 años. En este tiempo, eventos en la célula o agentes

18 16

Riesgo de Síndrome de Down

14 12 10 8 6 4 2 15 20 25 30 35 40 >44

Edad materna

Número de concepciones que pueden ser aneuploides.

1 en 170 Número de niños nacidos vivos que tienen algunas células aneuploides.

5-7% Porcentaje de todas las muertes infantiles causadas por aneuploidías.

0.3-1 onzas (10-30 ml) Cantidad de líquido extraído en la amniocentesis.

ambientales pudieron dañar el óvulo, haciendo más probable la no disyunción. Otra explicación se enfoca en un proceso llamado selección materna. De acuerdo con esta idea, las interacciones entre el útero y el embrión implantado normalmente derivan en un aborto espontáneo de los embriones que tienen números de cromosomas anormales. Conforme la mujer envejece, la selección materna puede ser menos eficaz, permitiendo que los embriones con números de cromosomas anormales se implanten y se desarrollen. Es necesario hacer más investigaciones para clarificar los mecanismos que rigen este proceso.

© Vicki Beaver

¿Cuál es el principal factor de riesgo para la trisomía?

100+ y aumentando Número de enfermedades genéticas diagnosticadas por amniocentesis.

fotogalería

de Down n Síndrome, Inc . Un adulto co ers /Photo Research

80% Porcentaje de niños nacidos con trisomía, de los cuales 18 son mujeres.

40%

© Lauren Shear

¿La aneuploidía afecta los cromosomas sexuales?

Porcentaje de niños con Síndrome de Down que tienen defectos cardíacos.

La aneuploidía que involucra a los cromosomas X y Y es más común que la autosómica. La monosomía que afecta a los au1 en 1 000 tosomas siempre es fatal, pero esto no por Número de bebés masculinos fuerza es cierto para la monosomía de los que nacen con un cariotipo XYY. cromosomas sexuales. La monosomía 1 en 2 000 que involucra el cromosoma X, condición Riesgo de tener un hijo con llamada Síndrome de Turner (45,X), ocuSíndrome de Down si la edad de rre en cerca de 1 en 10 000 nacimientos femeninos. Aunque 1 de cada 10 000 nacila madre es menor a 20 años. mientos femeninos es 45,X, esto repre1 en 33 senta sólo una pequeña fracción de los Riesgo de tener un hijo embriones 45,X que se producen; la macon Síndrome de Down si yoría de éstos son abortados. Por otra la madre tiene 45 años. parte, la monosomía del cromosoma Y (45,Y) siempre resulta en aborto; no se ha informado de algún niño que haya nacido vivo con esta condición. Otras condiciones aneuploides que se relacionan con los cromosomas sexuales incluyen el Síndrome de Klinefelter Figura 3.3 Edad (47,XXY) y el Síndrome de Jacobs (47,XYY), la condición materna y Síndrome presente en el feto de Martha Lawrence. Estas condiciones se de Down resumen en la tabla de la siguiente página. El porcentaje de nacimientos en los cuales el niño tiene Síndrome de Down se incrementa con la edad materna.

3.4 Puntos esenciales • Los individuos con Síndrome de Down (trisomía 21) pueden sobrevivir hasta la edad adulta. CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

49

Trisomías de cromosomas sexuales Cariotipo Nombre Síndrome de Turner (45,X) Número de cromosomas 45, falta un X

Supervivencia Hasta la edad adulta

er fotogalería Síntomas ndrome de Turn Una niña con Síon and Photography ati str Los bebés siempre son hembras y viven hasta UNC Medical Illu la edad adulta. Son pequeñas, de tronco amplio y con ovarios poco desarrollados. En el nacimiento, la hinchazón en manos y pies es prominente pero desaparece en la infancia. Muchas también tienen la aorta adelgazada. Su inteligencia es normal.

¿Qué tan frecuente es? Se estima que 1% de todas las concepciones es 45,X y que 95-99% de los embriones 45,X muere antes del nacimiento. El síndrome de Turner aparece en 1 de 10 000 nacimientos femeninos. Nombre Síndrome de Klinefelter (47,XXY) Número de cromosomas 47, un X extra

Supervivencia Hasta la edad adulta

Síntomas Las características de este síndrome no se desarrollan sino hasta la pubertad. Los individuos afectados son hombres que por lo general son estériles. Algunos hombres con este síndrome tienen discapacidad para aprender o un retraso mental leve. Muchos de ellos son mosaicos; esto significa que algunas de sus células tienen la combinación XY y otras XXY. En estos hombres, los síntomas son menos severos. ¿Qué tan frecuente es? 1 en 1 000 hombres

fotogalería

ndrome de Un niño con Sí ) XY (X r te el Klinef Stefan Schwarz

Nombre Síndrome XYY (47,XYY) Número de cromosomas 47, con un Y extra

Supervivencia Hasta la edad adulta

Síntomas Estos individuos se encuentran debajo del promedio en estatura y peso, tienen desórdenes de la personalidad y quizá padezcan algunas formas de retraso. Algunos tienen discapacidad de aprendizaje; otros muestran síntomas muy ligeros. Con frecuencia experimentan acné severo durante la adolescencia y presentan problemas de conducta. ¿Qué tan frecuente es? 1 de cada 1 000 nacimientos masculinos (cerca de 0.1% de la población masculina)

50

CAPÍTULO 3

3.5 ¿Existe una manera de evaluar los riesgos genéticos?

dad, analizan los patrones de herencia, los riesgos de recurrencia y revisan las opciones disponibles para la familia.

Comprender los resultados de una prueba genética y lo que significa para una familia y sus hijos actuales y futuros puede ser una responsabilidad abrumadora. Afortunadamente un profesional de la salud llamado consejero genético puede ayudar er a individuos o familias a enrn fotogalería Tu de e m ro Sínd Un adulto coronn Beacon Journal tender lo que significan los /Ak mp Sta Lew @ resultados de una prueba genética. Parte de la información que provee un consejero genético incluye los siguientes puntos:

¿Por qué la gente acude a consejeros genéticos?

•

•

• • •

Hechos médicos, que abarcan el diagnóstico, la progresión, el manejo y cualquier tratamiento disponible para la enfermedad genética. Cómo contribuye la herencia a la enfermedad, y el riesgo de tener hijos con dicha enfermedad. Opciones para lidiar con los riesgos de recurrencia. Cómo adaptarse a la enfermedad de un miembro de la familia o manejar el riesgo de recurrencia.

Los consejeros genéticos alcanzan estas metas de una manera no directiva. Brindan toda la información disponible a los individuos o miembros de familia para que puedan tomar las decisiones que más les convengan basándose en sus propias creencias culturales, religiosas y morales.

¿Quiénes son los consejeros genéticos? Los consejeros genéticos son profesionales de la salud con un entrenamiento especial en medicina genómica, psicología y orientación. Generalmente trabajan como parte de un equipo de cuidado de la salud, proporcionando información y apoyo a las personas y familias que padecen enfermedades genéticas o tienen probabilidades de contraer una. Los consejeros genéticos identifican familias con predisposición, investigan su condición, interpretan la información sobre la enferme-

Las personas solicitan ver a un consejero genético si tienen una historia familiar de enfermedades genéticas, como cáncer, defectos de nacimiento o una discapacidad de desarrollo. Las mujeres de 35 años en adelante y los miembros de grupos étnicos específicos en los que una condición genética particular se presenta de manera recurrente a menudo son analizados por un consejero genético que les instruye sobre el riesgo mayor en el que se encuentran de tener enfermedades genéticas o desórdenes cromosómicos, así como las pruebas disponibles para ellos. La orientación se recomienda especialmente para varios grupos de personas: •

•

• •

• • •

Mujeres embarazadas o que planean embarazarse después de los 35 años. Parejas que ya tienen un hijo con retraso mental, una enfermedad genética o un defecto de nacimiento. Parejas que quieran analizar o tener información sobre enfermedades genéticas que ocurren con mayor frecuencia en su grupo étnico. Parejas que son primos en primer grado o que tienen una relación sanguínea cercana. Individuos que están preocupados porque su trabajo, estilo de vida o historia familiar sean un riesgo para el embarazo, incluyendo la exposición a radiación, medicamentos, sustancias químicas, infecciones o drogas. Mujeres que han tenido dos o más abortos o bebés que murieron en la infancia. Parejas cuyos hijos tengan una enfermedad genética diagnosticada por análisis rutinario a los recién nacidos. Personas que tienen, o a las que les preocupa tener una enfermedad hereditaria o defecto de nacimiento.

¿Cómo funciona la orientación genética? La mayoría de las personas acude a un consejero genético después de una prueba prenatal o del nacimiento de un hijo con alguna enfermedad genética. Los individuos también pueden buscar orientación genética para conocer el riesgo de

caso a. preguntas Ahora que comprendemos parte de la informa-

2.

micas y cómo suceden, analicemos algunos

Teniendo en cuenta que la preocupación

3.

Da tres razones por las cuales alguien

posibilidades de tener un hijo con triso-

pueda diferir con tu elección.

mía 21, ¿debería informarle sobre el ca-

4.

Con tu conocimiento sobre las diferentes

rodea el impacto de un infante con cromoso-

condiciones aneuploides, si el diagnós-

mas XYY ilustra el dilema de la Dra. Gould

tico fuera Síndrome de Down, ¿tu deci-

sobre el caso de Martha.

sión cambiaría? ¿Por qué?

1.

5.

principal de Martha era su edad y las

problemas que surgen a partir de la situación de Martha Lawrence. La incertidumbre que

¿Cuál crees que sea la mejor alternativa en su situación?

ción básica sobre las anormalidades cromosó-

Basándote en el cariotipo que la Dra.

Mientras analizaba los resultados de la amnio-

Gould obtuvo con la amniocentesis, lista

centesis de Martha, la Dra. Gould se planteó

cinco opciones disponibles para Martha.

las siguientes preguntas:

riotipo anormal XYY? ¿Por qué? 6.

Consideró decirle primero los resultados al esposo de Martha. ¿Debería hacerlo?

CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

51

El caso de Martha Lawrence en verdad puso a

gado llamó a la Dra. Gould diciéndole que los

pensar a la Dra. Gould, quien recordó a una

Slotin iban a demandarla porque a Donna no

paciente que tuvo en 1996, y todo lo que ésta

se le practicó una amniocentesis.

le enseñó sobre los aspectos legales de su práctica. El nombre de esta paciente era Donna Slotin. Ella dio a luz a un niño llamado A. J. En aquel entonces, Donna tenía 31 años y no consideraba que su embarazo fuera de alto riesgo; sin embargo, A. J. nació con una condición genética que provoca retraso mental severo y otras discapacidades físicas. Después del nacimiento y el diagnóstico, un abo-

1.

¿Qué es lo primero que la Dra. Gould debe hacer?

2.

¿Qué debe argumentar el abogado de los Slotin?

3.

¿Qué debe argumentar el abogado de la Dra. Gould?

4.

¿Qué crees que se pueda hacer para evitar una demanda?

ser afectados por una condición que tal vez ya tengan o de la que fueran portadores. El consejero por lo general inicia con la elaboración de una historia médica y familiar, así como de una genealogía. Una genealogía muestra la historia genética de una familia a manera de diagrama, usando símbolos para representar a los integrantes (las genealogías serán discutidas en el Capítulo 4). Entonces el consejero explica los conceptos básicos de biología y cómo se hereda la condición. Cuando las parejas buscan información antes de tener un hijo, es factible hacer un análisis de la sangre de la pareja y de sus familiares, además de la genealogía para determinar cuáles riesgos están presentes. Si hay un caracter genéticamente determinado, el consejero construye un perfil de evaluación que explique el riesgo de tener un hijo que herede la condición. Para ayudar a que tanto las parejas como los individuos comprendan cómo los genes y los productos génicos se relacionan con las enfermedades genéticas, los consejeros usan ciertas técnicas de enseñanza. Comparten información que permite a los individuos o a las parejas tomar decisiones informadas.

3.6 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con las anormalidades cromosómicas? En el sistema legal de Estados Unidos, Martha Lawrence tendría la opción de demandar a la Dra. Gould si ésta no le hubiera ofrecido la amniocentesis y después hubiera dado a luz un niño con enfermedades genéticas. Existen dos escenarios legales posibles: una demanda judicial por nacimiento con discapacidad (wrongful birth) o una demanda judicial por vida con discapacidad (wrongful life). Ambos tipos de demanda se basan en la idea de que el nacimiento o la vida de un infante se vieron afectados por la acción o la falta de acción del médico o consejero genético. La tabla de la página 53 explica las diferencias entre las dos acciones legales. Los resultados en este tipo de casos se fundamenta en dos preguntas: 1.

¿El diagnóstico de esta condición pudo hacerse a tiempo para practicar un aborto?

2.

¿La condición era tan seria como para que una persona razonable se practicara un aborto?

¿Cuál es el futuro de la orientación genética? Conforme la información obtenida del Proyecto del Genoma Humano (pgh) cambie el cuidado médico, el número de enfermedades genéticas que pueden diagnosticarse por medio de pruebas genéticas se incrementará con rapidez y la función del consejero genético adquirirá mayor importancia. Los resultados del pgh están cambiando el enfoque de la orientación genética de riesgos reproductivos a condiciones o enfermedades que se expresan en la edad adulta como cáncer, diabetes y padecimientos cardiovasculares. La información que brindan los consejeros u orientadores permite que los individuos en riesgo adopten un estilo de vida que reduzca el impacto de la enfermedad, tomen decisiones acerca de tener descendencia o planeen el cuidado médico que ellos o sus hijos requieran posteriormente en su vida.

3.5 Puntos esenciales • Conforme una mujer envejece, las probabilidades de que dé a luz un hijo con aneuploidía se incrementan y ella puede obtener ayuda de consejeros genéticos. 52

CAPÍTULO 3

La mayoría de los tribunales permite las demandas por nacimiento con discapacidad por dos razones: el caso Roe vs Wade permitió a una mujer una opción al nacimiento, y los médicos cuentan con seguro de cobertura amplia para mala praxis, así que la compensación financiera en general no es un problema. Sin embargo, sólo cinco estados permiten las demandas por vida con discapacidad porque los tribunales no están de acuerdo con declarar que alguien nunca debió haber nacido. Un ejemplo de este tipo de demandas se analiza en la sección La ley bajo la lupa: “Becker vs Schwartz”. Las demandas por nacimiento con discapacidad y por vida con discapacidad son diferentes de las demandas por mala praxis porque, en este caso, los médicos no han hecho nada que cause el daño (el defecto de nacimiento). En las demandas por mala praxis se acusa al médico porque su práctica equivocada causó directamente el daño.

© Radius Images/Jupiter Images

CASO B Resultados de análisis preocupan a un médico

Demanda por nacimiento con discapacidad

Demanda por vida injusta

Los padres demandan al médico.

El infante demanda al médico.

Los padres argumentan que, debido a la falta de acción del

El niño argumenta que nació gracias al consejo inadecuado

médico, no les fue posible hacerse una prueba prenatal que

del médico.

les permitiera tomar una decisión informada sobre tener o no al bebé. Este tipo de casos toma como precedente el de Roe vs Wade, que

Este tipo de casos también se basa en Roe vs Wade por razones

permitió de manera legal el aborto en Estados Unidos porque la

similares.

madre debe declarar que, si hubiera sabido que el niño tenía esta condición, lo habría abortado. Las razones para dichas demandas incluyen las siguientes:

Son las mismas razones que para las demandas por nacimiento

el Dr. fue negligente al no mencionar la prueba a los padres o

con discapacidad.

advertirles del riesgo de tener un hijo así; el médico o los laboratorios confundieron los resultados, no realizaron correctamente la prueba, hicieron la prueba incorrecta o el médico decidió de manera deliberada no decirle a los padres.

Otro tipo de casos ha evolucionado a partir de estas demandas: • Concepción injusta (wrongful conception): cuando los métodos anticonceptivos (quirúrgicos o químicos) no funcionan. • Embarazo injusto (wrongful pregnacy): cuando un aborto no se completa y la madre tiene problemas médicos. Tal vez Martha Lawrence quiera leer algunos de los interesantes aspectos legales del cariotipo XYY. Investigaciones previas encontraron que las personas con el cariotipo XYY tienden al comportamiento agresivo, lo cual se asocia con la presencia del cromosoma Y extra. En efecto, esto significa que quizá algunas formas de violencia son determinadas genéticamente. De hecho, el cariotipo XYY se ha usado en varias ocasiones como defensa legal [sin éxito hasta la actualidad en los juicios criminales (por ejemplo, véase People vs Tanner (1970), 13, Cal.App. 3d]. La pregunta que se plantea en estos casos y con base en los estudios subsecuentes de los niños con cariotipo XYY es: ¿pode-

mos encontrar una relación entre la condición XYY y el comportamiento criminal? Usando la ciencia de hoy en día, parece no haber evidencias contundentes para apoyar dicha relación. De hecho, la mayoría de los hombres con cariotipo XYY tienen vidas normales en el aspecto social. En Estados Unidos, los estudios a largo plazo sobre la relación entre el comportamiento antisocial y el cariotipo XYY se han descontinuado. Los investigadores temían que identificar problemas potenciales de conducta provocara que los padres trataran a sus hijos de manera diferente y esto resultara en problemas de conducta. La incertidumbre que rodea la condición XYY ilustra el dilema de la Dra. Gould sobre el caso de Martha Lawrence y quizá haga que la decisión de esta última sea más difícil.

3.6 Puntos esenciales • Las demandas por nacimiento con discapacidad y vida con discapacidad pueden ser resultado de un diagnóstico prenatal incorrecto.

CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

53

La ley bajo la lupa Becker vs Schwartz [386 N.E.2d 807 (NY 1978)]

El siguiente caso es un ejemplo del tipo de demanda que la señora Lawrence puede presentar si la Dra. Gould no le informa sobre la condición XYY del feto: una demanda judicial por vida con discapacidad. Delores Becker se embarazó a los 37 años. Su médico, que la trató durante todo el embarazo, no le dijo sobre la amniocentesis y el enorme riesgo de tener un hijo con Síndrome de Down. Su bebé nació con dicho síndrome. Aun cuando era 1978, la amniocentesis ya estaba en uso. Los Becker interpusieron una demanda por nacimiento con discapacidad en nombre de su hijo y el caso resultante, Becker vs Schwartz, fue eventualmente escuchado en la Corte de Apelaciones de Nueva York, el cuerpo judicial más alto en ese estado. Delores Becker testificó que, si ella hubiera sido informada de la condición de su hijo, habría abortado. Como resultado de las fallas de su médico, ella no supo acerca de la discapacidad mental de su bebé hasta que éste nació. RESULTADOS La Corte descartó la demanda, sosteniendo que nadie tiene el derecho a nacer libre de enfermedades. Se llegó a un acuerdo de $2 500 dólares y el bebé fue dado en adopción. Algunos abogados analizaron el caso después y pensaron que los Becker pudieron haber recibido más dinero si la demanda se hubiera presentado a una corte con mayor poder. PREGUNTAS 1. ¿Cuál era la base de la demanda? 2. ¿Crees que la decisión de la Corte fue correcta? 3. ¿Cuánto dinero crees que el jurado hubiera asignado a los padres por el cuidado y la “pérdida” de su hijo? 4. Con tus conocimientos sobre el Síndrome de Down, ¿crees que los padres debieron haber criado a su hijo y no demandar? ¿Por qué?

54

CAPÍTULO 3

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. El número de cromosomas normal en los humanos es 46. [Sección 3.1] ❚ Existen 23 pares de cromosomas, incluyendo los cromosomas sexuales (XX o XY). 2. La meiosis está involucrada en la formación de espermatozoides y óvulos. [Sección 3.1] ❚ Espermatozoides y óvulos tienen un número haploide de cromosomas. 3. En la meiosis, los pares de cromosomas se separan, formando gametos que tienen un número de cromosomas haploide. [Sección 3.2] ❚ Si los cromosomas no se separan correctamente, puede ocurrir la aneuploidía. 4. La mayoría de los casos de aneuploidía sucede como resultado de errores en la meiosis. (Sección 3.2) ❚ La aneuploidía puede resultar en monosomías o trisomías. 5. Dos pruebas pueden detectar la aneuploidía durante el embarazo: amniocentesis y muestreo de vellosidades coriónicas (cvs). [Sección 3.3] ❚ Cada uno de los tipos de pruebas tiene riesgos y beneficios asociados. 6. Un cromosoma extra, condición llamada trisomía, puede ser fatal para el feto. [Sección 3.3] ❚ El riesgo para el feto depende de los cromosomas que resulten afectados. 7. La ausencia de un cromosoma, condición llamada monosomía, puede ser fatal para el feto. [Sección 3.3] ❚ Cuando falta un cromosoma, todos los genes de ese cromosoma también faltan. 8. Los individuos con Síndrome de Down (trisomía 21) pueden sobrevivir hasta la edad adulta. [Sección 3.4] ❚ Las personas con Síndrome de Down tienen muchos síntomas serios. 9. Conforme una mujer envejece, sus probabilidaes de tener un hijo con aneuploidía se incrementan y ella puede obtener ayuda de los consejeros genéticos. [Sección 3.5] ❚ A las mujeres de más de 35 años se les recomienda someterse a una amniocentesis cuando están embarazadas. 10. Las demandas judiciales por nacimiento y vida con discapacidad pueden resultar de pruebas prenatales incorrectas. (Sección 3.6) ❚ Los problemas en las pruebas pueden deberse a errores en los laboratorios.

CONCEPTOS CLAVE Amniocentesis (p. 46) Anafase I (p. 44) Anafase II (p. 44) Aneuploidía (p. 45) Cariotipo (p. 46) Consejero genético (p. 51) Demanda por nacimiento con discapacidad (p. 52) Demanda por vida con discapacidad (p. 52) Euploide (p. 47) Líquido amniótico (p. 46) Meiosis (p. 44) Metafase I (p. 44)

Metafase II (p. 44) Monosomía (p. 47) Muestreo de vellosidades coriónicas (cvs) (p. 46) No disyunción (p. 45) Par de cromosomas homólogos (p. 45) Poliploidía (p. 47) Profase I (p. 44) Profase II (p. 44) Telofase I (p. 44) Telofase II (p. 44) Telómeros (p. 43) Trisomía (p. 47)

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Entra al sitio academic.cengage. com/login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior con las herramientas de estudio de Cengagenow que pueden ayudarte a evaluar tu conocimiento. Si tu profesor te lo indica, las actividades de este capítulo para las secciones Caso A y La ley bajo la lupa, “Resultados preocupan a una mujer embarazada” y “Becker vs Schwartz”, estarán disponibles en la sección de tareas de Cengagenow.

PREGUNTAS DE REPASO 1. ¿En qué fases de la meiosis es más probable que ocurra una aberración cromosómica? 2. ¿ Por qué es tan importante la meiosis? 3. Los cariotipos de recién nacidos no se hacen frecuentemente. ¿por qué crees que esto ocurre? 4. La trisomía que involucre un cromosoma grande será por fuerza más grave que una que involucre uno de menor tamaño? ¿Por qué? 5. Haz una investigación sobre la frecuencia de las trisomías en otros cromosomas y reporta tus hallazgos. 6. ¿Cuáles son las fases de la meiosis? 7. ¿Por qué ocurre la no disyunción? 8. ¿Cuáles son los factores de riesgo de la amniocentesis? 9. Lista tres tipos de trisomías. 10. ¿Quién puede necesitar un consejero genético?

CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

55

¿Qué harías si . . . 1. ...fueras Martha Lawrence (véase el Caso A)? 2. ...tu hija, que tiene Síndrome de Down, quisiera tener un hijo? 3. ...fueras un abogado que tiene que defender a un médico acusado de nacimiento con discapacidad? ¿Qué argumentos usarías? 4. ...fueras la Dra. Gould y pensaras que Martha Lawrences es inestable en el aspecto mental? (véase el Caso A).

6. ...fueras un doctor con una paciente que se negara a hacerse una amniocentesis aunque tuviera 42 años? 7. ...fueras una mujer embarazada considerando la amniocentesis y supieras que las probabilidades de abortar son de 0.01% al realizarse esta prueba? 8. ...fueras un médico considerando decir a sus pacientes que las probabilidades de abortar con una amniocentesis son de 0.01%.

5. ...fueras un miembro de la legislatura que vota por una propuesta que requiere que todas las mujeres embarazadas se sometan a una amniocentesis?

PREGUNTAS APLICADAS 1. Si una mujer es menor de 35 años, los médicos no suelen recomendar pruebas prenatales, dado que el factor de riesgo materno para enfermedades genéticas es bajo. Haz una investigación sobre este tópico y discute por qué la práctica puede cambiar en el futuro. 2. Durante la amniocentesis, una aguja muy larga se usa para extraer el fluido amniótico. Encuentra una fotografía de una aguja de amniocentesis y discute cómo se puede hablar de la prueba con una mujer sin asustarla. 3. En ocasiones se lastima a un bebé durante el diagnóstico prenatal. ¿Un médico tiene que discutir esta probabilidad con su paciente? ¿Por qué sí o por qué no? 4. Es evidente que algunas aberraciones cromosómicas son más serias que otras. ¿Cuáles son las diferencias entre la monosomía del cromosoma X y la monosomía de cualquier otro cromosoma? 5. Parece muy claro que un médico que diagnostica una aberración cromosómica no causó la condición en el infante. Sin embargo, algunos son demandados por los padres de estos niños. ¿Esto es ético? 6. Existe una anormalidad cromosómica llamada triploidía, que ocurre cuando el óvulo fertilizado contiene tres copias de cada cromosoma (69 cromosomas). ¿De dónde crees que viene el juego extra de cromosomas? Pista: muchos embriones triploides tienen un juego de cromosomas sexuales XYY. ¿Crees que estos embriones sobreviven? ¿Por qué?

56

CAPÍTULO 3

7. La amniocentesis se realiza hasta la decimosexta semana del embarazo. Una de las razones es que los médicos esperan para asegurarse de que las células que recolectan sean del feto y no de la madre. Claramente, si un cariotipo de las células recuperadas muestra un cromosoma Y, las células son del feto. ¿Por qué? 8. Una madre embarazada se acerca a ti e insiste en someterse al procedimiento en la decimosegunda semana. Los resultados muestran que las células tienen dos cromosomas X, ¿qué pruebas podrías hacer para asegurarte de que las células son del feto y no de la madre? 9. ¿Por qué alguien querría hacerse una amniocentesis en la decimosegunda semana? 10. Amplía el recuadro de la sección En cuanto a números. Llena la tabla que sigue haciendo un poco de investigación.

¿Cuántas amniocentesis se hacen cada año? ¿Cuántos bebés con Síndrome de Down nacieron en un año reciente? ¿Cuántos bebés con Síndrome de Down nacieron hace 10 años?

En los medios KETV.com, mayo de 2007

Estudio: pruebas de Síndrome de Down para madres de todas las edades Dos pruebas especializadas, un ultrasonido de traslucencia nucal y un examen de sangre tomada de la madre, pueden detectar el Síndrome de Down. Existe un movimiento para analizar a todas las mujeres embarazadas sin importar su edad. En el análisis de traslucencia nucal se utiliza un ultrasonido para medir el espacio vacío en el tejido de la parte trasera del cuello en desarrollo de un bebé, y la prueba de sangre mide los niveles de dos proteínas. Las dos pruebas se usan en conjunto en un programa de computadora para calcular si debe realizarse una amniocentesis con el fin de saber si el feto tiene Síndrome de Down. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Si más mujeres fueran analizadas de esta manera, ¿qué problemas anticipas? 2. Los ultrasonidos se usan de manera rutinaria en los chequeos prenatales, así que, ¿crees que los médicos tendrían que estar especialmente entrenados para hacer esta nueva prueba?

Science, 12 de enero de 1973

Implicaciones conductuales del genotipo XYY El psiquiatra infantil de Harvard Stanley Walzer, y el genetista de Harvard Park Gerald, realizaron un estudio genético en 1968. Analizaron a todos los varones recién nacidos del Hospital para Mujeres de Boston y dieron seguimiento al desarrollo de aquellos que tenían cariotipos anormales como XYY o XXY. La investigación se pagó con una beca donada por el Centro de Estudios de Crimen y Delincuencia del Instituto Nacional de Salud Mental. Fuente: Ernest B. Cook, “Behavioral implications of the XYY genotype,” Science, vol. 179, pp. 139–150, 12 de enero de 1973.

PREGUNTAS 1. ¿Qué problemas ves en este estudio? 2. Haz un poco de investigación sobre este estudio y entérate de por qué fue suspendido.

La ley y el orden: Unidad de Víctimas Especiales (USA Network) “Competencia”, 10 de mayo de 2002 “Reloj”, 26 de septiembre de 2006

Preguntas planteadas en La ley y el orden En el primero de estos episodios, una mujer con Síndrome de Down que fue violada quiere tener a su bebé, pero su madre se opone. En el segundo, una mujer con Síndrome de Turner que parece joven para su edad, finge un secuestro para huir con su novio. Para acceder al resumen de los episodios y descargarlos en línea, visita academic.cengage.com/biology/ yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Deberían discutirse estos temas en los programas de televisión? 2. Ambos episodios tratan sobre la competencia de individuos con condiciones genéticas. ¿Quién debe determinar si una persona es competente?

CAMBIOS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

57

4

¿Cómo se transfieren los genes de generación a generación  PUNTOS CENTRALES Los genes se transfieren de generación a generación.

❚

Los caracteres son heredados de acuerdo con patrones predecibles.

❚

Tanto los caracteres dominantes, recesivos y ligados a X, como las enfermedades, siguen estos patrones.

© Norman Lightfoot / Photo Researchers, Inc.

❚

58

CAPÍTULO 4

© catchlightisual Service/Alamy

CASO A El dilema de una familia Alan Franklin, de 17 años, sólo tiene vagos

mente, en su clase de biología aprendió que

Ella le explica que en la parte superior del

recuerdos de su madre, que murió antes de que

la eh es hereditaria y que la prueba que puede

diagrama hay un cuadrado, que simboliza a su

él tuviera cinco años. Pero su hermano mayor,

detectarla está disponible para las personas

padre, conectado por una línea a un círculo,

John, le ha contado sobre ella. Estuvo enferma

propensas a esta enfermedad.

que representa a su madre. Este símbolo está

por un largo tiempo; tropezaba y caminaba con

Hay tres niños en la familia Franklin. Mary,

sombreado porque ella tiene la Enfermedad

movimientos discontinuos y finalmente estuvo

la hermana mayor de Alan, está comprome-

de Huntington. Debajo de estas figuras hay

en cama todo el tiempo. John le contó que ella

tida con Bob Wilson y piensan casarse en junio

un cuadrado que representa a Alan. La conse-

murió por causa de la Enfermedad de Hunting-

próximo. La esposa de John, Emily (la cuñada

jera le dice que, debido a que su madre pade-

ton (eh).

de Alan) está embarazada y ya tiene un primer

cía la EH, hay 50% de probabilidades de que

hijo de dos años, Matthew.

él también porte el gen mutante. De ser así,

La Enfermedad de Huntington es origi-

comenzará a presentar los síntomas cuando

nada por un gen mutante. Una persona que

Alan solicita a su maestra de biología más

porta sólo una copia de éste, eventualmente

información sobre la prueba y ella le da el nom-

desarrollará la enfermedad. La mayoría de las

bre de Marta Wright, consejera genética de un

La señora Wright dice a Alan que si se hace

personas con la EH muestra los síntomas

centro médico cercano. Le sugiere que pida per-

la prueba para detectar la EH y resulta que es

entre los 30 y 50 años. El control muscular y

miso a su padre para visitar a la especialista.

portador del gen mutante, quizá no pueda

la capacidad mental se degradan poco a poco

El padre de Alan lo anima a ver a la conse-

hasta que la persona queda postrada en cama

jera genética. Durante su primera cita, la

y depende del cuidado de otros. Este padeci-

señora Wright hace un diagrama de la historia

miento es fatal, pero su progresión puede

familiar de Alan:

tomar hasta 10-20 años. Alan es un buen estudiante y quiere ser piloto de la Fuerza Aérea; pero se pregunta si está en riesgo de desarrollar la EH. Reciente-

sea un adulto de edad mediana.

entrar a la Fuerza Aérea y su sueño de ser piloto no podrá volverse realidad. Algunas preguntas vienen a la mente cuando leemos el caso de Alan. Antes de responderlas, consideremos cómo los caracteres genéticos, incluyendo la Enfermedad de Huntington, se transmiten de una generación a otra.

4.1 ¿Cómo se transmiten los genes de padres a hijos? Gracias al trabajo de Gregor Mendel, un monje europeo que vivió a mediados de 1800, ahora podemos comprender cómo se transmiten los genes de los progenitores a la descendencia en todas las plantas y animales, incluyendo al ser humano. En sus experimentos con plantas de guisantes, Mendel escogió las que presentaran características distintivas, denominadas caracteres. Estos caracteres incluían la altura de la planta y el color de las flores. En un experimento, Mendel cruzó plantas altas con plantas cortas para ver qué ocurría con la altura de las generaciones siguientes. Los genetistas usan las letras para identificar cada caracter, en este caso A para las plantas de mayor altura y a para las cortas. Mendel descubrió patrones específicos en la manera en que se transmitían los caracteres de padres a hijos. Algunos caracteres, como la altura baja, desaparecían en ¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

59

la primera generación, pero reaparecían en la siguiente en casi ¼ de la población de hijos (una proporción de 3:1 de altos con bajos). Él llamó caracter dominante al que estaba presente en la primera generación y caracter recesivo al que estaba ausente en la primera generación pero que reaparecía en la segunda. Hoy sabemos que las conclusiones de Mendel sobre cómo se heredan los caracteres son correctas y se aplican tanto a seres humanos como a plantas. Él predijo que los caracteres se transmiten de generación a generación debido a “factores” (podemos llamarlos genes) que se pasan de los progenitores a la descendencia. Cada padre o progenitor tiene un par de genes para un caracter dado, pero sólo contribuye con uno de ellos para su progenie. Esta separación de los miembros de pares genéticos ocurre durante la meiosis cuando los cromosomas de un par se separan. Los genes de un par pueden diferir. En nuestro ejemplo, cada progenitor porta un par de genes que especifican la altura de la planta, pero este gen tiene dos versiones; uno especifica plantas altas y el otro plantas bajas ( Figura 4.1). Llamamos alelos a estas variaciones de un mismo gen. Los organismos que contienen dos copias idénticas de alelos de un gen (TT o tt) son homocigotos; los que presentan alelos diferentes (Tt) son heterocigotos.

Así que, usando letras para representar los alelos de los experimentos de Mendel, la primera cruza se vería de esta forma: TT × tt (ambos padres son homocigotos) Tt (toda la progenie es heterocigota) Además, Mendel concluyó que la apariencia de un organismo (alto o bajo) puede ser diferente de su composición genética. La apariencia de un organismo, o lo que podemos observar de éste, se llama fenotipo, y su composición genética se denomina genotipo. Por lo tanto, TT, Tt y tt son genotipos, y alto o bajo son fenotipos. Los organismos pueden tener fenotipos idénticos y diferentes genotipos ( Figura 4.2). Por ejemplo, debido a que alto es un caracter dominante, las plantas de guisantes altas pueden ser homocigotos (TT) o heterocigotos (Tt). Figura 4.2 Distribución de los alelos Cuando Mendel cruzó dos especímenes de la primera generación de plantas de guisantes altas resultaron tres plantas altas por cada planta baja. ¿De dónde venían las plantas bajas? T

t

TT (alta)

Tt (alta)

tT (alta)

tt (baja)

T

t

Mendel es recordado porque dos de sus conclusiones se convirtieron en los fundamentos de la genética: 1. Dos copias de cada gen se separan durante la formación del óvulo y del espermatozoide (que se lleva a cabo durante la meiosis). Como resultado, sólo una copia de cada gen está presente en el espermatozoide o el óvulo, y es transmitida a la progenie. Esta idea se conoce como ley de la segregación. a.

b.

Figura 4.1 Diferentes alturas de una planta Estas dos plantas de guisantes son similares a las que usó Mendel en sus experimentos. Una planta a) es alta, mientras que la otra b) es corta.

60

CAPÍTULO 4

2. Los miembros de un par de genes se segregan en gametos al margen de otros pares de genes, así que los gametos pueden presentar diferentes combinaciones de los genes parentales. Esta idea se denomina ley de la distribución independiente.

Los métodos de Mendel aún se usan para estudiar la genética de organismos experimentales como la mosca de la fruta, las ratas y las plantas. Estas mismas leyes son empleadas cada día por los consejeros genéticos como la señora Wright para ayudar a sus pacientes a comprender su genética familiar.

Rick Guidotti/Positive Images

¿Cómo se aplican los principios de Mendel a los caracteres humanos? Para ilustrar cómo las dos leyes de Mendel se aplican a los caracteres humanos, estudiemos la herencia de un caracter llamado albinismo. A continuación se muestra una foto de una persona con albinismo. Podemos usar las letras A y a para representar los alelos en este caso: A es el alelo dominante para la formación de pigmentos (color) y a es el alelo recesivo para la inhibición de la formación de pigmentos. Las personas con albinismo portan dos copias del alelo recesivo (aa) y no pueden producir pigmentos, tienen piel blanca y pálida, cabello blanco y ojos sin color (véase la imagen de la izquierda). Cualquiera que porte al menos un alelo dominante (Aa o AA) puede producir suficientes pigmentos para tener piel, cabello y ojos de algún color. La discusión sobre cómo se aplican las leyes de Mendel a los seres humanos comienza con los padres que son heterocigotos (Aa) con pigmentación normal ( Figura 4.3). Aa × Aa Durante la meiosis, los alelos dominantes (A) y los recesivos (a) que porta cada padre se separan y terminan en diferentes gametos. Debido a que cada padre puede producir dos tipos diferentes de gametos (uno con A y otro con a), la unión al azar de los gametos en la fertilización producirá cuatro posibles combinaciones de alelos en la progenie:

Aa Aa

×

A

1 AA

a

A

Fenotipo 3/4 coloración

2 Aa 1 aa

a

El hombre y la mujer pueden contribuir con cualquier alelo, A o a, al gameto.

Dos portadores del alelo del albinismo tienen un hijo.

Genotipo

Aa

Aa

normal 1/4 albino

Esto muestra los posibles genotipos y fenotipos de la progenie.

A

a

A

AA normal

Aa normal

a

aA normal

aa albino

Las combinaciones posibles de alelos y fenotipos se muestran en el cuadro de arriba.

Figura 4.3 Segregación del alelo del albinismo en seres humanos

identifica a aquellos afectados con la enfermedad genética en cuestión, así como a los miembros no afectados ( Figura 4.4). Además de las entrevistas, los consejeros también pueden usar cartas, diarios, fotografías, registros familiares y médicos para construir la historia familiar y elaborar la genealogía.

Figura 4.4 Genealogía de muestra 1 Esta genealogía de muestra exhibe dos generaciones. Los que están en color rojo tienen una enfermedad genética. Los que están en blanco no la tienen.

AA, Aa, aA, aa Mendel experimentó con plantas y pudo hacer muchas cruzas diferentes en un corto periodo. Obviamente, no podemos hacer esto con seres humanos. Sin embargo, si los padres en esta familia tienen suficientes hijos (digamos 20 o 30), veremos algo cercano a la proporción de tres hijos con pigmentos por uno albino que la ley de Mendel predice. Importante: esto significa que, si los dos padres son heterocigotos (Aa), cada hijo tiene 75% de probabilidad de tener una pigmentación normal y 25% de probabilidades de ser albino (una proporción 3:1).

¿Cómo se estudia la herencia de caracteres en la genética humana? Para estudiar la herencia de caracteres humanos, los consejeros genéticos elaboran una historia familiar detallada. Esta historia se utiliza para construir un diagrama llamado genealogía, que muestra a todos los miembros de una familia e

Un sistema numérico ( Figura 4.5) se usa para indicar las generaciones: I 1

2

II

1

2

3

4

5

III

1

2

3

Figura 4.5 Genealogía de muestra 2 Esta genealogía de muestra exhibe tres generaciones (numeradas como I, II y III).

¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

61

Los siguientes símbolos se utilizan en las genealogías: Hombre

Mujer

Reproducción Reproducción entre parientes (consanguínea)

I

La recolección de la información de la genealogía no siempre es fácil debido a que con frecuencia el conocimiento sobre parientes lejanos casi nunca está completo, los recuerdos sobre las condiciones médicas pueden olvidarse con el paso del tiempo, y a veces los miembros de una familia pueden mostrarse renuentes a discutir sobre familiares con anormalidades. Observa las dos genealogías que se muestran abajo. Una es la de Alan (elaborada por la señora Wright, la orientadora genética) y la otra es la de una familia con albinismo. ¿Qué diferencias puedes ver? Familia de Alan

Familia con albinismo

Padres e hijos. Los números romanos simbolizan las generaciones. Los números arábigos representan el orden de nacimientos entre generaciones (niño, niña, niño)

II 1

2

3

4.1 Puntos esenciales o

Individuos no afectados

o

Individuos afectados

o

Heterocigotos conocidos

Probando o caso índice: persona en la familia en la que se centra la genealogía

o P

• Los miembros de un par de genes se segregan en los gametos independientemente de otro par de genes, por lo que todos los gametos tienen combinaciones genéticas diferentes. • Gregor Mendel, un monje que vivió a mediados de 1800, es el padre de la genética. • Mendel realizó sus experimentos con plantas, pero sus importantes leyes de la genética todavía se usan para estudiar la genética humana.

P I, II, III, etc. = cada generación 1, 2, 3, etc. = individuos de cada generación

4.2 ¿Qué podemos aprender al examinar

Las genealogías con frecuencia se construyen a partir de la identificación de un miembro de la familia que tiene una enfermedad genética o cuando uno de los integrantes pide orientación genética ( Figura 4.6). En el caso de Alan, él pidió a la señora Wright que construyera la genealogía. Cuando se construya la genealogía familiar, Alan será identificado como el probando o caso índice, la persona sobre la que se centra la genealogía. Será representado en la genealogía con una flecha y la letra P.

El análisis de una genealogía puede determinar si el caracter presente en una familia tiene un patrón de herencia dominante o recesivo. Las genealogías también pueden usarse para determinar el riesgo genético en varias situaciones, como las siguientes:

la genealogía humana?

• El riesgo en un feto. • El riesgo de tener una enfermedad que se manifestará en la edad adulta. • El riesgo en la futura progenie.

I 1

2

II 1

2

P

3

Figura 4.6 Genealogía con caso índice Esta genealogía muestra dos generaciones. El caso índice o probando está indicado con una flecha y la letra P.

Otros símbolos que se utilizan en la construcción de genealogías se muestran a continuación: Progenie de sexo desconocido

?

62

?

CAPÍTULO 4

Dudas sobre si el individuo tiene el caracter que se analiza

Basándonos en las conclusiones de Mendel, ahora sabemos que los caracteres en humanos pueden ser heredados de muchas maneras, cada uno con un patrón de herencia distintivo. Para apreciar las diferencias en la herencia y las resultantes en el riesgo genético, discutiremos tres posibles patrones de herencia: autosómica recesiva, autosómica dominante y recesiva ligada a X. Los caracteres autosómicos se encuentran en los cromosomas 1-22 y los caracteres ligados a X están en el cromosoma X.

¿Cómo se heredan los caracteres autosómicos recesivos? Una genealogía que muestre a los miembros afectados y no afectados en varias generaciones puede determinar si un caracter tiene un patrón de herencia recesivo. Las genealogías

Tabla 4.1 Ejemplos de enfermedades genéticas autosómicas recesivas

de caracteres recesivos, como el albinismo, tienen varias características distintivas:

Carácter

Fenotipo

• Padres no afectados pueden tener hijos afectados:

Fibrosis quística (fq)

Producción de mucosidades que bloquean los ductos de ciertas glándulas y el paso de aire a los pulmones.

Aa

Aa

Fenilcetonuria (pku)

Exceso de fenilalanina acumulada en la sangre; retraso mental

Anemia falciforme (af) aa

vasos sanguíneos

• Todos los hijos de ambos padres afectados estarán afectados.

Xeroderma pigmentosum (xp) Enfermedad de Tay-Sachs

aa

(tsd)

aa

aa

• Para dos heterocigotos (portadores), el riesgo de tener un hijo no afectado es de 75% y el riesgo de tener un hijo afectado es de 25%. • Los hijos, ya sean hombres o mujeres, están afectados casi de manera equitativa. Además, tanto el padre como la madre deben transmitir el gen para que el niño sea afectado.

1.

Aa

aa

Una genealogía que ilustra la herencia de caracteres autosómicos recesivos se muestra en la Figura 4.7. La tabla 4.1 enlista varias enfermedades causadas por la herencia de caracteres autosómicos recesivos. I 1

2

2

3

1

2

II

1

4

5

6

III

Figura 4.7 Genealogía autosómica recesiva Esta genealogía muestra tres generaciones de una familia con un caracter autosómico recesivo.

Carencia de enzimas que reparan el adn; sensibilidad a la luz; cáncer de piel Metabolismo inapropiado en las células nerviosas; muerte en la infancia

Algunos caracteres recesivos tienen efectos relativamente moderados y se expresan en características como el color del cabello u ojos. Otros pueden amenazar la vida o causar enfermedades fatales, como la fibrosis quística y la anemia falciforme (discutida brevemente). Condiciones genéticas como las que se enlistan abajo son causadas cuando proteínas importantes para el cuerpo se producen de manera incorrecta o faltan. Por ejemplo, en el albinismo, la proteína afectada es la que participa en la producción de melanina o pigmentos.

• Los padres no afectados (heterocigotos) de un individuo afectado (homocigoto) pueden estar relacionados como se muestra en la siguiente genealogía. Esto se denomina consanguinidad y se indica con una línea doble que une a los padres.

Aa

Hemoglobina anormal; bloqueo de los

2.

Albinismo (A = coloración normal; a = albinismo): el albinismo consta de un grupo de condiciones genéticas asociadas con la falta de pigmentación (melanina) en la piel, el cabello y los ojos. En los individuos normales, la melanina se encuentra en gránulos de pigmentos dentro de las células (llamadas melanocitos) presentes en piel, cabello y ojos. En las personas con albinismo hay melanocitos pero no contienen pigmentos porque los individuos no pueden producir melanina. Un tipo común de albinismo es el llamado albinismo oculocutáneo tipo I (oca1, por sus siglas en inglés). Los individuos afectados no tienen pigmentos en cabello, ojos y piel; también tienen una vista reducida, sensitividad a las luces brillantes y movimientos de ojos involuntarios. Fibrosis quística (C = condición normal; c = fibrosis quística): la fibrosis quística (fq) es otro caracter recesivo. Afecta las glándulas que producen moco y enzimas digestivas; tiene efectos de amplio espectro porque estas glándulas desempeñan un gran número de funciones vitales. La fq causa la producción de moco espeso en los pulmones que bloquea las vías aéreas; la mayoría de las personas con fibrosis quística desarrolla enfermedades de obstrucción pulmonar e infecciones que la llevan a una muerte premafotogalería o de un individu tura. El gen de la fq y su Los pulmones n una obstrucción con fq muestra vías aéreas producto génico (la proteína s definitiva de laoto Researchers, Inc. /Ph cftr) han sido identificados © James Cavallini

¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

63

a.

y estudiados minuciosamente para desarrollar nuevos métodos de tratamiento, incluyendo la terapia génica, un procedimiento que se estudiará en el Capítulo 9. 3.

Estas células deformes son frágiles y se rompen cuando circulan por el cuerpo. Los nuevos eritrocitos no se producen con la suficiente rapidez para reemplazar a los perdidos, lo cual causa anemia. Esto también reduce la capacidad de la carga de oxígeno en la sangre. Las personas con anemia falciforme se cansan con rapidez y pueden desarrollar fallas cardiacas causadas por el incremento en la carga del sistema circulatorio. Las células deformadas bloquean los vasos sanguíneos pequeños y los capilares, reduciendo aún más el transporte de oxígeno. Conforme caen los niveles de oxígeno en el cuerpo, más eritrocitos se deforman causando un dolor

b.

© Eye of Science/Photo Researchers, Inc.

Anemia falciforme (S = eritrocitos normales; s = células falciformes): las personas con ancestros provenientes del este de África, las tierras bajas que rodean el mar Mediterráneo, o algunas regiones del subcontinente de India, con mucha frecuencia padecen una enfermedad genética llamada anemia falciforme (af) ( Figura 4.8). La af se hereda como enfermedad recesiva que causa la producción de hemoglobina anormal, una n co a fotogalería on rs proteína que se encuentra en pe de una Los eritrocitosrme; observa la los eritrocitos. La hemoglofo lci fa anemia de las células bina transporta oxígeno de forma variante o Researchers, Inc. e/Phot © Eye of Scienc los pulmones a los tejidos del cuerpo. En la af, las moléculas anormales de hemoglobina se agrupan para formar bastones que causan que los eritrocitos tomen una forma de hoz ( Figura 4.9).

Figura 4.9 Células normales y falciformes Un eritrocito normal a) y un eritrocito falciforme b).

intenso conforme los vasos sanguíneos se bloquean. En algunas áreas afectadas aparecen úlceras o irritaciones en la piel. El bloqueo de los vasos sanguíneos en el cerebro también puede ocasionar embolias y parálisis.

¿Cómo se heredan los caracteres autosómicos dominantes? En las enfermedades hereditarias dominantes, cualquiera que porte una copia del alelo mutante es un heterocigoto (Aa) y, por lo tanto, tendrá la condición. Sólo en casos raros las enfermedades genéticas dominantes se presentan en la condición homocigota (AA). Al ser el resultado de la dosis doble de la proteína incorrecta, ser homocigoto puede ser fatal en las etapas tempranas de la vida. Por otra parte, los individuos no afectados portan dos alelos recesivos (aa). Las genealogías de los caracteres heredados de manera dominante tienen varias características distintivas: • Cada individuo afectado debe tener al menos un padre afectado:

aa

Aa

CLAVE Porcentaje de la población que porta el alelo de la anemia falciforme (hemoglobina S) 14+ 10–12 6–8 2–4 12–14

8–10

4–6

0–2

Figura 4.8 Distribución geográfica de la anemia falciforme Este mapa muestra la distribución de la anemia falciforme en África y Medio Oriente en porcentajes.

64

CAPÍTULO 4

Aa

• Debido a que la mayoría de los individuos afectados son heterocigotos (Aa) y tienen una pareja homocigota (aa) recesiva (no afectada), cada hijo tiene 50% de probabilidades de ser afectado:

Tabla 4.2 Otros ejemplos de enfermedades genéticas autosómicas recesivas aa

Aa

Caracter

Fenotipo

Acondroplasia

Enanismo asociado con anormalidades en el crecimiento

Aa

aa

• El número de hombres y mujeres afectados es casi igual. • Dos individuos afectados pueden tener hijos no afectados, de nuevo porque la mayoría de los individuos afectados son heterocigotos:

Braquidactilia

Manos deformadas con dedos acortados

Hipercolesterolemia

Niveles de colesterol alto; enfermedades

familiar Síndrome de Marfan

Enfermedad del tejido conectivo; posibles aneurismas en la aorta

Porfiria

Incapacidad para metabolizar la porfirina; episodios de perturbaciones mentales,

Aa

Aa

cardiovasculares

como alucinaciones o paranoia

• Para la mayoría de las enfermedades heredadas de manera dominante, los individuos homocigotos (AA) son afectados más severamente que los individuos heterocigotos, y con frecuencia mueren después de nacer o en la infancia. Esto quizá suceda porque sólo la proteína defectuosa se produce en el cuerpo.

Figura 4.11 Neurofibromatosis y manchas café au lait Este niño tiene marcas en la piel llamadas manchas café au lait, uno de los síntomas de la neurofibromatosis.

1. Neurofibromatosis (N = neurofibromatosis 1; n = normal): un carácter autosómico dominante común es la neurofibromatosis tipo 1 (nf). Este gen mutante produce varios fenotipos diferentes. Algunos individuos afectados (Nn) sólo presentan pigmentaciones en la piel, llamadas manchas café au lait ( Figura 4.11). Otros presentan tumores no cancerígenos en el sistema nervioso ( Figura 4.12). En algunos casos, estos tumores pueden ser grandes y presionar nervios, causando ceguera o parálisis en ciertas partes del cuerpo. En un número reducido de casos, los tumores causan deformidades en la cara o en distintas partes corporales.

© Kelly Schmidt

Una genealogía que exhibe la herencia de un caracter autosómico dominante se muestra en la Figura 4.10. La tabla 4.2 enlista varias enfermedades genéticas autosómicas recesivas. Las condiciones genéticas como las enlistadas a continuación se heredan como caracteres dominantes. Figura 4.12 Neurofibromatosis y tumores Esta mujer tiene neurofibromatosis. En su caso, los tumores han crecido sobre su piel.

Figura 4.10 Genealogía autosómica dominante Esta genealogía muestra a cuatro generaciones de una familia con un caracter autosómico dominante. Las figuras con diagonales representan las muertes dentro de familia.

© ISM/Photo Researchers, Inc.

aa

I

II

III

IV

¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

65

a.

© Getty Images.com

2. Enfermedad de Huntington (H = Enfermedad de Huntington; h = normal): la Enfermedad de Huntington (eh) causa la destrucción de células en ciertas áreas del cerebro. Los síntomas comienzan lentamente, en general entre los 30 y 50 años. Debido a que la enfermedad ocurre en una edad mediana, los individuos afectados, como la madre de Alan, pueden tener hijos que, a su vez, la hereden. Los primeros síntomas de la eh incluyen irritabilidad o apatía. Más tarde, los movimientos de brazos y piernas se vuelven rápidos e incontrolables y la falta de coordinación se hace más frecuente. Esta enfermedad se agrava de manera progresiva y quienes ad fotogalería la padecen comienzan a arrastrar ed rm n la Enfe Esta persona cotiene dificultades las palabras y a tener dificultades on gt os de Huntin sus movimient para comer o tragar. Pronto son para controlar o Researchers, Inc. hot © Conor Caffrey/P incapaces, en los aspectos mental y físico, de cuidarse por sí mismos. No existe un tratamiento para la eh y la mayoría de los individuos muere entre 10 y 25 años después de mostrar los síntomas; el deceso puede ser causado por complicaciones como neumonía, caídas o asfixia. Conforme la enfermedad progresa, las células de ciertas regiones del cerebro mueren debido a las grandes cantidades de una proteína defectuosa llamada huntingtina que se acumula en las células ( Figura 4.13). Las causas de la acumulación de la proteína y la forma en que mata las células aún se desconocen. Debido a que la eh se hereda como un caracter dominante, sólo se necesita una copia del gen mutante para causarla (H es el alelo de Huntington; h es el alelo normal). La mayoría de los individuos afectados son heterocigotos (Hh) y cada uno de sus hijos tiene 50% de probabilidades de tener la enfermedad.

© Getty Images.com

Aunque la nf es una condición autosómica dominante, con frecuencia aparece en los hijos de padres normales. Esto sucede porque el gen de la neurofibromatosis, NF1, muta de manera espontánea. En gen NF1 tiene una tasa de mutación muy alta. Cuando esto sucede, uno de los alelos parentales cambia, causando la nf en el niño. Las causas de la mutación frecuente en este gen todavía se siguen investigando.

b. Figura 4.13 Células del cerebro de una persona con la Enfermedad de Huntington Fotografías microscópicas de células de cerebro humanas. a) Cerebro normal, mostrando agrupamientos celulares densos (los núcleos se tiñen de azul). b) Cerebro de una persona con Huntington. Hay menos células debido a la muerte celular causada por la acumulación de la proteína defectuosa huntingtina.

Análisis de genealogías y enfermedades de manifestación en la edad adulta Muchas enfermedades genéticas que hemos discutido en este capítulo tienen fenotipos que se manifiestan en el nacimiento o después de él. Sin embargo, algunos padecimientos, como la Enfermedad de Huntington (eh), que se desarrollan más tarde en la vida, se conocen como enfermedades de manifestación en la edad adulta. En la eh, los síntomas aparecen entre los 30 a 50 años. Los individuos afectados pueden haber tenido hijos, quienes tendrán cada uno 50% de probabilidades de heredar la condición. Otros desórdenes genéticos también se desarrollan en la vida adulta. Uno de ellos es la enfermedad poliquística renal en adultos (adpkd, por sus siglas en inglés), una enfermedad muy común que se puede encontrar en 1 de cada 600 o en 1 de cada 1 000 individuos. La adpkd es una enfermedad hereditaria de

caso a. preguntas Ahora que comprendemos cómo se heredan

2.

enfermedades como el mal de Huntington y

Si Alan se analiza, ¿el consejero genético

5.

Ahora que sabes cuándo aparecen los

o el médico deben darle los resultados?

síntomas de la eh, ¿los resultados de la

Aun cuando Alan tiene 17 años, ¿podría

prueba afectarían tu decisión de admitir

nas de las cuestiones que genera el caso de

hacerse la prueba sin el consentimiento

a Alan en la Academia de la Fuerza Aérea?

Alan y el resto de la familia Franklin.

de su padre? Menciona tres razones a fa-

¿Por qué sí y por qué no?

1.

vor y tres en contra.

otros desórdenes genéticos, analicemos algu-

Ahora que sabes sobre la Enfermedad de Huntington, ¿Alan corre el riesgo suficiente para someterse a análisis?

66

3.

CAPÍTULO 4

4.

¿Qué podría pasar si el padre de Alan dice que no?

en cuanto a números

4.2 Puntos esenciales • Las genealogías se usan para estudiar la historia familiar y los patrones distintivos de herencia que se pueden observar en las enfermedades genéticas. • A partir de una genealogía es posible determinar cómo se hereda un caracter. • En caracteres recesivos como el albinismo, dos padres no afectados pueden tener un hijo afectado. Se requieren dos copias del gen mutante para manifestar la condición. • En los caracteres dominantes, un heterocigoto (Aa), que porta una copia del alelo dominante mutado presenta la condición.

4.3 ¿Cómo se heredan los caracteres recesivos ligados a X?

1 en 37 000 Número de niños de padres caucásicos que nacen con albinismo en Estados Unidos.

1 en 15 000 Número de niños de padres afroamericanos que nacen con albinismo en Estados Unidos.

una enfermedad recesiva no pueden portar un alelo dominante normal para enmascarar la manifestación del alelo recesivo, como ocurre con las mujeres. En otras palabras, los hombres no pueden ser heterocigotos para ningún gen del cromosoma X. Debido a que los genes recesivos ligados a X siempre se manifiestan en hombres, éstos se encuentran predispuestos a enfermedades recesivas ligadas a X con más frecuencia que las mujeres.

1 en 22

X*X: mujeres

Número de niños miembros de la tribu Hopi que nacen con albinismo en Estados Unidos.

1 en 22 Frecuencia de portadores del alelo de la fibrosis quística en la población caucásica.

1 en 18 000 Número de personas que portan el alelo de la fibrosis quística en la población afroamericana.

1 en 90 000 Número de personas que portan el alelo de la fibrosis quística en la población asiático americana.

X*Y: hombres X*: alelo mutante recesivo

Debido a que los hombres no pueden ser homocigotos o heterocigotos para los genes del cromosoma X, se dice que son hemicigotos para todos los genes del cromosoma X. Los hombres transmiten a sus hijas un cromosoma X y a sus hijos un cromosoma Y. Nunca dan un cromosoma X a sus hijos. Las mujeres transmiten un cromosoma X a cada uno de sus hijos (revisa la herencia de los cromosomas X y Y en el Capítulo 1). Un patrón distintivo de herencia para los caracteres recesivos ligados a X aparece en las genealogías: •

1 en 10 000 Número de personas en Estados Unidos que tienen la Enfermedad de Huntington.

•

1 en 10 000 Número de bebés varones que nacen con hemofilia.

© TekImage/Photo Researchers, Inc.

caracteres autosómicos dominantes como la eh, y los síntomas aparecen en la edad madura; la falla renal y la muerte se pueden desarrollar a los 60 años. Se forman quistes en los riñones, pero al principio hay pocos síntomas, a menudo sólo dolores de cabeza y presión arterial elevada. Las enfermedades de manifestación en la edad adulta pueden representar problemas en los análisis de genealogía. Cuando se construye y analiza una genealogía, algunos miembros de la familia que portan el gen mutante pueden ser muy jóvenes para mostrar cualquier síntoma de la enfermedad y son incluidos en la genealogía como normales. Sin embargo, si portan el alelo mutante manifestarán los síntomas después. Para calcular el riesgo de que los miembros de una familia padezcan estas enfermedades es necesario realizar pruebas genéticas.

•

Los hombres hemicigotos (X*Y) y las mujeres homocigotas (X*X*) están afectados. Estas condiciones son mucho más comunes en los hombres que en las mujeres. En el caso de los caracteres raros, casi exclusivamente los hombres son afectados. Los hombres afectados que obtienen un alelo mutante de su madre lo transmiten a todas sus hijas, pero no a sus hijos:

X*Y

XX

Debido a que las mujeres tienen dos cromosoX*X XY mas X pueden ser heterocigotos (Aa) u homocigotos (aa) para cualquier gen contenido en • Las hijas de los hombres afectados el cromosoma X. Por otra parte, los hombres usualmente son heterocigotas o por1 en 100 millones sólo tienen una copia del cromosoma X y tamtadoras y, por lo tanto, no se encuenNúmero de bebés mujeres que bién tienen un cromosoma Y. El cromosoma nacen con hemofilia. Y no tiene los mismos genes que el cromosoma X y porta muy pocos genes. Los genes X*X XY del cromosoma X se denominan ligados a X tran afectadas. Sin embargo, los y los genes del cromosoma Y se llaman ligados a Y. hijos de las mujeres heterocigóEsta diferencia cromosómica quiere decir que los homticas tienen 50% de probabilidabres que portan un gen mutante en el cromosoma X que causa X*X X*Y XY des de recibir el gen recesivo: ¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

67

Caracter

Fenotipo

Daltonismo

Incapacidad para ver los colores rojo y verde

Hemofilia A

Incapacidad para formar coágulos de sangre

Síndrome de

Falta de la proteína hgprt; retraso men-

Lesch-Nyhan

tal; automutilación

Distrofia muscular

Tipo Duchenne, condición progresiva

Cortesía del Dr. Poh-San Lai (ambas)

Tabla 4.3 Ejemplos de enfermedades genéticas recesivas ligadas a X

a.

b.

Figura 4.14 Células de una persona con distrofia muscular La distrofina (proteína codificada en la dmd). a) Células normales con distrofina en las membranas celulares. b) Células de un niño con dmd. No hay distrofina en las membranas.

de desgaste muscular

Hasta la fecha, los genetistas han identificado más de 850 caracteres recesivos ligados a X, incluyendo el daltonismo, la distrofia muscular y la hemofilia. En la tabla 4.3 se enlistan varias enfermedades recesivas ligadas a X. La siguiente genealogía muestra la herencia de una enfermedad ligada a X: I 1

2

II 1

3

2

4

III 1

2

3

4

IV 1

2 3 4 5

6

7

8

9 10 11

12

Las condiciones genéticas como las enlistadas arriba se heredan como un caracter ligado al sexo. 1. Distrofia muscular (XM = normal; Xm = distrofia muscular): la forma más común de este padecimiento es la Distrofia muscular de Duchenne (dmd), que afecta a uno de cada 3 500 hombres. Los infantes con dmd parecen saludables al nacer, pero manifiestan síntomas a la edad de uno a seis años. La debilidad progresiva es uno de los primeros signos de la dmd. La enfermedad se desarrolla con rapidez, y a los 12 años los individuos afectados en general usan silla de ruedas debido a la degeneración muscular. ría le r ga la to fo distrofia muscu Este niño tiene La muerte ocurre a los 20 años de Duchenne. y/Photolibrary debido a infecciones respiratoger Ima ck Sto ex Ind © rias o a fallas cardiacas. El gen de la dmd se localiza cerca de uno de los extremos del cromosoma X y codifica una proteína llamada distrofina. La distrofina trabaja dentro de las células musculares para prevenir que la membrana plasmática se rompa durante la contracción de los músculos ( Figura 4.14). Cuando 68

CAPÍTULO 4

no hay distrofina o ésta es defectuosa, las células musculares se rompen y mueren. Hay dos formas de distrofia muscular ligada a X. En la dmd, que es la más grave, no hay cantidades detectables de distrofina en el tejido muscular. Sin embargo, en la segunda, una forma menos severa llamada distrofia muscular de Becker (bmd, por sus siglas en inglés), se produce distrofina acortada parcialmente funcional. 7 6 5 Como resultado, los niños con bmd manifiestan los síntomas menos acentuados a una edad mayor y vi6 7 8 5 ven más que aquellos con dmd. Estas dos enfermedades son causadas por dife13 14 15 16 17 18 19 20 rentes mutaciones del mismo gen. 2. Hemofilia (XH = normal; Xh = hemofilia): enfermedad genética ligada a X, asociada con la falta de coagulación de la sangre, es un padecimiento genético recesivo llamado hemofilia A. En la hemofilia A, un factor de coagulación conocido como Factor viii falta o está en cantidades reducidas. Esta enfermedad genética ocasiona que no se formen coágulos de sangre. Como resultado, los individuos afectados pueden tener hemorragias mortales a partir de cortaduras pequeñas o moretones. Con frecuencia requieren hospitalización para detener la hemorragia. La hemofilia A es la forma más común ligada a X. Las mujeres sólo son afectadas si son homocigotas para este gen recesivo (XhXh).* Pocas mujeres la padecen porque sólo puede adquirirse cuando una mujer heterocigota y un hombre hemofílico tienen una hija. Aun así, las posibilidades de que una mujer tenga hemofilia A son de 50%. Hasta hace poco, únicamente algunos hombres con hemofilia sobrevivían hasta la edad reproductiva, un hecho que reduce aún más las probabilidades de que una mujer padezca hemofilia. Los tratamientos para la hemofilia en la actualidad involucran inyecciones de factores de coagulación con*Xh ⫽ gen de la hemofilia.

© Susan Van Etten

centrados, fabricados a partir de suero humano recolectado de numerosos donadores. A mediados de 1980, algunas preparaciones de factores de coagulación estaban contaminadas con vih, el virus asociado con el sida. Como resultado, cerca de la mitad de las personas (hombres) con hemofilia se infectó de vih. Muchos desarrollaron el sida y murieron debido a su tratamiento con la sangre contaminada. Hoy, la tecnología de adn recombinante se usa para producir factores de coagulación libres de contaminación por virus y otros agentes de enfermedades ( Figura 4.15).

4.3 Puntos esenciales • En los caracteres ligados a X, como la hemofilia, el gen mutado se encuentra en el cromosoma X y los hombres son afectados con mayor frecuencia que las mujeres.

Figura 4.15 Viales del Factor viii, un medicamento usado en el tratamiento de la hemofilia Factor de coagulación (Factor viii o ix) que necesitan las personas con hemofilia para que su sangre forme coágulos. Estos factores en general se producen a partir de tecnología de adn recombinante. (veáse Capítulo 6).

• Muchos caracteres se heredan a través de genes dominantes, recesivos y ligados a X.

Ahora Alan está muy preocupado por su

I

futuro. Debido a que su consejera genética le dijo que existe una prueba para detectar la eh, se pregunta si necesitará el permiso es-

II

crito de su padre para someterse a ella. Alan decide hablar con sus hermanos mayores. Primero habla con Mary. Ella le dice

Emily

John

Mary

Bob

Alan

III

que quiere consultar lo de la prueba con su prometido Bob. Éste piensa que la prueba es

© Michelle Del Guercio/Photo Researchers, Inc.

CASO B Los Franklin se enteran de algunas noticias

Matthew

una buena idea pero sugiere que si los resulAlan se pregunta si él debería hacerse la

tados son positivos, ella firme un acuerdo prematrimonial donde declare que no tendrán hijos.

prueba. 1.

John dice que él se hará la prueba y quiere

prueba? Menciona tres razones para tu

que el feto de su esposa sea analizado también. Cree que ella debería abortar al bebé si

¿Crees que Alan debería practicarse la respuesta.

2.

¿Qué podría pasar si Alan obtiene un re-

porta el gen de la enfermedad de Huntington

sultado positivo? Lista algunas posibilida-

(aún recuerda a su madre). Su esposa está de

des.

acuerdo. La consejera genética completa la genealogía familiar:

3.

Ahora que sabes qué tan seria es la eh,

4.

¿Recuerdas el caso de Martha Lawrence, del Capítulo 3? Su médico dudaba si decirle o no los resultados de la amniocentesis. Aquí, los resultados de la prueba no sólo afectan a Alan, sino a la familia completa. Si los resultados de la prueba se le dieran a Alan y no a toda la familia, ¿qué ocurriría? Lista tres problemas de lo que sucedería a partir de esta situación.

¿cómo crees que afecte el seguro de vida de la familia?

¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

69

4.4 ¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con las condiciones genéticas dominantes y recesivas? Una de las preguntas que se podría plantear una persona después del leer sobre el dilema familiar de Alan es: “Si la familia se hace la prueba para detectar la enfermedad de Huntington, ¿quién podría ver los resultados?” Alan quiere hacerse la prueba para saber su estado genético pero, ¿sus futuros jefes laborales podrían conocerlo? Legalmente los registros médicos y los resultados de análisis son confidenciales, y la confidencialidad médico/paciente es uno de los principios legales que permiten que las personas confíen a los médicos la información. Debido a esto, los pacientes tienen confianza para decir a los profesionales de la salud sus preocupaciones médicas privadas. En 1996, en Estados Unidos se aprobó una ley que hacía obligatorios estos derechos de privacidad. Esta ley, conocida como Ley de Portabilidad y Responsabilidad del Seguro Médico o hipaa (por sus siglas en inglés), creó estándares nacionales para proteger los registros médicos individuales, así como otra información sobre la salud personal. La hipaa: • • •

Da a los pacientes la capacidad para controlar información relacionada con su salud. Permite sólo algunos usos de los registros de salud. Protege la privacidad de la información relacionada con la salud.

• •

Establece penalizaciones civiles y jurídicas si se violan los derechos de privacidad del paciente. Permite ciertas excepciones, para proteger la salud pública, por ejemplo.

Si Alan discute los resultados de su análisis con su médico, la compañía aseguradora puede ver los resultados. Cuando los pacientes solicitan seguros médicos, se les pide firmar una cesión que permita a la compañía tener acceso a sus registros de salud. En el caso que estudiamos, la familia de Alan debió firmar dicha renuncia. Las razones por las que las compañías aseguradoras y los empleadores pueden tener acceso a los registros médicos varían. A continuación se dan algunos ejemplos: • • • • • •

Para conocer las estadísticas, en ciertas condiciones. Para obtener datos que ayuden a la población médica. Para encontrar información que proteja de enfermedades a los empleados. Para hallar datos que puedan disminuir los costos de los servicios de salud. Para decidir emplear o cubrir a ciertos individuos. Para establecer el costo del seguro de un individuo o una compañía.

En algunos niveles esto parece ser lo contrario a la confidencialidad, pero las compañías de seguros necesitan ver las condiciones médicas de un paciente antes, durante y después de trabajar con él.

En la tabla de abajo mencionamos algunas cuestiones éticas y legales que surgen a partir de la información médica privada: Pregunta

¿Cómo se deciden estas cuestiones en Estados Unidos?

Casos relacionados o cuestiones legales (en Estados Unidos)

¿Las leyes del hipaa protegen a menores?

Las leyes estatales fijan las pautas para la edad

En muchos estados del país, una mujer em-

en la que se permite la cobertura bajo la hipaa.

barazada, sin importar su edad, está prote-

Sin embargo, en muchos estados a los adoles-

gida por la hipaa y puede tomar sus propias

centes se les concede la privacidad.

decisiones médicas.

¿Alguien puede demandar si sus registros mé-

Sí, las demandas eran comunes antes de que

Algunos estados limitan la cantidad de di-

dicos son revelados sin su consentimiento?

la hipaa se pusiera en acción, pero ahora és-

nero que se gana en este tipo de demandas.

tas son menos frecuentes. A menudo estas cuestiones se resuelven por medio del arbitraje entre los empleadores y un mediador. ¿Los patrones pueden ordenar que sus em-

Si la condición se relaciona directamente con

En eeoc vs Burlington N. Santa Fe Railway Co.,

pleados, o futuros empleados, sean analizados

el tipo de empleo, se puede ordenar un aná-

que se discute en el Capítulo 5, la compañía

para determinar si presentarán enfermedades

lisis. En el caso de la Enfermedad de Hunting-

trató de hacer que sus empleados se sometie-

como la de Huntington?

ton, quizá esto no sea aplicable.

ran a un análisis para detectar una forma hereditaria del Síndrome del túnel carpiano. Lee la sección La ley bajo la lupa del Capítulo 5. El 21 de mayo de 2008, el presidente George

¿Es posible que una compañía aseguradora

La ley Kennedy/Castlebaum establece especí-

te otorgue la cobertura si das un resultado

ficamente que esto no puede suceder. Además,

W. Bush aprobó la gina como ley. Probable-

positivo para una condición genética como

en 2008, el Senado y la Cámara de Representan-

mente esto tenga como resultado una mayor

la Enfermedad de Huntington?

tes aprobaron la Ley de Información Genética

privacidad en los análisis genéticos.

Antidiscriminatoria (gina, por sus siglas en inglés). Esta ley previene la discriminación.

70

CAPÍTULO 4

La ley bajo la lupa Cuando los médicos tienen información genética que puede afectar a otros miembros de la familia, como en el caso de Alan, ¿están obligados a revelarla? Las preguntas sobre si los registros médicos son confidenciales representan un serio problema en la profesión legal. En Estados Unidos se firman acuerdos de privacidad basados en la ley hippa cada vez que acudimos con el médico. El siguiente caso se basa directamente en esta pregunta. El Dr. Lawrence Moore, un psicólogo empleado por los hospitales de la Universidad de California, trataba a Prosenjit Poddar como un paciente externo. Durante una sesión en 1969, Poddar le confesó que intentó matar a su ex novia, Tatiana Tarasoff, cuando ella regresaba de sus vacaciones de verano. El Dr. Moore no estaba seguro de que Poddar matara en realidad a Tatiana, pero quería asegurarse, así que notificó a la policía del campus. La policía detuvo a Poddar pero lo liberó porque parecía racional y negó que quería matar a su ex novia. Poco después, suspendió su tratamiento con el Dr. Moore. Tres meses más tarde, Poddar mató a Tatiana. Los padres de Tatiana demandaron a la Universidad de California por mala praxis, reclamando que el Dr. Moore “tenía el deber de advertir” a Tatiana y que esto pudo haber salvado su vida.

Tarasoff vs Rectores de la Universidad de California [551 P.2d 334 (Cal. 1976)]

RESULTADOS Corte del juicio La Corte falló en favor de la Universidad de California (acusado), estableciendo que no existe ningún deber en advertir; la familia Tarasoff apeló contra esta decisión. Suprema Corte de California La Suprema Corte estatal revirtió la decisión de la Corte inferior, estableciendo que los terapeutas tienen el deber de tomar acciones para proteger a terceras partes de los pacientes violentos, aun cuando esto viole la confidencialidad. La Corte estableció que el Dr. Moore no podía evadir la responsabilidad sólo porque Tatiana no fuera su paciente; debió advertirle. Además, cuando un terapeuta determina que un paciente representa un serio peligro para otro, tiene la obligación de tener el cuidado razonable para proteger del peligro a la víctima potencial. Sin embargo, el médico debe tener una relación especial ya sea con la persona que puede causar el daño o con la víctima potencial antes de violar la confidencialidad. La víctima potencial debe ser identificable y el daño debe ser previsible y serio. La Corte estableció que “los privilegios terminan cuando el peligro público comienza”. Legislación Algunos estados han promulgado leyes basadas en la decisión de Tarasoff que requiere la revelación cuando existen ciertos peligros. Ellos establecen que los terapeutas o médicos tienen la obligación de usar el cuidado razonable para proteger a una víctima potencial. PREGUNTAS 1. ¿Estás de acuerdo con la decisión de la Suprema Corte de California? ¿Por qué sí o por qué no? 2. Los Tarasoff pedían una compensación monetaria por la pérdida de su hija. ¿Crees que éste es un buen argumento? ¿Por qué sí o por qué no? 3. ¿El Dr. Moore hizo lo posible para proteger a Tatiana? 4. De no ser así, ¿qué más pudo haber hecho? 5. ¿Qué podría significar esto para el futuro de la medicina? 6. Esta decisión se ha citado en casos en los que un médico duda de si decirle a un paciente que su cónyuge es portador del vih. ¿Esto aplica en la situación de Tarasoff? 7. ¿El caso Tarasoff aplica en la situación de Alan? ¿De qué manera? 8. Si fueras el abogado de los Tarasoff, ¿pedirías un juicio con jurado o sólo con un juez? ¿Por qué? 9. Una mujer se somete a una prueba genética y se entera de que porta el gen de la fibrosis quística, un caracter recesivo. ¿El médico debe informar al prometido de la paciente? ¿Por qué sí o por qué no? 10. ¿Cómo podrían utilizarse las decisiones del caso Tarasoff en la pregunta 9?

¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

71

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Sólo hay una copia de cada gen en el espermatozoide o el óvulo, y ésta se transmite a la progenie. [Sección 4.1] ❚ Cuando el óvulo y el espermatozoide se fusionan, el número de cromosomas es 46. 2. Los miembros de un par de genes se segregan en los gametos independientemente de otros pares de genes, así que todos los gametos tienen combinaciones genéticas diferentes. [Sección 4.1] ❚ Sólo un miembro de cada par de genes va a un espermatozoide o a un óvulo. 3. Gregor Mendel, un monje que vivió a mediados de 1800, es el padre de la genética. [Sección 4.1] ❚ Mendel realizó su trabajo con caracteres de plantas de guisantes, como los tallos largos o cortos. 4. Mendel hizo sus experimentos con plantas, pero sus importantes leyes de genética se siguen usando hoy en día para estudiar la genética humana. [Sección 4.1] ❚ Los caracteres humanos se heredan de la misma manera que los de las plantas. 5. Las genealogías se usan para estudiar la historia familiar y los patrones de herencia distintivos que ocurren en ciertas condiciones genéticas. [Sección 4.2] ❚ Cualquier persona puede elaborar una genealogía de su propia familia. 6. A partir de una genealogía, una persona puede determinar cómo se heredan los caracteres. [Sección 4.2] ❚ Usando una genealogía, los consejeros genéticos pueden determinar el riesgo de una pareja para ciertas enfermedades. 7. En los caracteres recesivos como el albinismo, dos padres no afectados pueden tener un hijo con esta condición. [Sección 4.2] ❚ Se requieren dos copias del gen mutante para que la condición se manifieste. 8. En los caracteres dominantes, un heterocigoto (Aa), que porta una copia del alelo dominante mutante, presenta la condición. [Sección 4.2] ❚ Si la persona porta un alelo dominante, su progenie tiene 50% de probabilidades de heredarlo. 9. En los caracteres ligados a X, como la hemofilia, el gen mutado está en el cromosoma X, y es más frecuente que afecte a los hombres. [Sección 4.3] ❚ Un caracter que se hereda de esta forma es la hemofilia. 10. Muchos caracteres se heredan de manera dominante, recesiva o ligada a X. [Sección 4.3] ❚ Estos caracteres están presentes en las familias y pueden ser rastreados al elaborar genealogías.

72

CAPÍTULO 4

CONCEPTOS CLAVE Albinismo (p. 63) Alelos (p. 60) Anemia falciforme (p. 64) Autosómico dominante (p. 62) Autosómico recesivo (p. 62) Caracter ligado a X (p. 67) Caracter ligado a Y (p. 67) Caracter recesivo ligado a X (p. 62) cftr (p. 64) Consanguinidad (p. 63) Distrofia muscular (p. 68) Distrofina (p. 68) Dominante (p. 60) Enfermedad de Huntington (p. 59) Enfermedades de manifestación en la edad adulta (p. 66)

Factor VIII (p. 68) Fenotipo (p. 60) Fibrosis quística (p. 63) Genealogía (p. 61) Genotipo (p. 60) Hemicigotos (p. 67) Hemofilia (p. 68) Heterocigoto (p. 60) Homocigoto (p. 60) Huntingtina (p. 66) Ley de la distribución independiente (p. 60) Ley de la segregación (p. 60) Neurofibromatosis (p. 65) Pigmento (p. 61) Probando o caso índice (p. 62) Recesivo (p. 60)

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Entra al sitio academic.cengage. com/login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow que pueden ayudarte a evaluar tu conocimiento. Si tu profesor te lo indica, las actividades de este capítulo para las secciones Caso A y La ley bajo la lupa, “El dilema de una familia” y “Confidencialidad de la información genética”, están disponibles en la sección de tareas de Cengagenow.

PREGUNTAS DE REPASO 1.

Cuando Mendel estudiaba sus plantas de guisantes no sabía nada sobre los genes o los cromosomas. ¿Cómo averiguó que los caracteres se heredaban? ¿Los médicos usan esta técnica todavía? ¿Cuándo? 2. ¿Qué actividad celular describe la ley de la segregación? 3. Con cualquier caracter recesivo (en seres humanos) aplican las mismas leyes que con las plantas de guisantes de Mendel. ¿Esto hace que la explicación provista por un consejero genético a los padres de un hijo afectado sea más fácil o más difícil de comprender? 4. ¿Los caracteres dominantes son más o menos comunes que los recesivos? Explica.

5. Escoge cuatro condiciones discutidas en este capítulo y completa la siguiente tabla.

Condición

¿La condición es dominante, recesiva o ligada a X?

¿En qué cromosoma se encuentra el gen?

6. ¿Qué significa hemicigoto? 7. ¿Cómo funciona la distrofina en los músculos? 8. ¿Qué le sucede al gen de la distrofina para causar la distrofia muscular de Duchenne?

¿Qué grupo es propenso a esta condición?

¿Existe un análisis para detectar esta condición?

9. En los caracteres ligados al sexo, explica por qué los hombres son afectados con mayor frecuencia que las mujeres. 10. ¿Por qué los hemofílicos adquirieron el vih en la década de 1980?

PREGUNTAS APLICADAS 1.

2. 3.

4. 5.

Mendel se menciona en este capítulo, pero otros científicos también son importantes en el estudio temprano de la genética. Investiga a dos de ellos y escribe un párrafo breve sobre sus contribuciones. Investiga los problemas que una persona con albinismo puede tener a lo largo de su vida y escribe un informe breve. Observa las genealogías de las familias pertenecientes a la realeza europea y dibuja una. ¿Por qué ciertos caracteres (hemofilia y otros) aparecen con tanta frecuencia? Elabora tu propia genealogía familiar y sigue un caracter por varias generaciones. Investiga tres condiciones que no se hayan discutido en este capítulo y completa la siguiente tabla.

Condición

¿La condición es dominante, recesiva o ligada a X?

6. Investiga y considera cómo estudian los genetistas la distrofia muscular de Duchenne en la población Amish. 7. En la sección En cuanto a números puedes ver cuántos portadores del gen de la fq hay en ciertas poblaciones. ¿Cómo usarías esta información para disminuir el número de bebés que nacen con fq? 8. Ahora que sabes cómo se hereda la altura en las plantas de guisantes, ¿crees que ocurra lo mismo en los seres humanos? Explica tu respuesta.

¿En qué cromosoma se encuentra el gen?

¿Qué grupo es propenso a esta condición?

¿Existe un análisis para detectar esta condición?

¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

73

9. En la genealogía de la derecha, determina cómo se hereda el gen. ¿Es dominante, recesivo o ligado a X? ¿Cómo puedes saberlo?

I

Aprende escribiendo En el Capítulo 1 te sugerimos crear un blog con los miembros de tu clase u otras personas interesadas en nuestros temas. Ahora es tiempo de revisar tu blog y considerar algunos de los problemas que rodean las pruebas de la anemia falciforme. Envía un correo electrónico a quienes creas que pueden estar interesados e invítalos a contribuir. Aquí hay algunas ideas para considerar en tu blog: • ¿El defecto de un solo gen, como el de la anemia falciforme, es más severo que un cromosoma ausente o extra? • El caso de la señora Lawrence involucraba pruebas en las etapas tempranas del embarazo. ¿La familia de Alan pudo haber obtenido beneficios de estos procedimientos? ¿Cómo? • ¿La ley debería involucrarse en cualquiera de estas decisiones personales? • Escribe cualquier otra pregunta o comentario que te venga a la mente conforme lees este capítulo.

II

III

IV

¿Qué harías si . . . 1. ...fueras Alan? (véanse los casos A y B). 2. ...fueras Mary? (véase el Caso B). 3. ...fueras parte de un comité decidiendo si los miembros de esta familia (casos A y B) pueden obtener un seguro médico? 4. ...fueras el consejero genético de Emily (Caso B) aconsejándola sobre su feto?

5. ...fueras un miembro de la legislatura que vota por una ley que obligara a todas las parejas que solicitan licencias de matrimonio a someterse a pruebas para ver si son portadores del gen de la fibrosis quística? ¿Por qué lo harías? 6. ...se te pidiera aconsejar a una persona cuya prueba genética dio un resultado positivo para la eh?

En los medios New York Times, 8 de junio de 2008

Albinos, siempre rechazados, enfrentan amenazas de muerte en Tanzania Jeffrey Gettleman A lo largo del África subsahariana los albinos han sido discriminados durante muchos años. Sin embargo, recientemente, en Tanzania esto se ha convertido en una amenaza mortal. Diecinueve albinos, adultos y niños, han sido asesinados este año y sus partes corporales han sido vendidas. Una de cada 3 000 personas en Tanzania es albina y los chamanes venden su piel, huesos y órganos internos para hacer pociones que se supone ayudan a hacer ricas a las personas. Además, algunos africanos creen que los albinos tienen poderes mágicos y su cabello se vende en el mercado a precios elevados. Los pescadores lo entretejen en las redes creyendo que les ayudará a pescar más. Para acceder a este artículo en línea y a videos relacionados, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Cómo tratarías de proteger a los albinos que temen por su vida? 2. ¿Qué se te ocurre para educar a la población y que entienda cómo se hereda el albinismo?

74

CAPÍTULO 4

Inter Press Service News Agency, 2 de julio de 2006

Derribando los tabúes sobre el albinismo El gobierno de Nigeria planea establecer una agencia para coordinar los asuntos de sus ciudadanos con albinismo, cuyo número es de casi 600 000 personas. La gente con albinismo en este país tiene problemas similares a la de Namibia y otros países subsaharianos. Enfrentándose con muchos retos, esta agencia para las personas con albinismo dirige diversas iniciativas en un intento por mejorar las cosas. Visitará a líderes religiosos, tribales y concejales para que ayuden a las personas con albinismo dándoles sombreros, cremas y lentes para sol. Joseph Ndinomupya, presidente de Namibia Albinism Association Trust, una compañía privada, piensa que esto dará buenos resultados. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Crees que este tipo de acciones son suficientes para cambiar la mentalidad de las personas? 2. ¿Consideras que la discriminación contra los albinos ocurre en Estados Unidos y otros países? 3. ¿Cómo esta historia muestra progreso en la protección de los albinos?

¿CÓMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN A GENERACIÓN?

75

Robert Brocksmith/Photo Researchers, Inc.

Básicos de la biología: dna

BB2.1 ¿Qué evidencias existen para afirmar que el dna es el portador de la información genética? En la primera parte del siglo xx los biólogos identificaron a los cromosomas como los portadores de la información genética. Cuando se observaban al microscopio, su comportamiento era similar al de la transferencia de los genes de generación a generación, como ya lo había descrito Gregor Mendel. Después identificaron los compuestos químicos que contenían la información. Estos componentes eran dos biomoléculas importantes: proteínas y dna (ácido desoxirribonucleico).

76

CAPÍTULO 4

básicos de la biología

era el agente que causaba la enfermedad, así que creó un ingenioso experimento. Mató a las células S por calentamiento y las mezcló con células R vivas. Cuando inyectó la mezcla a los ratones, éstos desarrollaron neumonía y murieron. Griffith concluyó que, posteriormente a la inyección en el ratón, las células R vivas eran capaces de formar una cápsula similar a la de las células S. La información hereditaria se transmitió de alguna manera de las células S muertas a las células R, permitiendo que éstas formaran una cápsula y, por lo tanto, causaran neumonía. Llamó a este proceso transformación. En 1940, Colin MacLeod, Maclyn McCarty y Oswald Avery removieron y purificaron ciertas biomoléculas (dna, rna, proteínas, etc.) de células S muertas por calentamiento. Las probaron una por una para ver cuál de ellas permitía a las células R formar una cápsula. Sólo el dna pudo causar esta transformación. El resultado de tal experimento estableció claramente que el dna es el portador de la información genética y que puede trasmitirse de una célula bacteriana a otra. El descubrimiento de que el dna era el portador de la información genética fue el punto de partida para trabajos posteriores que pretendían dilucidar la estructura del dna. De mediados de 1940 hasta 1953 varios laboratorios hicieron intentos significativos para descifrar la estructura del dna. Esto dio como resultado el modelo de la estructura de dna que propusieron James Watson y Francis Crick en 1953. Se muestra a continuación:

Dr. Richard Facklam/CDC Photo Library

Las evidencias de que el dna porta la información genética llegaron de una fuente inesperada: el estudio de las enfermedades infecciosas. Para 1920 se sabía que un tipo de neumonía era causado por la bacteria llamada Streptococcus pneumoniae, que se muestra en la siguiente fotografía:

Frederick Griffith estudió dos cepas diferentes de esta bacteria. Una de ellas (la cepa S), cuyas células estaban rodeadas por una cápsula, provocaba neumonía cuando se inyectaba a los ratones. Las células de la otra cepa (cepa R) no estaban rodeadas por la cápsula y no causaban neumonía cuando se inyectaban a los ratones. Griffith se preguntó si la cápsula

A. C. Barrington Brown © 1968 J. D. Watson

Pares de bases T–A A–T G–C G C–G

A

T

C

C

P

5' T

3'

A

P

P

James Watson y Francis Crick en 1953

T

Azúcar de 5 carbonos (desoxirribosa)

A P

P

G

Grupo fosfato

Bases nitrogenadas Adenina

C

Citosina

P

P A

T

Timina

P

P Pierre Perrin/CORBIS

C

G Guanina O

OH 3'

Los descifradores del código genético 40 años después

–

O

O 5'

P –

O

¿COMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN ENBIOLOGÍA: GENERACIÓN? BÁSICOS DE LA DNA

77

básicos de la biología

(rna). Ambos están formados por subunidades conocidas como nucleótidos. El dna se encuentra en el núcleo y el rna está tanto en el núcleo como en el citoplasma. Los dibujos de abajo muestran nucleótidos de rna y dna unidos entre sí para formar polinucleótidos. Un solo nucleótido tiene tres componentes:

BB2.2 ¿Cuáles son las subunidades químicas del dna? Cuando Watson y Crick comenzaron su trabajo, ya se sabía que los organismos contenían dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (dna) y el ácido ribonucleico O– –O

O– –O

O

P O

HC

O

CH2

C

N

C

C H

OH

O –O

NH2

HC

O

CH2

N

C

C C O P

H C

O

HC

O

CH2

C

P

H C

O

HC

O

CH2 C

C C OH

C

O C

C

O

OH

rna

78

C

C

O

H

P

Un azúcar (ya sea ribosa, presente en el rna, o desoxirribosa, presente en el dna). La diferencia entre los dos azúcares es un solo átomo de oxígeno, que está en la ribosa y no está en la desoxirribosa.

3.

Un grupo fosfato. Los grupos fosfato son muy ácidos; esta es la razón por la cual el dna y el rna son llamados ácidos.

O

P

NH2

O

CH3 Timina (T)

O

C

O

HC

O

CH2

C

C

C

H

Citosina (C)

N

N

O

NH

NH2

HC

C

C

C

H C

C

O

C C

O

C C

C

OH

H

O C NH

N

C

dna

CAPÍTULODE 4 LA BIOLOGÍA: DNA BÁSICOS

2.

NH2

N

N

O

–O

C

N Guanina (G)

N

C

NH

N

O

CH2

Uracilo (U)

C H

C

OH O

N

HC

O

C

O

NH2

C

C

C

C

Citosina (C)

–O

C C

O

C

N

N

H

P

NH2

O

O

NH

C

OH

C

CH2

C

N

C

C

N Adenina (A)

N

O

O

C

2

C

N

C

O

C

N Guanina (G)

Una base nitrogenada (existen dos tipos de bases: purinas y pirimidinas). Las bases de purina, adenina (A) y guanina (G), se encuentran tanto en el rna como en el dna. Las bases de pirimidina son: timina (T), presente sólo en el dna; uracilo (U), sólo está en el rna, y citosina (C), que está en el rna y el dna. El rna tiene cuatro bases (A, G, U, C) y el DNA tiene cuatro bases (A, G, T, C).

1 HC

CH2

–O

O

–O

C

O

P

–O

C C

C

C

1.

O

P O

N Adenina (A)

N

3

C

O

Los componentes de un nucleótido se ensamblan por medio de uniones químicas de una base a un azúcar, que a su vez se une al grupo fosfato. Como se muestra a la izquierda, los nucleótidos pueden estar enlazados formando cadenas al unir el grupo fosfato de un nucleótido al azúcar de otro nucleótido para crear polinucleótidos.

del dna? Como se muestra en la figura, el dna contiene dos cadenas de nucleótidos y es una molécula tipo escalera. Entre la molécula de dna, una base de purina de una cadena siempre se aparea con una base de pirimidina de la otra cadena. De manera más específica, una A de una cadena siempre se aparea con una T en la cadena opuesta, y una C siempre se aparea con una G, formando un par de bases. Este apareamiento hace que las dos cadenas de dna sean complementarias en cuanto a su composición de bases. Esto significa que, si una cadena de nucleótidos tiene la secuencia A C G T C, la otra cadena debe ser T G C A G. El modelo de Watson-Crick tiene tres propiedades importantes: 1. 2.

3.

La información genética se almacena en la secuencia de bases del dna. El modelo ofrece una explicación molecular para las mutaciones. Debido a que la información puede ser almacenada como una cadena de bases en el dna, cualquier cambio en el orden o el número de bases en un gen puede resultar en una mutación que tal vez produzca una enfermedad genética. Las secuencias complementarias de las bases en las dos cadenas del dna explican cómo se copia éste a sí mismo antes de cada división celular. Al copiar el dna, cada hebra puede usarse como modelo para reconstruir la secuencia de bases en la cadena opuesta. P

G

O

C

C

O

C

C

P

P

C

O

C

C

G

O

C

C

P

P

C

O

C

P

Para crear su modelo, Watson y Crick usaron la información que proveyó una imagen de dna tomada por Rosalind Franklin ( Figura BB2.1) por medio de la difracción de rayos X. La siguiente fotografía muestra la imagen creada por Franklin.

Al observar la fotografía de Franklin, Watson y Crick determinaron que las cadenas de nucleótidos del dna se organizan en una doble hélice, como se muestra a continuación:

P

C

Figura BB2.1 Rosalind Franklin, quien trabajó en el descubrimiento de la estructura del dna.

Science Photo Library/Photo Researchers

BB2.3 ¿Cómo se organizan las moléculas

Science Source/Science Photo Library/Photo Researchers

básicos de la biología

A

C

T

O

C

P ¿COMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN ENBIOLOGÍA: GENERACIÓN? BÁSICOS DE LA DNA

79

básicos de la biología Nucleosoma

BB2.4 ¿Cómo se organiza el dna en un cromosoma?

Conjunto de proteínas (octámero de histonas)

Una larga molécula de dna se enrolla y combina con proteínas para formar cromosomas. El largo del dna en los 46 cromosomas humanos es casi de 1.8 m (6 pies). Para que todo este dna quepa dentro del núcleo de la célula, el dna tiene que compactarse una y otra vez. El diagrama de la derecha muestra cómo se logra esto. Sigue la imagen con la descripción: Primero, el dna se enrolla en la parte exterior de un conjunto de proteínas (octámero de histonas) para formar estructuras llamadas nucleosomas a). Estos nucleosomas se conectan entre sí mediante hebras cortas de dna b). A continuación, los nucleosomas se enrollan para formar un cilindro delgado denominado solenoide c). Después, los cilindros se enrollan aún más para formar fibras cada vez más gruesas, formando las curvas y fibras rizadas que vemos como parte de los cromosomas en el microscopio electrónico d). A continuación se muestran dos microfotografías de cromosomas duplicados.

a.

Hebras de dna que conectan nucleosomas

b.

Centrómero

c.

d. 80

CAPÍTULODE 4 LA BIOLOGÍA: DNA BÁSICOS

básicos de la biología

BB2.5 ¿Cómo se organizan las moléculas del rna? El segundo tipo de ácido nucleico, el rna, se encuentra en el núcleo y el citoplasma. El rna transfiere la información genética del núcleo al citoplasma, participa en la formación de las proteínas y es un componente de los ribosomas (véase la sección Básicos de la biología: células y estructura celular.) El rna (que se muestra abajo) difiere del dna en dos aspectos: el azúcar del rna es la ribosa (en lugar de la desoxirribosa del dna), y la base uracilo toma el lugar de la base timina. En la tabla BB2.1 se muestran las diferencias entre el rna y el dna. Como se aprecia a continuación, el rna generalmente presenta sólo una cadena y, por lo tanto, no hay una cadena complementaria.

Tabla BB2.1 Diferencias entre el dna y el rna

P C

dna

rna

Azúcar

Desoxirribosa

Ribosa

Bases

Adenina

Adenina

Citosina

Citosina

O

G

Guanina

Guanina

Timina

Uracilo

Ribosa C

BB2.6 ¿Cómo está

OH

contenida la información genética en la molécula de dna?

P C

O

U

Ribosa C

OH

P C

O

A

Ribosa C

OH

P C

O

C

Ribosa C

El dna sólo se encuentra en el núcleo. Funciona como almacén de la información genética. Basándose en su modelo de la estructura del dna, Watson y Crick propusieron que la información genética está codificada en la secuencia de pares de bases de una molécula de dna. La cantidad de información contenida en el dna va desde unos cuantos miles de nucleótidos en algunos virus, hasta más de 3 billones de nucleótidos en los seres humanos, y aún más en algunas plantas y anfibios. Un gen por lo regular consta de cientos o miles de nucleótidos. Cada gen tiene un comienzo y un final, marcado

por una secuencia específica de nucleótidos. Existe una molécula de dna en cada cromosoma que puede contener miles de genes. Un cambio en cualquier par de bases de un gen puede considerarse una mutación.

BB2.7 ¿Cuáles son las dos funciones principales del dna? El dna tiene dos funciones principales en una célula: 1) replicarse a sí mismo, y 2) contener la información para las proteínas y moléculas de rna que son necesarias para la vida. Aquí exploraremos cómo se replica el dna. En el Capítulo 5 veremos cómo codifica el dna la información para las proteínas y los pasos involucrados en la formación de las mismas. En capítulos posteriores examinaremos cómo la comprensión de la estructura y las propiedades del dna llevaron al desarrollo de la tecnología del dna recombinante, sus aplicaciones en la medicina, la ciencia forense y, finalmente, en el Proyecto Genoma Humano.

BB2.8 ¿Cómo se replica el dna? Antes de que comience la división celular, todas las células deben copiar su dna para que cada célula hija reciba una copia exacta de la información genética contenida en los cromosomas. Cuando la molécula de dna se desenrolla, cada cadena sirve como patrón o templado para hacer una nueva cadena complementaria. La replicación del dna se lleva a cabo en todos los seres vivos, desde las bacterias hasta los seres humanos. Los pasos son los siguientes (sigue el texto con la parte C de la imagen en la siguiente página): 1.

La molécula de doble cadena de dna se desenrolla, abriendo la molécula para permitir la acción de una enzima, la dna polimerasa.

2.

La dna polimerasa es capaz de leer la secuencia del templado y de enlazar nucleótidos juntos (ya presentes en el núcleo) para formar así una cadena complementaria que se enlace a la cadena vieja.

3.

Cada molécula de dna recién replicada contiene una cadena vieja (el templado que fue copiado) y una cadena nueva (que es complementaria a la cadena vieja).

Al pensar esto en términos de los cromosomas, recuerda que cada uno de ellos contiene una sola molécula de dna de doble cadena, que corre de un extremo al otro. Cuando la replicación del dna se completa, cada cromosoma consta de dos moléculas de dna. Estas dos moléculas son visibles en el microscopio como estructuras llamadas cromátidas hermanas, que se unen en un centrómero común. Observa las microfotografías de la página 80.

OH

¿COMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN ENBIOLOGÍA: GENERACIÓN? BÁSICOS DE LA DNA

81

básicos de la biología

C T

G

A

T

A

T

T

A

A A

T T

1

A G G C

C C

G A

G

C

A

no replicada (arriba) y dos moléculas de dna replicadas (abajo).

G G

C

G

G

A

T

A

T

G G

T

A

C

G

C

G

A

T

A

T

A

T

A

T

T

A

T

A

C

se desenrollan 1) y cada una sirve como templado 2) para la replicación. La secuencia de las nuevas cadenas (amarillo) es complementaria a la de las cadenas originales (azul), como se muestra en el número 3.

A G G

C

b. Durante la replicación, la cadena vieja (azul) sirve como templado para la síntesis de la nueva cadena complementaria (amarillo)

Cada cromátida contiene una molécula de dna compuesta de una cadena vieja y una nueva.

Cuando los centrómeros se dividen durante la mitosis, cada cromátida se transforma en un cromosoma separado.

¿La replicación del dna puede causar mutaciones? La replicación del dna no es un proceso perfecto. La dna polimerasa se mueve con rapidez (cerca de 20 pares de bases por segundo en los seres humanos) y en ocasiones puede insertar un nucleótido incorrecto en la nueva cadena. En la mayoría de los casos, la misma dna polimerasa detecta el error y lo repara. A veces, el error no se detecta, creando una mutación. El dna puede dañarse cuando es expuesto a agentes físicos o químicos que causen mutaciones. Por ejemplo, cuando se expone a la luz ultravioleta (uv), pueden modificarse los pares de bases. En general estos errores pueden ser detectados y reparados por enzimas, como se muestra en la figura de la siguiente página. Si estos errores no son detectados o reparados de manera adecuada, ocurren mutaciones. 82

CAPÍTULODE 4 LA BIOLOGÍA: DNA BÁSICOS

2

c. Durante la replicación, las cadenas de dna

Nueva

C

C

T

T C

Vieja A

T

A A

C

A A

3

G T

T

G

T

C

a. Una molécula de dna

C

básicos de la biología

Kenneth E. Greer/Visuals Unlimited.

¿Qué puede ocurrir si no se reparan los errores?

Glosario Ácido desoxirribonucleico (dna) Molécula que consta de cadenas antiparalelas de polinucleótidos y que es el principal portador de la información genética. Ácido ribonucleico (rna) Molécula de ácido nucleico que contiene la pirimidina uracilo y el azúcar ribosa. Varias formas del rna funcionan en la expresión genética. Adenina Base nitrogenada pirimídica presente en los ácidos nucleicos. dna polimerasa Enzima que cataliza la síntesis del dna usando nucleótidos y una cadena de dna como templado. Citosina Base nitrogenada pirimídica presente en los ácidos nucleicos. Desoxirribosa Azúcar de cinco carbonos (pentosa) presente en el dna. Difracción de rayos X Método que se utiliza para estudiar la estructura de un cristal por medio de rayos X. Grupo fosfato Compuesto que contiene fósforo químicamente unido a cuatro moléculas de oxígeno. Guanina Base nitrogenada que contiene purina, presente en los ácidos nucleicos. Histona Proteína sobre la cual se enrolla el dna para formar nucleosomas. Nucleosoma Estructura formada cuando el dna se enrolla alrededor de las proteínas. Nucleótidos Bloque básico de construcción del dna y el rna. Cada nucleótido consta de una base nitrogenada, un fosfato y un azúcar. Purina Clase de bases orgánicas de doble anillo presente en los ácidos nucleicos. Pirimidina Clase de bases orgánicas de anillo simple presente en los ácidos nucleicos. Regulación de la expresión genética Proceso por el cual se activan y desactivan los genes. C G Ribosa Azúcar de cinco carbonos (pentosa) A T presente en el rna. T A Streptococcus pneumoniae Especie bacteriaA T na que causa la neumonía. G C Timina Base nitrogenada pirimídica presente T A en los ácidos nucleicos. G C Transformación Cambio hereditario causado G C por el dna que se origina fuera de la célula. Uracilo Base nitrogenada pirimídica presente sólo en el rna. 4 El dna está reparado. Xeroderma pigmentosum Condición de la piel que resulta a partir de un problema con el sistema de reparación del dna.

Las células tienen cierto número de sistemas de reparación del dna pero, aun con todos estos puntos de control, los errores en la replicación del dna, o el daño a éste, pueden producir mutaciones. Esto sucede cuando los genes de los sistemas de reparación son defectuosos. El ejemplo de una condición que es resultado de mutaciones en los sistemas de reparación del dna es la xeroderma pigmentosum (XP). Las personas con xp son en extremo sensibles a la luz uv y desarrollan cáncer de piel en las áreas corporales expuestas a la luz solar (véase la foto). Casi la mitad de las personas con xp desarrolla cáncer de piel a los ocho años de edad y tiene 20 veces más probabilidades de desarrollar otros tipos de cáncer, incluyendo tumores cerebrales. El Capítulo 5 se enfoca en los genes y cómo su acción se relaciona con los caracteres genéticos, incluyendo las enfermedades hereditarias. El Capítulo 6 describe la tecnología del dna recombinante y cómo se usa en la biotecnología. El Capítulo 7 considera cómo la biología molecular ha revolucionado las pruebas genéticas y el diagnóstico prenatal. En el Capítulo 8 se discuten los métodos y aplicaciones del dna forense en varios campos. El Capítulo 9 resume la historia y hallazgos del Proyecto Genoma Humano, así como su impacto futuro en la medicina y la sociedad.

Luz uv

C

G

C

G

C

G

A

T

A

T

A

T

A

T

A

T

A

G

C

A

T

T

A

T G T

G

C

T

A

T

A

G

C

G

C

G

C

G

C

G

C

G

C

1 La luz uv causa daños en el dna.

2 Una enzima remueve el daño.

3 La dna polimerasa crea una nueva secuencia.

¿COMO SE TRANSFIEREN LOS GENES DE GENERACIÓN ENBIOLOGÍA: GENERACIÓN? BÁSICOS DE LA DNA

83

5

Genes como dna Cómo los genes codifican proteínas  PUNTOS CENTRALES Los genes se constituyen de dna que codifica proteínas.

❚

Durante la transcripción, la información genética del dna se copia a rna mensajero.

❚

Durante la traducción, la información se transfiere a la secuencia de aminoácidos de la proteína.

❚

Las mutaciones son cambios en el dna de un gen.

❚

Los cambios en el dna pueden producir modificaciones en las proteínas.

© Yale Science Laboratory

❚

84

CAPÍTULO 5

© Mauro Fermariello/Photo Researchers, Inc.

CASO A Resultados sorprendentes en los análisis de Marcia Johnson Marcia Johnson iba a consulta con su obstetra

gen de la anemia falciforme. Marcia estaba

prenatales a los fetos. Una semana más tarde,

para un chequeo de rutina. Se acababa de

sorprendida, debido a que, después de donar

un consejero genético recomendado por su

enterar que estaba embarazada, así que espe-

sangre, había buscado información en Inter-

médico los llamó para darles los resultados.

raba obtener sus vitaminas prenatales e irse a

net y supo que los portadores eran común-

casa. En la sala de espera, una enfermera se le

mente las personas que tenían ancestros de

acercó y le preguntó si estaría dispuesta a par-

África del oeste. El médico le dijo que no se

ticipar en un estudio y a donar sangre para un

preocupara, pero que pidiera a su esposo,

análisis. Éste era para detectar la anemia fal-

Mark, que se sometiera al mismo análisis.

ciforme. La enfermera le explicó que los inves-

Éste lo hizo y los resultados indicaron que

tigadores trataban de saber cuántas personas

también era portador de este gen.

en el norte de Illinois eran portadoras del gen

Durante la visita, mientras Mark recibía

mutante que causa esta enfermedad. Marcia

los resultados, también realizaron el primer

pensó: “¿Por qué no?” Firmó la orden de con-

ultrasonido del embarazo de Marcia. ¡Espe-

sentimiento, donó la sangre y pronto se olvidó

raba gemelos! Tanto ella como Mark se preo-

de todo.

cuparon debido a lo que habían aprendido de

Dos semanas más tarde, su obstetra la

la anemia falciforme en Internet, e hicieron

llamó para notificarle que era portadora del

una cita con el obstetra para practicar análisis

Algunas preguntas nos vienen a la mente cuando leemos este caso. Antes de responderlas consideremos qué son los genes, cómo trabajan y por qué un gen mutante puede dar como resultado una enfermedad genética. En la sección Básicos de la biología: células y estructura celular, aprendiste que el dna tiene dos funciones principales. En este capítulo examinaremos una de ellas: cómo codifica proteínas.

5.1 ¿Cómo los genes controlan los caracteres? Cada una de los trillones de células en el cuerpo humano (excepto los eritrocitos maduros) contiene un núcleo. Dentro del núcleo encontramos un juego de 46 cromosomas, que portan dos copias de los 20 000-25 000 genes que nos hacen humanos. Recuerda del Capítulo 3 que obtenemos una copia de un gen de nuestra madre y otra de nuestro padre. Uno de estos juegos genéticos, o ambos, pueden ser idénticos, o quizá portemos diferentes formas de cada gen (mismas que se denominan alelos). Los genes (nuestro genotipo) se componen de dna. La mayoría de los genes contiene información para crear una proteína. Las proteínas, o con mayor precisión, sus funciones, contribuyen a formar los caracteres observables, o el fenotipo, que nos hace únicos. Un ejemplo del fenotipo son los síntomas asociados con la fibrosis quística ( Figura 5.1). El alelo normal de este gen codifica una proteína de membrana celular que controla el flujo de los iones de cloro dentro y fuera de la célula. El alelo mutante más común de este gen produce una proteína (cftr) que no funciona. Las personas que portan dos copias del alelo mutante carecen de esta proteína. Muestran todos los síntomas de la fibrosis quística, una enfermedad que amenaza la vida y puede causar daños severos al pulmón así como deficiencias nutricionales. GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

85

© Karen Kasmauski/Corbis

Para crear todas las proteínas que necesita nuestro cuerpo debemos contar con los 20 aminoácidos. Algunos de ellos son creados por las células del cuerpo, pero otros deben ser incluidos en nuestra dieta; estos son conocidos como aminoácidos esenciales (Tabla 5.1). Se requiere una dieta balanceada para asegurarnos de tener en cantidades suficientes todos estos aminoácidos. Los vegetarianos deben ser especialmente cuidadosos en planear sus comidas puesto que algunas plantas contienen cantidades bajas de ciertos aminoácidos esenciales. Los veganos, quienes no consumen productos lácteos ni animales, deben seleccionar fuentes complementarias de proteínas para tener una dieta balanceada que contenga todos los aminoácidos esenciales.

Grupo amino

86

CAPÍTULO 5

© Shula Shazman y Yael Mandel-Gutfreund

O Grupo carboxilo

C

C

OH

H

Aminoácido

¿Qué es una proteína?

Figura 5.3 Aminoácidos enlazados Los aminoácidos enlazados forman proteínas.

N

H

Figura 5.1 Un infante con fibrosis quística Esta niña usa un broncodilatador, similar al que utilizan los pacientes con asma. El vapor que inhala le ayuda a abrir las vías respiratorias.

Un modelo tridimensional de una proteína se muestra en la figura izquierda. Las proteínas toman muchas formas y desempeñan diversas funciones. Proveen estructura (cabello, uñas), sirven como enzimas (proteínas que controlan las reacciones químicas dentro de las células), pueden ser mensajeros químicos (hormonas como la del crecimiento o la insulina), actúan como receptores (de la vista, olfato o auditivos) y también pueden ser moléculas acarreadoras (como la hemoglobina, la molécula alterada en la anemia falciforme). Observa la Figura 5.2. Las proteínas se componen de subunidades llamadas aminoácidos. Podemos encontrar 20 aminoácidos diferentes en las proteínas. Un grupo químico (llamado grupo R) que se une al esqueleto de la molécula es lo que hace que cada aminoácido sea diferente. Existen otros dos grupos químicos que encontramos en los extremos de los aminoácidos. Un extremo contiene un grupo amino (NH2) y el otro extremo tiene un grupo carboxilo (COOH). Estas subunidades de aminoácidos están unidas químicamente para formar proteínas ( Figura 5.3). La diversidad de proteínas que encontramos en la naturaleza proviene de la cifra astronómica que resulta del posible número de combinaciones de los 20 aminoácidos. Por ejemplo, en una proteína compuesta de sólo cinco aminoácidos hay 205 o 3 200 000 combinaciones posibles. La mayoría de las proteínas se componen de varios cientos de aminoácidos, así que hay billones de combinaciones posibles.

R

H

R1

H N H

C

O

R2

H N

C OH

H

H

Aminoácido 1

C

O C

H

OH

Aminoácido 2

H N H

R1

O

C

C

H

R2 N

C

H

H

O C OH

Enlace peptídico

Figura 5.2 La estructura química de los aminoácidos Los 20 aminoácidos difieren entre sí por la naturaleza de su grupo R. Los enlaces peptídicos se forman entre el grupo amino de un aminoácido y el grupo carboxilo de otro aminoácido.

Aminoácidos

Tabla 5.1 Aminoácidos esenciales En varias etapas de nuestra vida, nuestro cuerpo puede producir 10 de los 20 aminoácidos. Debemos consumir los otros 10, que listamos aquí. Aminoácido

Abreviatura

Arginina

Arg

Fenilalanina

Phe

Histidina

His

Isoleucina

Ile

Leucina

Leu

Lisina

Lys

Metionina

Met

Treonina

Thr

Triptofano

Trp

Valina

Val

1. 2.

dna → rnam (transcripción) rnam → proteína (traducción)

5.1 Puntos esenciales • Cada gen codifica un producto génico llamado proteína. • Las proteínas nos dan el fenotipo que nos hace únicos. • Las proteínas se componen de una o más cadenas de aminoácidos.

5.2 ¿Qué sucede en la transcripción, el primer paso de la transferencia de información?

Como veremos en una discusión posterior, después de que se forma una proteína, ésta se pliega en forma tridimensional basada en el orden de los aminoácidos. Esta proteína funcional desempeña un papel en la producción de un fenotipo.

¿Cómo lleva el dna la información a una proteína? A primera vista, parece difícil imaginar cómo la información de billones de diferentes combinaciones de los 20 aminoácidos puede estar contenida en una molécula de dna. Si el dna sólo contiene cuatro nucleótidos (A, T, C y G) y existen 20 aminoácidos diferentes en cada proteína, ¿cómo es que cuatro nucleótidos pueden codificar la información de los 20 aminoácidos? La respuesta es que una secuencia de tres nucleótidos, llamada codón, contiene la información que especifica un (y sólo un) aminoácido. Ese aminoácido se inserta en un lugar específico de la proteína. Debido a que el orden de los nucleótidos en el rna mensajero está determinado por la secuencia de dna, esto significa que el orden de las bases en el dna establece el orden de los aminoácidos en la proteína que codifica un gen. No todas las bases del dna contienen información para crear proteínas. Además de la información que codifica la secuencia de aminoácidos, el dna también contiene datos que controlan cuándo y en qué cantidades se crea una proteína. En los seres humanos y otros organismos cuyas células tienen núcleos, la mayor parte del dna de la célula se encuentra en el núcleo (alguna parte está en la mitocondria) y casi todas las proteínas son manufacturadas por los ribosomas en el citoplasma (véase la sección Básicos de la biología: células y estructura celular). Esto quiere decir que la información codificada por el dna debe pasar a través de la membrana que rodea al núcleo y llegar al citoplasma. Una vez ahí, debe llegar a los ribosomas (organelos donde la síntesis proteica se lleva a cabo). Los cromosomas permanecen en el núcleo, pero un intermediario, llamado rna mensajero o rnam, lleva la información genética del núcleo al citoplasma. Como se muestra en la siguiente página, el proceso de la transferencia de información de un gen (una secuencia de dna) a una proteína se da en los siguientes dos pasos.

En el paso 1, llamado transcripción, la información codificada en la secuencia de dna de un gen se copia en la secuencia de bases de una molécula de rna mensajero (rnam). Éste es similar al dna (véase Básicos de la biología: dna), pero su función es diferente. Sigue la figura de la siguiente página mientras lees este texto: La transcripción comienza cuando el dna de un cromosoma se desenrolla en donde se localiza un gen, y una cadena se usa como patrón para crear una molécula de rnam. Después: 1.

2.

3.

4.

La rna polimerasa (una enzima) se une a una secuencia específica de nucleótidos (llamada promotor) que se encuentra al inicio de cada gen. Usando la secuencia de dna de la cadena que funge como patrón, la rna polimerasa se mueve a lo largo de ésta enlazando nucleótidos de rna y así formando una molécula de rnam. Las moléculas de rnam producidas por transcripción

no son copias exactas de la secuencia de nucleótidos del gen, pero debido a las reglas de apareamiento de bases en las moléculas de ácidos nucleicos, son copias complementarias. Las reglas de apareamiento de bases en la transcripción del dna son las mismas que en la replicación del dna, con una excepción: una A en el patrón del dna termina como una U en el rnam. Por ejemplo, si la secuencia de nucleótidos de la cadena de dna que se está copiando es C G G A T C A T, el rnam tendrá la secuencia complementaria G C C U A G U A. Conforme la rna polimerasa se mueve a lo largo del templado de dna creando el rnam, eventualmente llega al final del gen, marcado por una secuencia específica de nucleótidos (llamada secuencia de terminación). Cuando la rna polimerasa llega al final del gen (terminación), la polimerasa se despega de la cadena de dna, la molécula de rnam se libera, y la cadena abierta de dna vuelve a formar la doble hélice.

Después de ser creado, el rnam se procesa para remover secuencias que no codifican aminoácidos en el producto proteico. Una vez procesado, el rnam se mueve a través de los poros de la membrana nuclear y llega al citoplasma, donde la

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

87

rna polimerasa

dna que será transcrito

Inicio 1 Promotor

Secuencia de terminación

mado anticodón) que puede aparearse con el codón del rnam de ese aminoácido. Durante la síntesis proteica, los aminoácidos especificados por los codones del rnam se unen en los ribosomas al formar enlaces químicos. Sigue la figura a continuación mientras lees sobre el proceso de traducción. Ribosoma

Elongación 2 rnam A

U

G

C

G A G A U U A C

rnam transcrito

U

C

G

A

Término A U

G

3 rnat rnam

Asp Met

Arg

Tyr

Proteína en crecimiento 4

1.

Una molécula de rnam se carga en los ribosomas. Recuerda que los ribosomas son organelos celulares que pueden flotar libremente en el citoplasma o que se encuentran unidos a la membrana externa del retículo endoplásmico (re) (véase Básicos de la biología: células y estructura celular). La síntesis de proteínas tiene lugar en los ribosomas. La traducción comienza en un extremo específico de la molécula de rnam. El primer codón siempre es aug y se denomina codón de inicio (Tabla 5.2). Codifica para un aminoácido llamado metionina, que es el primer aminoácido de todas las proteínas humanas.

2.

Cuando el segundo aminoácido se encuentra en posifotogalería va y l dna. © Dr. Kisele ción, una enzima dentro Traducción de uals Unlimited Vis t/ cet Faw Dr. Donald del ribosoma forma el enlace químico (llamado enlace peptídico) entre los dos aminoácidos. Después de haber formado este enlace, el rnat del primer aminoácido se libera y sale del ribosoma. A continuación, el ribosoma se recorre por el rnam hacia el siguiente codón y el proceso se repite, añadiendo los aminoácidos a la proteína en crecimiento. La síntesis proteica continúa hasta que el ribosoma llega al codón de término. Los codones de término (uaa, uag y uga) no codifican aminoácidos. Cuando se alcanza un codón de término, el ribosoma se separa del rnam, la cadena completa de aminoácidos se libera y se pliega en una estructura tridimensional que llamamos proteína.

rna polimerasa

pre-rnam completo

proteína será ensamblada basándose en la información contenida en el rnam. Este segundo paso se llama traducción.

5.2 Puntos esenciales • La secuencia de dna de un gen se copia a una secuencia de nucleótidos en el rna mensajero (rnam).

5.3 ¿Qué sucede en la traducción, el segundo paso de la transferencia de información? Una vez en el citoplasma, la secuencia de nucleótidos en la molécula de rnam es traducida en el orden de los aminoácidos de la proteína. Cada codón del rnam codifica un aminoácido en la proteína. No obstante, el rnam no ensambla directamente los aminoácidos en la proteína. Para esto se requiere otra molécula de ácido nucleico llamada rna de transferencia (rnat). Las moléculas de rna de transferencia (rnat), que se muestran en la siguiente columna, realizan dos tareas importantes en la traducción: 1) reconocen y se unen a un aminoácido específico, y 2) reconocen el codón del rnam para ese aminoácido. En un extremo, cada molécula de rnat tiene una región que se une a un aminoácido específico; en el otro extremo, cada uno tiene un juego de tres nucleótidos (lla88

CAPÍTULO 5

3.

4.

dna

5.3 Puntos esenciales TRANSCRIPCIÓN

• En el citoplasma, cada aminoácido especificado por un codón del rnam se une a otro para formar una proteína.

rna t

5.4 ¿La célula tiene formas de encender y apagar genes?

rnam

Cada uno de nuestros cromosomas porta cientos de los 20 000 genes que nos hacen lo que somos, pero no todos ellos están activos en todas las células. De hecho, la mayoría de los genes están desactivados gran parte del tiempo. Por ejemplo, las células hepáticas no expresan los genes para el color de los ojos y las células cerebrales no hacen proteínas que digieran la comida. En cualquier célula, sólo de 5 a 10% de los genes están activos. Activar, desactivar o apagar genes es un proceso llamado regulación de la expresión genética. Una de las principales maneras de regular la expresión genética es controlando el acceso a la región promotora en el comienzo del gen. Recuerda que, en los cromosomas, el dna se encuentra enrollado alrededor de moléculas de histonas. Si está enrollado con fuerza, cualquier gen que se encuentre en esa región no podrá expresarse. Si las histonas son modificadas o el dna se desenrolla en parte, los genes se vuelven accesibles y pueden expresarse. Las células reciben y procesan señales externas que incluyen hormonas, nutrientes y otros químicos de su ambiente. Las células con frecuencia responden a estas señales al cambiar el número de genes activos, y el tipo y número de proteínas que se producen. Varios tipos de secuencias de dna que no son genes están involucrados en la regulación de la expresión genética. Como recordarás después de haber leído la sección sobre transcripción, las secuencias promotoras son regiones de dna que permiten que proteínas como la rna polimerasa se unan y activen genes. Además, las proteínas regulatorias pueden unirse a otras secuencias, llamadas estimuladores o enhancers, e incrementar la producción de la proteína. Como puedes observar en la figura de la página 90, el control sobre la expresión genética se da en varias etapas antes, durante y después de la transcripción y la traducción. Las flechas indican las etapas en que ocurren estos eventos. rnat

rnar

Núcleo

Citoplasma

rnam

Ribosomas

TRADUCCIÓN

Proteína

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

89

Núcleo

dna

Citoplasma

Punto de control de la transcripción

Producto proteico

rna m

rna m

Punto de control de la traducción

Punto de control del transporte rna m inactivo

5.4 Puntos esenciales • Las secuencias promotoras activan o desactivan genes.

5.5 ¿Qué es una mutación y cómo muta un gen? Los genes pueden ser alterados por un proceso llamado mutación. Las mutaciones son cambios en la secuencia del dna.

Proteína inactiva

Pueden ocurrir en cualquier célula del cuerpo, incluyendo las que dan lugar a espermatozoides y óvulos. Los genes mutados producen proteínas anormales o no funcionales; proteínas parcialmente funcionales o, en algunos casos, no las producen. Algunas mutaciones pueden afectar la coordinación y el nivel de expresión genética, mientras que otras no generan cambios y son esencialmente invisibles. Las mutaciones ocurren en las células como resultado de errores durante el proceso de replicación del dna y como un subproducto de las funciones celulares normales. Los agentes

Tabla 5.2 El código genético para los aminoácidos El codón de rna mensajero para cada aminoácido.

Aminoácido

Abreviatura

Codones del rnam

Ácido aspártico

Asp

gac

gau

Ácido glutámico

Glu

gaa

gag

Alanina

Ala

gca

gcc

Arginina

Arg

aga

agg cga

Asparagina

Asn

aac

aau

Cisteína

Cys

ugc

ugu

uaa

uag uga

uuc

uuu

Codones de término Fenilalanina

Phe

gcg

gcu cgc cgg

Glicina

Gly

gga

ggc

Glutamina

Gln

caa

cag

Histidina

His

cac

cau

Isoleucina

Ile

aua

auc

auu

Leucina

Leu

cua

cuc

cug

cuu uua uug

Lisina

Lys

aaa

aag

Metionina*

Met

aug

Prolina

Pro

cca

ccg

ccu

ccc

ggg ggu

Serina

Ser

agc

agu uca

Tirosina

Tyr

uac

uau

ucc ucg

Treonina

Thr

aca

acc

acg

Triptofano

Trp

ugg

Valina

Val

gua

guc

gug guu

acu

Letras del codón: A = adenina; C = citocina; G = guanina; U = uracilo. *aug señala “el comienzo” de la traducción cuando se encuentra al inicio de un gen.

90

cgu

CAPÍTULO 5

ucu

ambientales, también llamados mutágenos, que incluyen la radiación y la exposición a sustancias químicas, también pueden causar mutaciones.

en cuanto a números 4 millones Número de pares de bases en una célula bacteriana.

© Scimat/Photo Researchers, Inc.

¿Cómo sabemos que ha ocurrido una mutación?

falciforme que portan Mark y Marcia Johnson.

¿De qué otras formas las proteínas alteradas pueden causar desórdenes genéticos?

Si alguien que padece una enfermedad genéDurante y después de la síntesis, una tica nació en una familia que no tiene una proteína se pliega en una forma tridihistoria de dicha enfermedad, nos preguntamensional que se rige por su secuencia 3 200 millones mos si la causa es genética o no. Por ejemplo, de aminoácidos. Esta forma tridimenNúmero de pares de bases de dna una mujer que bebe alcohol durante el emsional, en última instancia determien las células humanas. barazo puede tener un hijo con defectos nada por el orden de las bases en el faciales, problemas de crecimiento y anordna, puede alterar la función de la pro146 malidades en el sistema nervioso. Esta conteína ( Figura 5.4). Número de aminoácidos en la molécula dición podría ser el síndrome de alcoholismo Algunas mutaciones alteran la forde la beta-globina. fetal, un trastorno no genético. Sin embargo, ma tridimensional de la proteína cauestos síntomas son similares a los que se 1 sando enfermedades genéticas. Por observan en varias enfermedades genéticas, Número de errores en un gen que ejemplo, la fibrosis quística y una mocomo los síndromes de Williams y de Noopuede causar la anemia falciforme. dalidad genética del Alzheimer se asonan. Para determinar si una condición tiene cian con defectos en el plegamiento. En un origen genético o no, hay que trazar la estas enfermedades, el plegamiento dehistoria familiar, elaborar una genealogía y practicar un anáfectuoso impide que la proteína funcione con normalidad. En lisis genético, si es que hay uno disponible. otros padecimientos, como el de las vacas locas y su equivaSi el análisis de la genealogía muestra que ha aparecido lente humano, la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob (ecj), el una enfermedad genética en una familia que no tiene una plegamiento defectuoso puede hacer que otras proteínas del historia de este padecimiento, se asume que ha ocurrido una cuerpo no funcionen, lo que produce un fenotipo anormal. mutación. No obstante, si un carácter autosómico recesivo surge en la familia, será muy difícil detectar cuándo ocurrió ¿Qué proteína se altera en la anemia falciforme? la mutación. Varias generaciones pueden portar los alelos Recuerda del Capítulo 4 que la anemia falciforme se hereda recesivos antes de que éstos se manifiesten. Las mutaciones como un caracter autosómico recesivo. Los individuos afectaque producen nuevos alelos son responsables de la diversidad dos pueden tener síntomas muy variados que incluyen debigenética que vemos a nuestro alrededor. Ésta incluye enferlidad, dolor abdominal, falla renal y cardiaca ( Figura 5.5), medades como la anemia falciforme, la condición que preoque pueden llevar a una muerte prematura si no se atienden. cupa a Marcia Johnson, así como otros caracteres que forman Esta dolorosa condición que incapacita ( Figura 5.6) es caunuestro fenotipo. sada por una mutación en el gen que codifica la hemoglobina, 5.5 Puntos esenciales la proteína que acarrea el oxígeno en la sangre. • Los genes pueden cambiar debido a mutaciones, lo cual puede modificar la función de las proteínas que éstos codifican. • Una mutación en un gen puede causar que un aminoácido de una proteína sea sustituido por otro aminoácido.

Beta-globina

Beta-globina Mutación de anemia falciforme

Mutación de anemia falciforme

5.6 ¿De qué modo un gen alterado puede causar una enfermedad genética? Recuerda a partir de la tabla 5.2 qué tan similares son las secuencias de muchos codones. Una mutación en el dna que sólo cambie un par de bases en un gen puede modificar un aminoácido en la proteína, lo que a su vez causa un desorden genético. Por ejemplo, la tabla 5.2 muestra que uno de los codones para el ácido glutámico es gag. Si una mutación ocurre en el dna y cambia el codón del rnam a gug, el codón mutado especificará la inserción del aminoácido valina en la proteína en lugar del ácido glutámico. Como veremos más adelante, este cambio creó el gen mutado de la anemia

Alfa-globina

Alfa-globina

Figura 5.4 Molécula de hemoglobina Representación tridimensional de la molécula de hemoglobina.

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

91

UNA PERSONA CON DOS GENES MUTADOS PARA LA CADENA BETA DE LA HEMOGLOBINA TIENE ANEMIA FALCIFORME

Hemoglobina anormal

Eritrocitos con forma de hoz

Destrucción rápida de las células falciformes

Anemia

Fallas locales en el suministro de sangre

Sobreactividad de la médula ósea

Daño al corazón

Incremento en la cantidad de médula ósea

Debilidad y fatiga

Deformación craneal

Acumulación de células falciformes en el bazo

Agrupamiento de las células e interferencia con la circulación sanguínea

Daño en músculos y articulaciones

Daño en el tracto gastrointestinal

Dilatación del corazón

Daño al pulmón

Daño cerebral

Daño renal

Desarrollo físico pobre

Neumonía

Parálisis

Falla renal

Mal funcionamiento mental

Falla cardiaca

Reumatismo

Dolor abdominal

Alargamiento y posterior fibrosis del bazo

Figura 5.5 Síntomas de la anemia falciforme La anemia falciforme comienza con una mutación en el dna que resulta en la producción de hemoglobina anormal. Los efectos de la mutación en los niveles molecular, celular y orgánico se manifiestan de muchas formas, lo que puede causar los síntomas de la enfermedad.

© Phototake, Inc./Alamy

En los adultos, cada molécula de hemoglobina (llamada HbA) se compone de dos proteínas diferentes: la alfa-globina y la beta-globina. La mutación de la anemia falciforme afecta el componente beta de la hemoglobina. La diferencia entre la beta-globina normal y la de la anemia falciforme es sólo un cambio en uno de los 146 aminoácidos de la proteína. Una vez que el oxígeno ha sido transportado desde los pulmones y descargado hacia las células del cuerpo, las moléculas de hemoglobina que contienen la beta-globina mutante se agrupan formando largas estructuras tubulares dentro de la célula.

Figura 5.6 Un tratamiento para la anemia falciforme Este niño se encuentra en tratamiento para controlar la anemia falciforme por medio de una transfusión sanguínea.

92

CAPÍTULO 5

Los tubos (que se muestran arriba) distorsionan y endurecen la membrana de los eritrocitos, torciendo la célula hasta que toma una forma de hoz ( Figura 5.7). Los eritrocitos deformados se rompen con facilidad y no funcionan. La reducción de eritrocitos hace que disminuya la capacidad de carga de oxígeno de la sangre, lo que provoca la anemia. Las

H +H N

H

O

C

C

H

N H

© Getty Images.com

Figura 5.7 Eritrocitos Compara los eritrocitos normales con los falciformes.

CH3

C

N H

O

C

C

CH2

C

Valina

H

H

O

N H

C

C

H

C

CH

HC

NH+

H3C

Histidina

H

O

C

C

H +H N

H

O

C

C

N H

CH

células falciformes también tapan los capilares y los vasos sanguíneos pequeños, produciendo dolor y daño en los tejidos.

H3C

CH3

Valina

H

O

C

C

Leucina

N H

H

O

C

C

CH2 CH

CH NH+

Histidina

O

C

C

CH2

Treonina

H3C

N H H

H

O

C

C

Prolina

C

N

O

C

C

CH2

CH2

CH2 C

O–

O–

O

H

O

C

C

N H

CH2

H

O

C

C

N H

H

O

C

C

CH2

CH H3C

CH3

CH2 C

CH3 O

Leucina

H

Ácido Glutamato glutámico

OH CH2 CH2

CH3

N H

C O

C

HC

H

CH2

CH3

CH2

HN

N H

OH CH2 CH2

CH3

CH

HN

N

a.

H

¿Qué tipo de mutación es responsable de la anemia falciforme?

O

C CH2

CH H3C

H

Treonina

Prolina

Valina

O–

Glutamato

b.

El rnam de la beta-globina normal contiene el codón gag (para el aminoácido glutamina) en la posición de aminoácidos número 6 ( Figura 5.8). El cambio de un solo nucleótido en el dna, una mutación puntual, cambia el codón del rnam de gag a gug. En lugar de ácido glutámico en la posición 6, la beta-globina mutante tiene una valina ( Figura 5.9). Esta sustitución de un aminoácido cambia la forma en la que la beta-globina interactúa con otras moléculas de hemoglobina, causando que se agrupen y formen fibras. Para hacerlo sencillo, todos los síntomas de la anemia falciforme provienen de un cambio en un aminoácido de los 146 que se encuentran en el gen de la beta-globina. Esto es causado por un cambio en un par de bases en el dna del gen de la beta-globina.

Figura 5.9 Cadena de aminoácidos de moléculas de hemoglobina La secuencia superior muestra parte de la cadena de aminoácidos de la hemoglobina normal. Debajo se encuentra la misma secuencia, pero de una persona con anemia falciforme.

5.6 Puntos esenciales • Una proteína con una secuencia incorrecta de aminoácidos puede producir síntomas de enfermedades, como sucede en la anemia falciforme.

¿Qué se puede hacer para tratar la anemia falciforme? Hemoglobina A normal dna rnam Aminoácido

1 cac gug Val

2 gtg cac His

3 gac cug Leu

4 tga acu Thr

5 gga ccu Pro

6 ctc gag Glu

7 ctc gag Glu

8 ttc aag Lys

Hemoglobina en la anemia falciforme dna rnam Aminoácido

1 cac gug Val

2 gtg cac His

3 gac cug Leu

4 tga acu Thr

5 gga ccu Pro

6 cac gug Val

7 ctc gag Glu

8 ttc aag Lys

Figura 5.8 rnam de la beta-globina El código de dna, el codón de rnam y el aminoácido correspondiente para una pequeña sección de la molécula de hemoglobina. La secuencia superior es para la hemoglobina normal; la secuencia inferior ilustra la anemia falciforme.

El consejero genético debe decir a los Johnson que existen tratamientos para controlar la anemia falciforme. Primero les mostrará una imagen de la molécula de hemoglobina similar a la de la figura 5.4. Después les explicará que hay más de un gen que contribuye a la formación de la beta-globina, la proteína mutante en la anemia falciforme. Todos portamos tres versiones ligeramente diferentes del gen de la beta-globina. En las etapas tempranas del desarrollo, la versión embrionaria del gen de la beta-globina se encuentra activa. Esta beta-globina se combina con la alfaglobina para formar la hemoglobina embrionaria (HbE). Cuando el desarrollo fetal comienza, el gen de la beta-globina embrionaria se desactiva y la versión fetal se activa, formando hemoglobina fetal (HbF). Justo antes del nacimiento, el gen de la beta-globina fetal se desactiva y el gen de la beta-globina adulta se activa, produciendo beta-globina adulta, que se une con la alfa-globina para formar la hemoglobina adulta (HbA). Estos cambios en la actividad genética de los genes de la beta-

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

93

caso a. preguntas Ahora que entendemos cómo se producen las

decirle a Marcia que es portadora (hetero-

5.

¿Cuáles son las opciones de los Johnson?

proteínas y cómo las mutaciones pueden dar

cigoto) de la anemia falciforme? ¿Por qué

6.

Haz una investigación sobre cómo la ane-

lugar a enfermedades genéticas (en específico, anemia falciforme), consideremos algu-

3.

nas preguntas que surgen a partir del caso de Marcia y Mark Johnson. 1.

¿Qué debería hacer Marcia antes de llamar a su médico?

2.

4.

sí o por qué no?

mia falciforme afecta a los individuos y a

¿El médico debe decirle a Mark que es

sus familiares. ¿Esta información influiría

portador?

en la decisión de los Johnson? ¿Por qué sí

La anemia falciforme no afecta un cromo-

o por qué no?

soma completo. ¿Cómo influirá esto en la

7.

decisión de los Johnson?

¿Todas las mujeres embarazadas deberían analizar a sus fetos para detectar la ane-

Como discutimos en el caso que involu-

Los Johnson se reunieron con el consejero

craba a la señora Lawrence y a la Dra.

genético, quien les reveló los resultados de las

Gould (Capítulo 3), sabemos que pueden

pruebas en los fetos de los gemelos. Ambos,

surgir problemas con la función que de-

siendo niñas idénticas, tienen anemia falci-

sempeñan los médicos en cuanto al uso

forme. Ahora surgen aún más preguntas.

mia falciforme? ¿Por qué sí o por qué no? 8.

¿Todos deberíamos someternos a un análisis para determinar si somos portadores de la anemia falciforme antes de casarnos o tener hijos? ¿Por qué sí o por qué no?

de las pruebas genéticas. ¿El médico debe

globina puede denominarse intercambio génico. La mutación que causa la anemia falciforme sólo se encuentra en la versión adulta del gen de la beta-globina y no está en los genes de la beta-globina embrionaria o fetal, aun en los individuos con anemia falciforme. Recientemente se descubrió en India y Arabia Saudita que algunas personas con anemia falciforme también heredaban una condición genética que mantenía el gen de la beta-globina fetal (HbF) activo después del nacimiento. Estos individuos padecen una forma muy leve de anemia falciforme. Este hallazgo difundió la idea de que si la versión fetal de la betaglobina pudiera activarse en los pacientes con anemia falciforme, podría convertirse en un tratamiento para disminuir los síntomas de la enfermedad. El primer descubrimiento surgió al usar un medicamento llamado hidroxiurea, que se utiliza para tratar la leucemia y otras enfermedades de la sangre. En pacientes a quienes se les administra hidroxiurea, el gen de la beta-globina fetal se activa y produce HbF. Este hallazgo condujo a estudiar la hidroxiurea como un tratamiento para la anemia falciforme, y más tarde la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos (fda, por sus siglas en inglés) la aprobó como un medicamento de primera línea para tratar la anemia falciforme. Por desgracia, casi un tercio del total de personas con anemia falciforme no responde al tratamiento con hidroxiurea, y en algunos casos donde el gen de la beta-globina fetal está activo, el medicamento sólo reduce los dolores y los amenazantes síntomas, pero no los elimina. La evidencia muestra que entre más altos sean los niveles de HbF en los pacientes

94

CAPÍTULO 5

con anemia falciforme, más se reducen los síntomas. Los investigadores están trabajando en la búsqueda de más fármacos que eleven los niveles de HbF lo suficiente como para eliminar los síntomas clínicos de esta enfermedad.

5.7 ¿Cómo surgen otros defectos causados por un solo gen? Otra condición que discutimos en el Capítulo 4 y al inicio de este capítulo fue la fibrosis quística (fq). La mutación más común en el gen de la fq causa cambios en la proteína producto después de que ha sido formada y comienza a plegarse. Este error en el plegamiento de la proteína hace que ésta se destruya antes de que pueda insertarse en la membrana plasmática. En la Enfermedad de Huntington (eh), también discutida en el Capítulo 4, la situación es diferente. La mutación añade nucleótidos al gen, llamados repeticiones de trinucleótidos. La repetición en la Enfermedad de Huntington es cag. Entre más cag encontremos en el gen, más temprano aparecen los síntomas. El gen y la proteína (huntingina) que causan la eh se han aislado, pero las funciones exactas de la proteína aún no se han determinado.

5.7 Puntos esenciales • En la anemia falciforme y otras enfermedades genéticas, un error en un solo par de bases en el dna puede causar proteínas y fenotipos anormales.

Ahora las gemelas tienen 15 meses de edad.

Ahora Marcia cree que está

Saber antes de su nacimiento que padecerían

embarazada de nuevo. Compró

anemia falciforme hizo que tanto los Johnson

una prueba de embarazo casera

como sus médicos pudieran elaborar un plan de

y el resultado fue positivo: está

salud especializado para tratarlas desde su lle-

embarazada. Marcia y Mark es-

gada al mundo. Las gemelas están saludables,

tán preocupados. ¿Qué pasaría

pero los Johnson continúan monitoreando su

si este bebé también tuviera anemia falci-

condición cuidadosamente. Han ido muy pocas

forme?

veces al médico y al hospital para realizar análisis, tratamientos y transfusiones de sangre en los primeros 15 meses. El seguro de los Johnson cubre la mayor parte del cuidado médico, pero sigue siendo costoso.

1.

© Banana Stock/ Jupiter Images

CASO B El siguiente paso de los Johnson

3.

¿Qué es lo primero que Marcia debe

4.

Regresa al Capítulo 3 y enlista los análisis

5.

¿Qué pasaría si su médico le dijera: “No

que Marcia debe hacerse.

hacer? 2.

¿Qué leyes protegerían la decisión de Marcia sobre qué hacer con su feto?

¿Qué le aconsejarías hacer si fueras su

te preocupes, todo saldrá bien”?

médico?

5.8 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales? En la sección de Leyes y ética del Capítulo 4 discutimos el problema de la confidencialidad y de cómo la ley se ocupa de ésta. Hace más de 10 años, en Estados Unidos se creó una ley (Ley de Portabilidad y Responsabilidad del Seguro Médico de 1996 o hipaa, por sus siglas en inglés) que requería no sólo que los registros de los pacientes fueran confidenciales, sino que también se informara de esto a cada paciente por escrito. La hipaa también aplica para el caso de Marcia Johnson. Está claro que ella firmó un consentimiento que permitía el análisis, pero no especificaba lo que sucedería con estos resultados. La enfermera que extrajo la sangre obviamente lo hizo con muchas personas, y cada una de ellas tenía que dar su consentimiento. La hipaa requirió el formato que firmaron para determinar cómo iban a usarse los resultados del análisis. El siguiente paso en nuestro caso era analizar a Mark, el esposo de Marcia. ¿Cuáles eran sus derechos de privacidad? En esta situación no se necesita un formato de consenti-

miento, porque quien practicaría el análisis sería el médico, no el grupo que hacía el estudio. Las regulaciones de la hipaa abarcan los análisis privados. Es posible que un problema interesante surja. Si Marcia no quisiera compartir sus resultados con otras personas, entonces el laboratorio, el estudio o el médico no podrían revelarlos. Esto aplicaría en el caso de Mark o de cualquier otro paciente. La privacidad es una parte importante de los tratamientos de salud porque la mayoría de los médicos cree que para que los pacientes confíen en ellos, la información confidencial debe estar fuera del alcance de terceros, incluidos los parientes del paciente. Los empleadores quizá deseen también tener acceso a la información médica y genética. Si el estatus de portadores de Marcia y Mark fuera conocido por las compañías aseguradoras y sus empleadores, tal vez fueran discriminados. Como discutimos en el Capítulo 1, éste es un serio problema, y además está en contra de la ley. La tabla de la siguiente página se centra en algunos cuestionamientos éticos y legales con base en la discriminación.

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

95

Pregunta

¿Cómo se deciden estas cuestiones?

Caso relacionado o cuestión legal

Si alguien extrae tu sangre

La información sobre cómo

Podemos dar nuestra in-

para realizar un análisis ge-

se usan los resultados de

formación, pero aun así la

nético, ¿tus resultados po-

un análisis de sangre debe

hipaa requiere que los re-

drían usarse en algún es-

quedar manifestada en un

sultados permanezcan anó-

tudio?

formato de consentimien-

nimos.

to firmado. A la fda y a las compañías

La gran mayoría de las de-

¿La información que se usa

farmacéuticas se les pide

mandas legales que involu-

en un estudio puede estar

mantener los resultados con-

cran pruebas clínicas se

disponible para quien la re-

fidenciales, sobre todo cuan-

refieren a efectos colatera-

quiera?

do son estudios de gran es-

les y muertes. Las reglas de

cala. Esto incluye los análisis

dichos estudios requieren

individuales.

que la información sobre los pacientes permanezca privada.

Los resultados de Marcia

En el Capítulo 4 discutimos

¿Qué pasaría si Marcia no

son parte de sus asuntos

el caso Tarasoff vs Rectores

quisiera informarle a Mark

privados. Los médicos no

de la Universidad de Califor-

sobre los resultados?

pueden dar esta informa-

nia. Aquí se determinó que

ción a nadie más, a menos

los médicos debían com-

que la vida del paciente

partir información sólo si

peligre.

terceras personas corrían un peligro inminente.

La ley bajo la lupa Norman-Bloodsaw vs Laboratorio Lawrence Berkeley [135 F.3d 1260, 1269 (9th Cir. 1998)] Y eeoc vs Burlington N. Santa Fe Railway Co., No. 02-C-0456 (E.D. Wis. 2002)

96

CAPÍTULO 5

En 2000, el presidente Bill Clinton firmó la Orden Ejecutiva 13145 para prohibir la discriminación basada en información genética en los empleos federales, y en 2005 se introdujo la Ley de Información Genética Antidiscriminatoria, que abarca todos los empleos. El presidente George W. Bush aprobó esto el 21 de mayo de 2008. Esta acción fue el resultado de numerosos casos en los que se usaban pruebas genéticas para discriminar, entre ellos el de Norman-Bloodsaw vs Lawrence Berkeley Laboratory [135 F.3d 1260, 1269 (9th Cir. 1998)] y, más recientemente, el de eeoc vs Burlington N. Santa Fe Railway Co., No. 02-C0456 (E.D. Wis. 2002). El Lawrence Berkeley National Laboratory es el laboratorio de investigación más antiguo de Estados Unidos. Dirigido por la Universidad de California, realiza estudios sobre genética humana, cáncer de mama, astrofísica y ciencias nucleares, entre otros temas. Durante años, cientos de empleados han tenido que dar muestras de su sangre como parte del proceso de contratación y empleo. Un día, Vertis Ellis, una asistente administrativa, vio sus registros médicos, mismos que le habían sido entregados por error. Dentro del sobre encontró los resultados para la prueba de sífilis que le habían hecho sin su consentimiento a lo largo de 29 años de trabajo. Cuando ella preguntó sobre estas pruebas, los técnicos del laboratorio reconocieron haber analizado la sangre y las muestras de orina de sus empleados. Dijeron que las pruebas de sífilis, anemia falciforme y embarazo se hacían de acuerdo con estatutos y con la aprobación del Departamento de Energía de Estados Unidos. Ellos solicitaron que las pruebas se suspendieran. Ni Ellis ni otros empleados habían dado su consentimiento para que se les practicaran ni habían recibido los resultados. En septiembre de 1995, Marya S. Norman-Bloodsaw, Ellis y otros seis empleados presentaron una demanda de acción popular contra el laboratorio, el Departamento de Energía de Estados

Unidos y los rectores de la Universidad de California. Alegaron que las pruebas se hicieron sin su consentimiento ni conocimiento, y sin la notificación posterior de que se habían realizado. La defensa argumentó que los empleados habían dado su consentimiento para un examen médico completo y los análisis de sangre eran parte de él.

La ley bajo la lupa [Continuación]

RESULTADOS El primer tribunal que escuchó el caso, la Corte del Distrito de San Francisco, lo rechazó, declarando que “las tres pruebas en cuestión se aplicaron como parte de un examen médico completo, al cual los demandantes habían accedido”. A continuación, los empleados recurrieron a la Corte de Apelaciones del Noveno Circuito de San Francisco. Ésta observó los siguientes tres hechos en el caso: 1. Sólo se examinaba a los empleados negros para detectar la anemia falciforme. 2. Únicamente se examinaba a las empleadas para detectar el embarazo. 3. No se habían asignado guardias de seguridad para resguardar los resultados de las pruebas y mantenerlos en privado. La Corte de Apelaciones del Noveno Circuito se preguntó: ¿cuál era el interés del gobierno al hacer estas pruebas? Encontró que éste no tenía interés en los resultados porque no tenían un efecto en el desempeño laboral de los empleados. Entonces dictaminó que, debido a que las pruebas (embarazo y anemia falciforme) sólo se aplicaban a empleados negros y a mujeres, el asunto podía considerarse discriminación con base en la raza y el sexo. Nuestro Segundo caso es eeoc vs Burlington N. Santa Fe Railway Co., No. 02-C-0456 (E.D. Wis. 2002). Gary Avery, un empleado de la compañía de Burlington Northern and Santa Fe Railway, tuvo que dejar de trabajar debido a un caso severo de Síndrome del túnel carpiano. En esta condición, un nervio de la muñeca se comprime, lo que causa adormecimiento, cosquilleo y debilidad muscular en la mano. Después de someterse a una cirugía y regresar al trabajo, a Gary se le pidió donar siete muestras de sangre para hacer análisis. Él tuvo curiosidad sobre esto e inquirió a su esposa, enfermera, qué pensaba. Ella se preguntó por qué necesitarían tanta sangre. En discusiones con sus amigos del trabajo, descubrió que a otros empleados con Síndrome del túnel carpiano también les habían requerido donar grandes cantidades de sangre. Cuando se le pidió volver para otro análisis, Gary, preocupado, no asistió. Al día siguiente, se le amenazó con ser despedido si no donaba la sangre. Temiendo por su empleo, presentó una queja ante la Comisión para la Igualdad de Oportunidades en el Empleo (eeoc, por sus siglas en inglés) y con su sindicato. La eeoc regula la Ley de Estadounidenses con Discapacidades (ada, por sus siglas en inglés), que prohíbe a los empleadores discriminar a las personas discapacitadas. Cuando la eeoc comenzó a investigar acerca de los análisis de sangre, encontró que la compañía hacía pruebas para encontrar una forma hereditaria del Síndrome del túnel carpiano, llamada neuropatía hereditaria con parálisis sensible a la presión (hnlpp, por sus siglas en inglés). Esta condición, cuyo gen se encuentra en el cromosoma 17, es una enfermedad autosómica dominante que afecta aproximadamente a 16 de cada 100 000 personas y las predispone al síndrome señalado. Dos semanas después de terminar sus investigaciones, la eeoc presentó una demanda a nombre de cuatro empleados, incluyendo a Gary, para acabar con los análisis genéticos sobre los empleados. La eeoc argumentó que la compañía basaba sus decisiones de empleo en los análisis genéticos y, por lo tanto, violaba la ada. Los empleadores pueden requerir que sus empleados se sometan a exámenes médicos sólo si éstos se relacionan con el trabajo y son consistentes con una necesidad de la empresa. Es poco probable que cualquier prueba que anticipe futuras discapacidades sea relevante a la capacidad actual del empleado para desempeñar su trabajo. Burlington argumentó que la incidencia del Síndrome del túnel carpiano en sus empleados se había incrementado recientemente. Analizaba a sus trabajadores para averiguar si este incremento se debía a una condición genética. Declaró que no usaba esta información para reclutar candidatos, sino para decidir si daría a sus empleados una compensación de trabajo. Si uno de ellos tenía la condición genética, entonces ésta era preexistente y la compañía no tendría que pagar una compensación debido a que el síndrome no se relacionaba con el trabajo.

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

97

La ley bajo la lupa [Continuación]

RESULTADOS Eventualmente se logró un acuerdo sin llegar a juicio. Burlington aceptó hacer lo siguiente: 1. 2. 3. 4.

Detener los análisis genéticos de inmediato. Pagar a los empleados los costos legales y ofrecerles una disculpa. Devolver los resultados de los análisis a todos los empleados. Comprometerse a mantener toda la información obtenida como estrictamente confidencial.

PREGUNTAS 1. Enlista tres aspectos en los cuales estos dos casos sean similares. 2. En el caso Burlington, parecía que la compañía hacía algo que ayudaba a sus empleados. ¿Crees que éste sea el caso? ¿Por qué sí o por qué no? 3. En lo referente a Norman-Bloodsaw, los análisis se hacían antes y después de contratar a los empleados. ¿Esto hace una diferencia? ¿Por qué sí o por qué no? 4. Si la ley hiciera obligatorio someterse a análisis genéticos antes de solicitar licencias de matrimonio, ¿esto se consideraría discriminación? De ser así, ¿cuál de estos casos podrían usar los abogados para argumentar a su favor? ¿Por qué? 5. Compara los dos casos en la siguiente tabla:

Caso

De interés federal o estatal

Condición genética

Problema central

Burlington Norman-Bloodsaw

6. ¿Estás de acuerdo con los resultados de ambos casos? ¿Por qué sí o por qué no? 7. Si pudieras, ¿cómo cambiarías estos casos?

98

CAPÍTULO 5

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Cada gen codifica un producto génico llamado proteína. [Sección 5.1] ❚ Existen miles de tipos de proteínas. 2. Las proteínas nos dan el fenotipo que nos hace únicos. [Sección 5.1] ❚ Cada proteína tiene una función específica en el cuerpo. 3. Las proteínas se componen de una o más cadenas de aminoácidos. [Sección 5.1] ❚ Puede haber cientos de aminoácidos en una proteína. 4. La secuencia de dna de un gen se copia a una secuencia de nucleótidos del rna mensajero (rnam). [Sección 5.2] ❚ El rna mensajero es parecido al dna. 5. En el citoplasma, cada aminoácido especificado por un codón del rnam se enlaza con otro para crear una proteína. [Sección 5.3] ❚ Los aminoácidos se ensamblan en el orden correcto para lograr que la proteína funcione de modo adecuado. 6. Las secuencias promotoras pueden activar o desactivar genes. [Sección 5.4] ❚ Las proteínas también pueden unirse a las membranas celulares y activar o desactivar genes. 7. Los genes pueden cambiar por mutaciones, lo cual puede modificar la función de las proteínas que producen. [Sección 5.5] ❚ Los cambios en estas proteínas pueden causar enfermedades. 8. Una mutación en un gen puede hacer que un aminoácido de una proteína sea sustituido por otro aminoácido. [Sección 5.5] ❚ Si esto ocurre, es probable que la proteína no funcione correctamente. 9. La proteína incorrecta puede producir síntomas de enfermedades, como en el caso de la anemia falciforme. [Sección 5.6] ❚ La mayoría de las condiciones genéticas es causada por algo tan pequeño como el cambio de un solo aminoácido en la cadena. 10. En la anemia falciforme y otras enfermedades genéticas, un error en un solo par de bases del dna puede causar una proteína y un fenotipo anormales. [Sección 5.7] ❚ Esto puede provocar muchos cambios en el cuerpo de una persona con estas condiciones.

CONCEPTOS CLAVE Alelos (p. 85) Alfa-globina (p. 92) Aminoácido (p. 86) Aminoácidos esenciales (p. 86) Anticodón (p. 88) Beta-globina (p. 92) Codón (p. 87) Codón de inicio (p. 88) Codón de término (p. 88) Enlace peptídico (p. 88) Estimuladores o enhancers (p. 89) Fenotipo (p. 85) Hemoglobina (p. 91) Intercambio génico (p. 93)

Mutación (p. 90) Mutación puntual (p. 93) Mutágenos (p. 91) Promotor (p. 87) Proteína (p. 85) Regulación de la expresión genética (p. 89) rna de transferencia (rnat) (p. 88) rna mensajero (rnam) (p. 87) rna polimerasa (p. 87) Secuencia de terminación (p. 87) Traducción (p. 88) Transcripción (p. 87)

PREGUNTAS DE REPASO 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9. 10.

Con base en la lista de codones/aminoácidos, crea una proteína enlistando 10 codones con sus respectivos aminoácidos. ¿Cuál es la diferencia entre la transcripción y la traducción? ¿Por qué la mayoría de las proteínas se forman en el retículo endoplásmico? ¿Por qué son importantes las mutaciones? En muchos defectos creados por un solo gen, el resultado puede deberse al cambio en una sola base. Explica cómo sucede esto. Enlista los pasos. En la anemia falciforme, ¿dónde se encuentran las mutaciones en el gen de la hemoglobina? ¿Qué son las repeticiones y cómo causan enfermedades? ¿Qué pueden causar las mutaciones? Si tu abuela sufre una mutación, ¿puede heredártela? Explica tu respuesta. ¿Por qué no podemos vivir con la misma dieta que las vacas?

¿Qué harías si . . . 1. ...fueras un miembro de la legislatura estatal que vota para decidir que todas las parejas casadas se hagan el análisis para detectar el gen de la anemia falciforme? 2. ...fueras un miembro de la legislatura estatal votando sobre el análisis para detectar el gen de la anemia falciforme en todas las parejas que solicitan una licencia de matrimonio?

3. ...fueras Marcia y Mark Johnson? (véanse los casos A y B). 4. ...fueras el consejero genético trabajando con los Johnson durante el segundo embarazo de Marcia? (véase el Caso B). 5. ...se te pidiera encontrar una manera de prevenir que los Johnson tuvieran otro hijo enfermo de anemia falciforme antes de que Marcia se embarazara de nuevo? (véase el Caso A).

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

99

PREGUNTAS APLICADAS 1.

2. 3. 4. 5.

Hemos discutido la anemia falciforme en este capítulo. ¿Crees que la decisión de Marcia y Mark Johnson hubiera sido más difícil si sus hijos tuvieran una condición diferente? ¿Cuál? Cuando se les ofrece la elección de analizar a los fetos, ¿crees que la mayoría de las personas acepte? ¿Por qué sí o por qué no? Investiga algunas historias sobre parejas que hayan criado hijos con anemia falciforme. Resúmelas. ¿Ha cambiado el tratamiento para la anemia falciforme en los últimos 10 años? Se dice que una persona que porta el gen de la anemia falciforme tiene el carácter de anemia falciforme. Investiga qué es esto y resúmelo. Encuentra otras tres condiciones donde se hayan identificado genes y sus productos. Llena el cuadro de abajo.

Nombre de la condición

¿En qué cromosoma se encuentra el gen?

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage.com/ login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso A y La ley bajo la lupa de este capítulo, “Resultados sorprendentes en los análisis de Marcia Johnson” y “Discriminación basada en información genética”, estarán disponibles en la sección de tareas de Cengagenow.

100

CAPÍTULO 5

Revisa de nuevo la tabla 5.2. Puedes observar que algunos de los codones del rnam se usan en muchas proteínas diferentes. Estima cuántas combinaciones posibles de ellos necesitarías para producir una proteína cuyos aminoácidos no se duplicaran. 6. En la Enfermedad de Huntington, entre más repeticiones tiene una persona, más pronto aparecen los síntomas. Basándote en tus conocimientos sobre la ciencia detrás de las repeticiones, ¿por qué crees que esto sucede? 7. Si la hidroxiurea se usa como tratamiento para la anemia falciforme, ¿ evitaría que los bebés nacieran con esta condición? ¿Por qué sí o por qué no?

¿Cuál es la proteína?

¿Cuándo se descubrió?

En los medios Toronto Star News, 28 de mayo de 2007

Escritora de Toronto usa su propia experiencia para iluminar y entretener Nicholas Davis Christine Nicole Harris era una niña activa. Hacía atletismo en pista y campo, tocaba el piano, asistía a clases de teatro y ballet. Pero las cosas cambiaron. Conforme crecía tuvo que detener la mayoría de sus actividades físicas. Cuando era adolescente, las había reducido bastante. Esto se debía a una enfermedad que le diagnosticaron desde bebé. Sus padres supieron al poco tiempo de su nacimiento que padecía anemia falciforme. Cuando llegaron de Jamaica a Estados Unidos, a finales de la década de 1970, nunca habían escuchado de la anemia falciforme. Después de tener a Christine, decidieron no tener más hijos. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Por qué crees que los padres de Christine decidieron no tener más hijos? 2. Christine es considerada un modelo a seguir para las personas con anemia falciforme. ¿Crees que tenga la obligación de compartir su historia?

San Francisco Examiner, 5 de noviembre de 2007

Los hospitales comenzarán a crear bancos de sangre de recién nacidos John Upton Los hospitales de California comenzarán a crear bancos de sangre de los cordones umbilicales y la placenta, con el permiso de los padres, para ayudar a curar enfermedades sanguíneas, entre otras, y para que sean utilizados como fuente de células madres. Esto creará un banco de cordones umbilicales donados que el gobierno de California manejará. Se usará para identificar cordones donados que sean compatibles con los pacientes que presenten una de casi 70 enfermedades, incluyendo anemia falciforme y deficiencias inmunitarias. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Crees que algunos padres no otorguen el permiso para tomar muestras de sangre del cordón umbilical de sus bebés? ¿Por qué? 2. Si hubiera una ley que dictaminara que se debe tomar una muestra de sangre de todos los cordones umbilicales, ¿crees que la gente estaría en contra o a favor? ¿Por qué?

GENES COMO DNA. CÓMO LOS GENES CODIFICAN PROTEÍNAS

101

6

Biotecnología  PUNTOS CENTRALES La tecnología del dna recombinante puede combinar dna de diferentes organismos.

❚

La biotecnología usa dna recombinante para crear productos.

❚

Bacterias, plantas y animales pueden ser modificados por medio de la biotecnología.

❚

La seguridad de los organismos transgénicos sigue en debate.

❚

Es posible producir proteínas humanas mediante la biotecnología para tratar enfermedades.

❚

Muchos inventos biotecnológicos han sido patentados. © Kenneth Edward/Photo Researchers, Inc.

❚

102

CAPÍTULO 6

© Susan Van Etten

CASO A Un hijo más alto para Chris Chris Crowley está preocupado por Mike, su

tecnología del dna recombinante. Los niños

utilizaba para tratar a 1 o 2% de los niños con

hijo de 10 años, quien es demasiado bajo para

a los que se les inyectara este medicamento

menor estatura. Ella le explicó que, aunque

su edad. Hoy Mike salió llorando de la escuela.

antes de la pubertad podrían crecer entre 5-6

Mike era más bajo que sus otros amigos, toda-

Algunos chicos se burlaron de él y lo empu-

pulgadas (12.7-15.2 cm). Los atletas también

vía podía crecer y alcanzar una estatura pro-

jaron. No era la primera vez que eso sucedía.

la usan para incrementar su fuerza en ciertos

medio en la edad adulta. Además, los efectos

Chris pasó por eso también. Su estatura

deportes. Chris pensó que si Mike pudiera

secundarios del medicamento aún eran des-

definitiva era de 1.60 m, bastante bajo para

crecer unas cuantas pulgadas más y ser más

conocidos. Chris dejó el consultorio sintién-

un hombre. Durante sus años de adolescente

fuerte, esto le daría confianza y quizá una

dose confundido y decepcionado.

sus amigos se habían burlado de él y no quería

mejor calidad de vida.

que Mike tuviera que sufrir lo mismo.

Cuando Chris le mencionó esto a la Dra.

Chris leyó recientemente un artículo so-

Sánchez, pediatra de Mike, él se sorprendió

bre la hormona del crecimiento humano

cuando ella le dijo que Mike no era candidato

(hGH), un medicamento que tal vez podría

para el tratamiento con hGH. La razón era

ayudar a Mike. La hGH es segura y está dispo-

que el chico seguía dentro del rango “normal”

nible porque ahora se produce utilizando la

de estatura para su edad y la hormona sólo se

Cuando leemos este caso surgen varias preguntas. Antes de responderlas, consideremos qué es la biotecnología y el dna recombinante, y cómo se usan para crear medicamentos o para otros fines.

6.1 ¿Qué es la biotecnología? La biotecnología es el acoplamiento de la tecnología genética con los sistemas biológicos con el fin de crear productos y servicios. Tiene muchos usos; uno de ellos es producir proteínas humanas con propósitos médicos, por ejemplo la hormona del crecimiento humano (hGH). Antes del desarrollo de la biotecnología, las proteínas que se usaban para tratar enfermedades, como la insulina, la hGH, o los factores de coagulación, se extraían de varias fuentes, incluyendo animales en rastros, cadáveres humanos y sangre humana donada. En algunos casos, las proteínas obtenidas de estas fuentes exponían a las personas a riesgos potencialmente fatales. Hasta 1985, a los niños con problemas de crecimiento se les trataba con hGH recuperada de las glándulas pituitarias que habían sido removidas de cadáveres. Esto limitaba el suministro disponible, por lo que sólo muy pocos podían recibir el tratamiento. Además, más de 24 de los 7 000 niños tratados contrajeron un padecimiento cerebral mortal debido a que la hGH estaba contaminada con un agente similar al que provoca la enfermedad de las vacas locas. En 1985, la hGH se produjo con éxito por medio de la biotecnología. La combinación de la tecnología con la genética produce cantidades ilimitadas de la hormona del crecimiento humano sin el riesgo de que esté contaminada con agentes causantes de enfermedades. De hecho, gracias a que la hGH ahora está disponible en forma segura, la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos (fda) ha expandido el número de condiciones que pueden tratarse con esta hormona; ahora puede usarse para ayudar a niños con baja estatura (como el hijo de Chris) y no sólo a aquellos con problemas de crecimiento más serios. BIOTECNOLOGÍA

103

¿Cómo se usa la biotecnología para producir la hormona del crecimiento? Con un método llamado tecnología del dna recombinante, los científicos transfieren el gen de la hGH de una célula humana a una célula bacteriana, creando un organismo transgénico (que contiene un gen de una especie diferente). La célula bacteriana transgénica y sus descendientes producen la hGH, que después se recupera y purifica para uso médico. Recientemente, un grupo de investigadores transfirió el gen de la hGH con éxito a una vaca, que luego secretaba la hormona en su leche. La hormona puede extraerse de la leche de la vaca. Se estima que un rebaño de 15 vacas transgénicas puede abastecer la demanda mundial de hGH. Genes de otras proteínas humanas de importancia médica se transfieren a animales o plantas, donde se sintetizan en grandes cantidades y se extraen para su uso en el tratamiento de enfermedades.

• •

•

Una molécula circular de dna (llamada plásmido) también se corta con la misma enzima de restricción (2). Muchas especies de bacterias tienen estas pequeñas moléculas de dna circular. Los investigadores han modificado los plásmidos para crear moléculas portadoras llamadas vectores, que se usan en la tecnología del dna recombinante. Este plásmido introducirá los fragmentos de dna humano que porta, dentro de las células bacterianas.

6.1 Puntos esenciales

•

Los fragmentos del dna humano y del plásmido de dna (llamados vectores) se mezclan para formar una molécula de dna recombinante (3-4).

•

Los plásmidos pueden moverse a través de la pared celular y entrar en las células bacterianas. Una vez dentro, se copian a sí mismos. Si un vector de plásmido contiene un gen humano insertado, esta molécula del dna recombinante entrará a la célula bacteriana (5).

•

Los plásmidos con los genes humanos insertados se copian a sí mismos dentro de la célula hospedera; en algunos casos, las células bacterianas expresan el gen y sintetizan la proteína humana, que puede recuperarse para utilizarse en tratamientos médicos, vacunas u otros propósitos.

• Las técnicas del dna recombinante pueden utilizarse para transferir genes entre especies distintas.

6.2 ¿Qué es la tecnología del dna recombinante? El dna recombinante puede definirse como la combinación de dna de dos o más organismos diferentes. Se requieren varios pasos para crear proteínas humanas como la hGH en organismos transgénicos; estos pasos son parte de la tecnología del dna recombinante. Para ver cómo funciona este proceso, sigue los pasos en la imagen de abajo.

1 Enzimas de restricción cortan secuencias de bases específicas en todos los lugares en los que éstas se encuentren dentro de los cromosomas humanos. 2 La misma enzima de restricción corta la misma secuencia de bases en un plásmido de dna.

El dna se extrae de células humanas. El dna humano se trata con proteínas llamadas enzimas de restricción, que lo cortan en fragmentos en sitios específicos (1). Con frecuencia estos cortes dejan un extremo de una sola hebra, región llamada “extremo pegajoso” o sticky end.

4 El resultado son moléculas de dna recombinante con dna humano y de plásmido.

3 Los fragmentos del dna humano y del plásmido de dna se mezclan en una solución con enzimas que los unen. 5 El dna recombinante se inserta en células hospederas y se copia cada vez que la célula se divide.

104

CAPÍTULO 6

¿Cómo funcionan las enzimas de restricción y los vectores? El dna y los genes que contiene pueden cortarse en fragmentos específicos usando enzimas de restricción. Estas proteínas, aisladas de ciertas cepas bacterianas, se unen al dna y se mueven a lo largo de la molécula hasta que encuentran una secuencia de bases específica llamada sitio de reconocimiento. Una vez en el sitio, la enzima de restricción corta ambas cadenas de dna. Cada enzima de restricción tiene sitios de reconocimiento específicos y diferentes. Se han identificado más de 1 000 enzimas de restricción distintas, cada una con un sitio de corte y reconocimiento diferente (Tabla 6.1). Para producir la hormona del crecimiento humano, el dna de células humanas se separa, se corta con enzimas de restricción, se combina con un vector y se inserta en una célula bacteriana. Las bacterias que contienen el gen de la hGH se identifican, se aíslan y, después, se usan para sinteti-

Tres enzimas de restricción, sus sitios de corte y los organismos de los que provienen. Organismo del que Sitios de corte proviene Enzima

Hind III

Bam HI

GAATTC CTTAAG

AAGCTT TTCGAA

GGATCC CCTAGG

6.2 Puntos esenciales • El dna recombinante se crea cuando el dna de dos o más organismos distintos se unen. • Las enzimas de restricción se unen al dna y reconocen secuencias específicas del mismo. • Las enzimas de restricción cortan el dna en fragmentos, haciendo los cortes en secuencias específicas. • La biotecnología es el uso comercial de las técnicas de dna recombinante para producir fármacos y tratamientos médicos.

6.3 ¿Cómo se utiliza la biotecnología para producir plantas y animales transgénicos?

Tabla 6.1 Enzimas de restricción

EcoRI

zar la hGH. Este proceso sirve para producir diferentes proteínas de importancia médica, como la insulina y los factores de coagulación, además de la hGH.

Escherichia coli

Haemophilus influenzae

Bacillus amyloliquefaciens

Además de producir proteínas de importancia médica como la hGH, la biotecnología tiene muchos otros usos. Uno de ellos es producir cultivos transgénicos, plantas con nuevas características ( Figura 6.1). En Estados Unidos han crecido los cultivos transgénicos desde 1996. Los genes transferidos a la planta cultivada pueden tener su origen en otra planta, un animal, un hongo o una bacteria. Uno o más genes nuevos se usan para dar a la planta transgénica un carácter único, como resistencia a herbicidas (sustancias químicas que matan hierbas), insectos o enfermedades virales o fúngicas. Las plantas transgénicas resistentes a herbicidas ahora están disponibles en el ámbito internacional y se usan en alrededor de 24 países. Los genes transferidos también pueden incrementar el valor nutricional de los cultivos, y ayudar a eliminar las deficiencias de la dieta en las zonas del mundo que sufren este problema.

caso a. preguntas Ahora que sabemos cómo funciona la tecno-

3.

logía del dna recombinante, veamos algunas de las preguntas que se relacionan con la baja

4.

Después de la visita al médico, Chris decidió que debía lidiar con la baja estatura de Mike sin el uso de la hGH. Sugiere cuatro formas en las que Chris podría resolver este problema.

2.

¿Qué crees que debería hacer Chris?

radamente a los niños que se consideran

a Mike el tratamiento de hGH?

de muy baja estatura. Si la hGH tiene otros

¿Los padres deberían tomar todas las deci-

usos potenciales, ¿debería usarse para esos propósitos? ¿Por qué sí o por qué no?

siones médicas relacionadas con sus hijos?

estatura de Mike. 1.

¿La Dra. Sánchez hizo lo correcto al negar

5. 6. 7.

Si la Dra. Sánchez administrara la hGH a

8.

Las asociaciones deportivas han discu-

Mike, ¿qué pasaría?

tido el uso de la hGH en atletas, pues

¿Mike debería participar en la decisión de

puede conferirles una ventaja sobre los

tomar o no el tratamiento de hGH?

demás y, por lo tanto, ir en contra de los

La hormona del crecimiento humano es

principios del atletismo. ¿Qué opinas?

legal en Estados Unidos para tratar mode-

BIOTECNOLOGÍA

105

Cromosomas dentro del núcleo celular de la planta

Cromosoma bacteriano con los genes externos insertados

Millones de hectáreas (1 hectárea = 2.47 acres)

80 70 60 50 40 30 20 10 0

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

CLAVE 1 El gen externo se transfiere a una célula vegetal. Se incorpora en uno de los cromosomas de la planta.

Plantas que toleran herbicidas

Plantas con resistencia a insectos

Plantas con ambos caracteres

Algunos otros ejemplos de plantas y animales transgénicos se muestran en la tabla de la siguiente página.

6.3 Puntos esenciales • Las bacterias, las plantas y los animales transgénicos se crean con técnicas de la tecnología del dna recombinante. 2 La célula vegetal se divide para formar un embrión que se convierte en una planta transgénica madura, como las que vemos abajo.

6.4 ¿Los organismos transgénicos son seguros? Embrión

El desarrollo y uso de los cultivos transgénicos ha generado controversia en muchas regiones, como Estados Unidos, Europa y las naciones en desarrollo de África. Han surgido muchos cuestionamientos sobre la seguridad y el impacto ambiental que tendrían los organismos genéticamente modificados (OMG). Varias organizaciones y movimientos se han opuesto de manera activa a la introducción de los cultivos transgénicos. Las controversias sobre éstos se centran en la seguridad, las marcas comerciales y los derechos de los agricultores, entre otras. Conforme los cultivos transgénicos se han vuelto más comunes y se han desarrollado otros nuevos, ha quedado claro que necesitamos considerar la salud y los riesgos ambientales, así como resolver los aspectos económicos y sociales relacionados.

¿Actualmente qué sabemos sobre los riesgos de los cultivos transgénicos?

Figura 6.1 Cómo se crean las plantas transgénicas Un gen se incorpora en un plásmido bacteriano que se utiliza para transferir un caracter genético en las células de la planta. Estas plantas son denominadas organismos genéticamente modificados (ogm). Dos caracteres que se han transferido a las plantas de esta forma son la resistencia a insectos y a herbicidas.

La gráfica de la siguiente columna muestra el incremento espectacular en el uso de cultivos transgénicos entre 1996 y 2006 en Estados Unidos. Los productos hechos de maíz, soya, semillas de algodón y aceites de canola, son los que en la actualidad se cuentan entre los alimentos que contienen ingredientes transgénicos. 106

CAPÍTULO 6

La mayoría de los alimentos producidos a partir de cultivos transgénicos tiene una o más proteínas codificadas por los genes transferidos. Los estándares para evaluar la seguridad de estos alimentos está disponible en muchos países europeos y comienza a desarrollarse e implementarse en Estados Unidos. En general, los cultivos transgénicos se consideran seguros si las proteínas producidas por los transgenes no son venenosas ni causan alergias con mayor frecuencia que las plantas cultivadas de manera normal.

fotogalería

ticamente El jitomate gené Savr” fue creado lvr “F do ca l más modifi vida de anaque para tener una sabor más fresco y un e en Ti larga. portado largas puede ser trans landarse. La ab sin s cia por distan s consumidores demanda de loera baja (algunos to uc od el este pr sabía igual que pensaban que nsgénico) y el tra no e at do. jitom tirado del merca producto fue re ers, Inc. © Tom Myers/Ph

oto Research

© Workbook Stock/ Jupiter Images

© Susan Van Etten

© Golden Rice Humanitarian Board

© Vicki Beaver

Foto cortesía del profesor Qing-Hu Ma, del Instituto de Botánica, Academia China de Ciencias

Plantas y animales transgénicos Plantas transgénicas de tabaco también se usan para producir la hGH. Gran parte del trabajo de producir proteínas humanas en plantas aún está en etapas tempranas de desarrollo, pero pronto los campos de plantas o los rebaños pequeños de transgénicos reemplazarán a los laboratorios que producen las proteínas humanas que se utilizan en tratamientos médicos.

Uno de los usos más exitosos de la tecnología del dna recombinante es la síntesis de insulina humana. Muchas personas con diabetes deben ingerirla debido a que sus cuerpos no la producen. Antes de que se creara la insulina recombinante, ésta se extraía del páncreas de cerdos y vacas. Algunos individuos con diabetes presentaban reacciones alérgicas a ella. Ahora que la insulina humana está disponible, este tipo de reacciones es raro.

El arroz dorado es una variedad transgénica que contiene dos genes de los narcisos y uno bacteriano. Con estos genes, la planta puede sintetizar betacarotenos, un compuesto que da al arroz el color dorado. Cuando el arroz se ingiere, el betacaroteno se convierte en vitamina A. En muchos países asiáticos la dieta no contiene suficiente vitamina A. La variedad de arroz dorado ahora está disponible para cultivarse en el sudeste de Asia.

El factor viii es una proteína que ayuda a formar los coágulos de sangre. Las personas con hemofilia lo necesitan porque éste no se encuentra en su sangre. Las técnicas del dna recombinante se han usado para crearlo, con el objetivo de que quienes padecen hemofilia no necesiten sangre de donadores para obtenerlo. En la década de 1980, mucha gente con hemofilia contrajo el vih a causa de sangre contaminada.

El complejo de genes humanos hla se ha transferido a embriones de cerdo. Los cerdos adultos resultantes tienen órganos compatibles con los humanos. El trasplante de estos órganos (llamado xenotrasplante) a los receptores que los necesitan puede incrementar el número de órganos disponibles para trasplantes.

Por ejemplo, consideremos los cultivos resistentes a herbicidas. La proteína bacteriana codificada por el transgen se procesa en nuestro sistema digestivo cuando comemos la planta. En estudios con ratones, la proteína no resultó venenosa, aun en dosis muy altas. Esta proteína no contiene una secuencia de aminoácidos similar a cualquier toxina o alérgeno conocido. Después de 10 años de amplio uso, no se han detectado daños contra la salud. Sin embargo, varios daños ambientales se han relacionado con los cultivos transgénicos. Éstos incluyen la transferencia de transgenes a las plantas silvestres por entrecruzamiento. Esto puede reducir la biodiversidad, con un posible impacto negativo para el ambiente. Este problema y otros relacionados con los cultivos transgénicos son los mismos que enfrentamos al usar los cultivos con-

vencionales. Aun cuando los cultivos transgénicos tienen una historia genética diferente a la de los convencionales, los efectos sobre el ambiente son muy similares. Conforme la tecnología a fotogalería ón que fue víctim de transferencia de genes se Planta de algody una planta de los insectos es resistente a ellos. hace más sofisticada, es posie transgénica qurch Service/USDA. ble desarrollar nuevas comsea © Agricultural Re binaciones de caracteres que requieren planes específicos de manejo. Por ejemplo, si la fabricación de productos farmacéuticos en plantas se hace más común, será necesario crear medios de seguridad que ayuden a mantener dichas plantas fuera del alcance de las BIOTECNOLOGÍA

107

Debido a la alta similitud genética entre los seres humanos y los ratones, estos últimos se han utilizado de manera extensa como modelo animal para estudiar enfermedades humanas. He aquí algunos ejemplos:

Ratones genéticamente modificados

© Catherine Chalmers

otras que proveen alimentos, para asegurarnos de que los transgenes no se transfieran a las plantas silvestres. Los seres humanos hemos modificando genéticamente las plantas y animales por más de 10 000 años al usar el entrecruzamiento para obtener diversidad de plantas y animales domesticados, de los cuales dependemos para nuestro alimento. La biotecnología sólo ha cambiado la manera y la tasa en la que estos cambios se han dado. También ha expandido el rango de especies que pueden donar genes. Al mejorar plantas y animales, tanto con la crianza convencional como con el uso de la biotecnología, siguen surgiendo preguntas, problemas económicos, lineamientos de salud y percepciones públicas que deben resolverse por medio de investigaciones, pruebas y la educación pública.

El ratón rhino (rhino mouse) participa en estudios sobre deficiencias inmunológicas.

6.5 ¿Los organismos transgénicos pueden usarse para estudiar enfermedades humanas? La información que se obtuvo del Proyecto Genoma Humano (que se discute en el Capítulo 9), mismo que ha logrado secuenciar todos los genes humanos, combinado con los genomas de plantas y otros animales, muestra que muchos genes que encontramos en el genoma humano también están en otras especies, como el ratón, e incluso en la mosca de la fruta, Drosophila. Debido a estas similitudes, se usa una diversidad creciente de animales para explorar los mecanismos de las enfermedades humanas y probar fármacos en desarrollo. Estos modelos animales de enfermedades humanas son importantes en las investigaciones. Sin un modelo animal es difícil estudiar los nuevos fárfotogalería diseñado Este ratón fue para comer macos para los tratamientos, te en genéticam . así como las causas de un y no ganar peso kil, Ph.D., Baylor College lih Wa © Cortesía de Sa padecimiento. Los modelos of Medicine de enfermedades humanas específicas pueden crearse al transferir genes de padecimientos humanos a los animales. Estos modelos de animales transgénicos pueden hacer lo siguiente: • Producir un animal que simule los síntomas del ser humano. • Usarse para estudiar la evolución y el progreso de una enfermedad. • Utilizarse para desarrollar y probar fármacos que puedan curar al animal o tratar la enfermedad humana. Eventualmente, esta información y los fármacos creados con base en modelos animales se usarán para tratar enfermedades humanas. 108

CAPÍTULO 6

© Catherine Chalmers

• Se necesitan lineamientos de seguridad para el desarrollo y uso de organismos transgénicos que produzcan alimentos y fármacos.

© Catherine Chalmers

6.4 Puntos esenciales El ratón de cola rizada se usa para estudiar defectos del tubo neural como la espina dorsal bífida.

El ratón obeso se usa para estudiar productos que puedan ayudar con la pérdida de peso.

Un modelo de ratón transgénico de la Enfermedad de Huntington (eh) se usa para estudiar este fatal desorden genético. (Recuerda que en el Capítulo 4 los miembros de la familia de Alan tenían esta enfermedad neurodegenerativa, que se hereda como un caracter autosómico dominante.) El ratón eh (que tiene el alelo humano para la eh en su dna) se usa para estudiar qué le pasa al cerebro en los primeros estadíos de la enfermedad, algo que es imposible hacer en seres humanos. Además, los ratones eh se emplean para relacionar los cambios en la estructura del cerebro con los que ocurren en el comportamiento. Las investigaciones con estos ratones han identificado varios mecanismos moleculares que desempeñan importantes funciones en los primeros estadíos de la enfermedad. Estos organismos modelo también se sirven para analizar fármacos e identificar aquellos que curen los síntomas o reviertan el daño cerebral. Se han encontrado varios fármacos candidatos; ahora están en pruebas clínicas humanas para conformar un tratamiento experimental de la eh. Métodos similares se usan para construir modelos animales de otras enfermedades genéticas e infecciosas.

6.5 Puntos esenciales • Los animales transgénicos sirven para crear modelos animales de las enfermedades humanas.

En 1987, algunos vándalos lograron burlar la

das. Las plantas y las mismas fresas

seguridad de los guardias, trepar una reja alta

no se habían modificado genética-

de California, esparcir sal de roca y un herbicida

mente.

(una sustancia química que asesina plantas)

Los vándalos fueron arrestados

sobre un gran sembradío de fresas. Cerca de

y dijeron que lo volverían a hacer si

2 000 plantas fueron destruidas y hubo una pér-

tuvieran otra oportunidad.

plantas de fresas habían sido tratadas con bacterias diseñadas genéticamente.

2.

syringae llamada “bajo-cero”, se habían esparcido en las hojas de las plantas para prevenir que en ellas se formara hielo cuando la temuso de esta cepa bacteriana transgénica ex-

¿Qué ventajas para el agricultor hay en

fresas?

Estas bacterias, una cepa de Pseudomonas

peratura cayera debajo de los cero grados. El

planta brille cuando este gen se expresa.

¿Por qué querrían destruir los campos de

3.

tendió el tiempo de cosecha de las fresas y redujo las pérdidas ocasionadas por las hela-

6.6 ¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con la biotecnología? Además de los problemas científicos y sociales asociados con los animales y plantas transgénicos discutidos al inicio de este capítulo, existen otros problemas éticos y legales. Uno involucra la patente de estos organismos y los genes que son identificados. La Oficina de Patentes de Estados Unidos (uspto), que decide patentar nuevas invenciones, tiene reglas sobre lo que puede ser registrado. Cualquier cosa patentable debe ser nueva, no obvia y útil. Estas reglas también establecen que cualquier cosa que ocurre de manera natural no puede ser patentada. Sin embargo, en 1972, después de una decisión legal en un caso llamado Diamond vs Chakrabarty [447 U.S. 303 (1980)], todo eso cambió. El Dr. Chakrabarty desarrolló una cepa bacteriana que podía procesar el petróleo. Para lograrlo, cruzó cepas bacterianas con diferentes plásmidos (moléculas de dna portadoras de genes que se encuentran de manera natural en las bacterias), colocando cuatro plásmidos diferentes en una sola cepa de la bacteria del género Pseudomonas. Cada plásmido contenía un gen que podía degradar un compuesto diferente del petróleo. Al colocarlos todos juntos en una sola cepa, esta bacteria podía limpiar grandes derrames de petróleo.

este cambio?

Este tipo de bacterias parece ser útil para

4.

Erwin Chargaff escribió en la revista

los agricultores; ¿no deberíamos hacer

Science, el 4 de junio de 1976: “¿Tenemos

todo lo que podemos para ayudarlos a

el derecho de contrarrestar, irreversible-

mejorar los cultivos y mantener bajo con-

mente, la sabiduría evolutiva de millones

trol el precio de los alimentos? ¿Por qué

de años, para satisfacer la ambición y la

sí o por qué no?

curiosidad de los científicos?” ¿Cuáles

Los científicos también han producido

son tus opiniones sobre esta declaración?

plantas de maíz transgénico al implantar

¿Los organismos transgénicos están cam-

un gen de las libélulas que hacen que la

biando el curso de la evolución?

en cuanto a números 1 en 3 500 Número de niños con deficiencia de hGH.

60-70%

Porcentaje de alimentos en las tiendas que contiene algún ingrediente de cultivo transgénico.

90% Porcentaje de enfermedades humanas presentes en el ratón.

400 Número de productos médicos que en la actualidad se desarrollan por biotecnología.

$16 000 al año Costo de un paciente que usa Embrel (un fármaco biotecnológico) recetado para la artritis.

Al principio la uspto rehusó patentar la cepa alegando que la bacteria aparecía de manera natural, pero el argumento del abogado de Chakrabarty ganó el caso. Dicho argumento, que se usa hoy en día, era que la cepa que contenía los cuatro plásmidos en una sola bacteria era única y por completo diferente a las Pseudomonas que encontramos en la naturaleza. La pa-tente fue otorgada en 1972. En un caso posterior, la Universidad de Harvard solicitó y recibió una patente para una cepa de ratones transgénicos llamada OncoRatón (OncoMouse), que se muestra en la foto de abajo. Estos ratones contienen un gen humano del cáncer (oncogen) en su dna. (En la terminología médica, oncosignifica “cáncer”.) Como resultado de poseer este gen, los ratones son más susceptibles a desarrollar cáncer, lo que permite que se usen para probar sustancias químicas que tengan potencial para provocar este padecimiento. Este caso fue el primero en el que se patentó un animal transgénico.

500 000 Número de niños que mueren cada año por deficiencia de vitamina A.

191 Número de aminoácidos en la hGH.

© 2008 UC Regents

toria extraña, excepto por el hecho de que estas

1.

© Vicki Beaver

dida de millones de dólares. Parecería una his-

© Index StockImagery/ Jupiter Images

CASO B Fresas en juicio

BIOTECNOLOGÍA

109

En Estados Unidos se otorgó la patente para el OncoRatón en 1988. Pero en Canadá, el caso Colegio de Harvard vs Canadá (Commissioner of Patents) no se decidió sino hasta 2002. Los tribunales canadienses dictaminaron que no era posible otorgar la patente de un mamífero. Aunque en Canadá se han patentado cepas de bacterias recombinantes, no se han otorgado para vertebrados transgénicos. La siguiente tabla se enfoca en algunas preguntas legales y éticas respecto a las patentes de genes y organismos transgénicos.

6.6 Puntos esenciales • Aún se debaten muchas preguntas éticas sobre el uso de la tecnología del dna recombinante.

Pregunta

¿Cómo se deciden estas cuestiones?

Casos legales o cuestiones relacionadas

¿Podemos patentar genes que descubra-

Cuando los investigadores solicitan pa-

Las compañías biotecnológicas descubren

mos en el dna humano?

tentes ante la uspto, jueces que se espe-

genes cada día y adquieren sus patentes,

cializan en estas leyes deciden cada caso.

aun cuando los genes surgen de manera natural. Su argumento, similar al que se usó en el caso Chakrabarty, es que cuando un gen es aislado y extraído de un organismo, la situación es diferente a la de un gen que se encuentra naturalmente en el dna de una especie.

¿Podemos patentar secciones de genes

Estas patentes están permitidas, aun

De acuerdo con el argumento que señala

que se encuentren en el dna humano?

cuando el gen no se haya identificado y su

que cuando el dna se extrae de la célula y

función se desconozca.

una sección de éste es diferente a las que podemos encontrar en la naturaleza, las compañías biotecnológicas han ganado la propiedad de secciones de dna y cobran cuotas a otras compañías que quieran usarlas. Algunas de ellas son sólo partes de genes que no han sido identificados.

¿Los métodos utilizados en las técnicas

Los métodos o procesos pueden ser pa-

Cuando estos métodos son patentados,

de dna recombinante pueden ser pa-

tentados si son útiles y únicos.

ninguna otra compañía o laboratorio puede usar el proceso sin pagar una cuota u obte-

tentados?

ner un permiso del dueño de la patente.

¿Deberíamos manipular el genoma de ani-

Esta pregunta ética se debate a diario.

Las leyes que controlan lo que puede ha-

males, plantas y personas?

Con frecuencia se dice que esto creará

cerse en los laboratorios biotecnológicos

organismos muy diferentes a los que sur-

pueden ser escritas, y algunas ya existen

gieron por evolución. En general, los cien-

en diversos países. Una pregunta de im-

tíficos tienen autonomía para trabajar por

portancia sería: ¿quién puede controlar la

su cuenta, especialmente en compañías

ciencia?

biotecnológicas privadas.

110

CAPÍTULO 6

La ética bajo la lupa En los años 1970, el dna recombinante estaba en pañales. Después del descubrimiento de la estructura del dna y de la información adicional de que todos los seres vivos tienen el mismo dna, la idea del dna recombinante cobró sentido. Sin embargo, algunos experimentos hicieron pensar a los científicos que tendrían problemas. La Conferencia de Asilomar fue organizada por el Dr. Paul Berg, de Stanford, y otros científicos prominentes en aquellos días. Berg fue uno de los primeros en desarrollar la tecnología del dna recombinante. En el experimento que diseñó en 1972, usó enzimas de restricción para cortar el dna del virus del mono, SV40, y después empleó métodos similares a los que se han discutido en este capítulo para unir los fragmentos de dna del SV40 con otro, conocido como virus bacteriófago lambda. El paso final hubiera involucrado la colocación del material genético recombinante en la cepa de laboratorio E. coli como una célula hospedera que permitiera copiar la molécula del dna recombinante. Sin embargo, este último paso no se completó. Berg no dio este paso por las peticiones de varios compañeros investigadores que temían los riesgos biológicos asociados con la célula hospedera que contenía la molécula recombinante. Se sabía que el SV40 causaba tumores cancerígenos en los ratones y, debido a que la E. coli se encuentra en el tracto intestinal humano, los investigadores temían que el paso final creara dna de SV40 clonado que pudiera escapar al ambiente e infectar a los trabajadores del laboratorio, quienes desarrollarían cáncer. Un grupo de investigadores preocupados por los experimentos de Berg, mandó una carta al presidente de la Academia Nacional de Ciencias pidiéndole que organizara un comité para estudiar la bioseguridad de las ramificaciones de esta nueva tecnología. Este comité se reunió en 1974 y concluyó que era necesario hacer una conferencia internacional para resolver el problema; hasta entonces, los científicos suspenderían de manera voluntaria los experimentos que involucraran la tecnología de dna recombinante. La conferencia se llevó a cabo en 1975. Su objetivo principal era discutir los peligros potenciales de la tecnología del dna recombinante. Fue una de las primeras conferencias científicas donde se invitó al público a formar parte. Un grupo de casi 140 profesionales (principalmente biólogos, pero también abogados y médicos) participó en la conferencia para fijar los lineamientos voluntarios que aseguraban el uso de la tecnología del dna recombinante. Algunos de ellos fueron los siguientes:

La Conferencia de Asilomar, febrero de 1975. Centro de Conferencias Asilomar, en la península de Monterey, California.

1. Los organismos que contienen dna recombinante deben ser contenidos. 2. El nivel de contención debe ser compatible con el riesgo del organismo hacia los humanos, animales y plantas. Estos riesgos se categorizaron de bajos a altos de acuerdo con su potencial para causar enfermedades en seres humanos. 3. Debían utilizarse barreras físicas para minimizar el riesgo de escape de los organismos transgénicos. 4. Los siguientes tipos de experimentos estaban prohibidos: a. El uso de cualquier organismo que pudiera vivir en el cuerpo humano. b. Transferencia de cualquier gen que produjera venenos. c. Síntesis de cualquier producto que dañara a humanos, animales o plantas. PREGUNTAS 1.

2. 3. 4. 5. 6.

Muchos científicos que participaron en la conferencia sintieron que, al escribir estos estatutos, evadían las legislaciones que podrían controlar lo que se hacía. ¿Cómo funciona la legislación en detrimento o beneficio de la ciencia? La conferencia se realizó en los tiempos del incidente de Watergate y la renuncia del presidente Richard Nixon. ¿Crees que esto se relacione con la importancia de la conferencia? ¿Los científicos deben controlar su propio trabajo? Con la controversia de las células madre como un problema con diferentes tonalidades políticas, ¿crees que los lineamientos escritos por los científicos reducirían o aumentarían la controversia? ¿Quién debería controlar la ciencia? Da tres razones para tu respuesta. El libro La cepa Andrómeda, de Michael Crichton, se publicó en 1969. Investiga la trama y responde esta pregunta: ¿la publicación de este libro de ficción pudo afectar la conferencia? ¿Por qué sí o por qué no?

BIOTECNOLOGÍA

111

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Las técnicas del dna recombinante pueden usarse para transferir genes entre especies. [Sección 6.1] ❚ En algunos casos, el gen transferido puede expresarse y generar un producto proteico. 2. El dna recombinante se crea cuando se unen dos tipos diferentes de dna. [Sección 6.2] ❚ Estos fragmentos pueden ser pequeñas secciones de dna que contengan uno o más genes. 3. Las enzimas de restricción se utilizan para cortar el dna en fragmentos. [Sección 6.2] ❚ Las enzimas de restricción fueron uno de los principales descubrimientos en el desarrollo de la biotecnología. 4. Las enzimas de restricción reconocen secuencias específicas de dna. [Sección 6.2] ❚ Estas enzimas pueden usarse con cualquier molécula de dna. 5. La biotecnología es el uso comercial de las técnicas de dna recombinante para producir fármacos y tratamientos médicos. [Sección 6.2] ❚ La biotecnología se ha convertido en una industria multimillonaria. 6. La primer cepa bacteriana patentada fue una que degradaba petróleo; éste es un caso monumental para las patentes de organismos. [Sección 6.2] ❚ Aun cuando las bacterias que degradan petróleo están presentes en la naturaleza, se han modificado a una cepa diferente en el laboratorio por medio de una combinación única de genes. 7. Las bacterias, plantas y animales transgénicos pueden ser creados con técnicas de dna recombinante. [Sección 6.3] ❚ Los organismos transgénicos se usan en la agricultura, la industria y la medicina. 8. Se necesitan lineamientos de seguridad al desarrollar y usar organismos transgénicos para producir alimentos y fármacos. [Sección 6.4] ❚ Los científicos estudian los efectos de la biotecnología sobre el ambiente y la diversidad de especies a largo plazo. 9. Los animales transgénicos se crearon para usarse como modelos animales de enfermedades humanas. [Sección 6.5] ❚ Los modelos animales de enfermedades humanas se usan con el objetivo de evaluar la acción de fármacos para tratarlas. 10. Muchas preguntas éticas sobre el uso de la tecnología del dna recombinante están en debate. [Sección 6.6] ❚ Cuando los animales y las plantas transgénicos se desarrollan, se han alterado genéticamente y, hasta cierto punto, pueden considerarse como “hechos por el hombre”.

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112

CAPÍTULO 6

CONCEPTOS CLAVE Biotecnología (p. 103) Cultivos transgénicos (p. 105) dna recombinante (p. 104) Drosophila (p. 108) Enzima de restricción (p. 104) Herbicidas (p. 105) Modelo animal (p. 108) Molécula de dna recombinante (p. 104)

Oncogen (p. 109) OncoRatón (p. 109) Organismos transgénicos (p. 104) Plásmido (p. 104) Proyecto Genoma Humano (p. 108) Tecnología de dna recombinante (p. 104) Vector (p. 104)

PREGUNTAS DE REPASO 1. ¿Por qué la tecnología discutida en este capítulo se llama tecnología del dna recombinante? 2. ¿Cuáles son los pasos principales para crear dna recombinante? 3. Los seres humanos hemos modificado genéticamente las plantas por medio del entrecruzamiento durante largo tiempo. ¿Cómo se diferencia esto de la creación de plantas con base en el dna recombinante? 4. ¿Cuál es la importancia de los modelos animales para el estudio de las enfermedades humanas? 5. ¿Por qué usamos E. coli en el trabajo con dna recombinante? 6. Se ha dicho que usar dna recombinante para producir factores de coagulación ha salvado la vida de miles de personas con hemofilia. ¿Cómo sucedió esto? 7. El descubrimiento de enzimas de restricción fue el comienzo de la era del dna recombinante. ¿Por qué fue necesario este descubrimiento antes de que el dna de diferentes fuentes pudiera ser mezclado para formar moléculas de dna recombinante? 8. Da un ejemplo de un vector. ¿Por qué nos referimos a él como un vector? 9. Haz una investigación y entérate de los productos de dna recombinante que están en el mercado. Enlístalos. 10. Explica por qué los casos de patentes para organismos de dna recombinante fueron tan difíciles al principio.

PREGUNTAS APLICADAS 1. Un número significativo de personas están en contra de la tecnología del dna recombinante para la producción de alimentos y otras áreas. Enlista los pros y los contras de esta tecnología. 2. Investiga algunos de los grupos que han hablado abiertamente en contra de la tecnología del dna recombinante y discute su razonamiento. 3. Antes de que se desarrollara la insulina humana, las personas con diabetes usaban la insulina extraída de vacas y cerdos. ¿Cómo se creó esta insulina? 4. Se ha permitido que algunos atletas usen la hGH para mejorar su rendimiento. Pero, recientemente, en las competencias deportivas se ha prohibido su uso. ¿Cómo pueden los oficiales detectar que los atletas utilizan este producto? 5. Muchas personas creen que si se desarrolla un producto que las hace sentir mejor, éste debería estar disponible. ¿Crees que esto

aplique al uso del Botox para razones cosméticas? ¿Por qué sí o por qué no? Da información científica que apoye tu respuesta. 6. Investiga la historia del descubrimiento de las enzimas de restricción. 7. Piensa en tres enfermedades que puedan ser tratadas de la misma manera en la que tratamos hoy en día la hemofilia. Enlísta-

las y explica cómo la tecnología del dna recombinante podría usarse para crear un tratamiento. 8. Si la biotecnología se utiliza para tratar una enfermedad, ¿importa cómo se hereda ésta? 9. Piensa en cinco usos de la tecnología del dna recombinante en el futuro. Sé realista.

¿Qué harías si . . . 1. ...fueras un legislador que vota por una ley para declarar ilegales las patentes sobre animales transgénicos?

3. ...vieras un jitomate modificado genéticamente (véase Fotogalería) en el mercado y tuvieras curiosidad sobre su sabor?

2. ...tuvieras un hijo con una severa enfermedad genética y se te pidiera que tus futuros embriones fueran examinados en el laboratorio para identificar el gen que la causa?

4. ...fueras un legislador que vota por añadir en las etiquetas de los alimentos transgénicos lo que contienen? 5. ...tu tienda local colocara un letrero que dijera: “Nosotros no vendemos alimentos genéticamente modificados”?

En los medios Medical News Today, 31 marzo de 2007

Wyeth recibe la aprobación de la fda La farmacéutica Wyeth anunció que la Administración de Alimentos y Fármacos (fda) ha aprobado los cambios de su fármaco Bene FIX® Factor de Coagulación IX (recombinante). Los cambios de este producto deberían simplificar el uso del medicamento para el paciente. BeneFIX detiene o previene las hemorragias en las personas con hemofilia B al proveer o reemplazar el factor de coagulación IX cuando los pacientes no producen suficiente por ellos mismos. Con la nueva fórmula de BeneFIX, los pacientes pueden usar menos medicamento y, por lo tanto, no tienen que inyectarse las grandes cantidades que usaban antes. Además, algunos no tendrán que usar agujas para preparar el medicamento. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Crees que los pacientes se beneficiarán del cambio en el medicamento? ¿Cómo? 2. Al volver a trabajar sobre este medicamento, Wyeth puede extender su patente sobre BeneFIX. ¿Por qué crees que la fda permita la extensión?

Wired, 22 de marzo de 2007

Mejor dentadura gracias a la biotecnología Charles Graeber Un enjuague bucal genéticamente diseñado podría hacer que nunca más vuelvas a tener caries. El ácido producido por las bacterias de tu boca causa caries. Así que, sin ácido no hay caries. A la cepa de bacterias genéticamente diseñada, una forma de Streptococcus, se le ha suprimido el gen de la producción de ácido. Esta cepa ha sido patentada por OraGen. Todo lo que la bacteria necesita para activarse es un poco de azúcar. Si se aprueba, trabajaría así: un técnico dental propulsaría un chorro del enjuague bucal genéticamente diseñado en tus dientes. Te sentarías por cinco minutos, masticarías un dulce azucarado para activar la nueva bacteria, y después te irías a casa. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Cómo crees que esto afectaría a los dentistas? 2. ¿Usarías OraGen?

BIOTECNOLOGÍA

113

7

Análisis genético y diagnóstico prenatal

114

❚

Existen muchos tipos de análisis genéticos.

❚

Los análisis se hacen para detectar enfermedades genéticas en fetos, recién nacidos y adultos.

❚

Las células y el dna se analizan para verificar si existen enfermedades hereditarias.

❚

La fenilcetonuria (pku) se diagnostica por medio de muestras de sangre tomadas en recién nacidos.

❚

Los adultos pueden ser analizados para detectar diversas enfermedades genéticas.

❚

Los análisis generalmente se realizan en grupos grandes para obtener información genética.

❚

Algunas condiciones genéticas pueden ser tratadas.

❚

Los resultados de los análisis con frecuencia crean problemas relacionados con la privacidad.

CAPÍTULO 7

Stock Connection Distribution/Alamy Limited

 PUNTOS CENTRALES

Dan McCoy/Getty Images

CASO A Hospital analiza a bebés Al y Victoria acaban de cumplir 30 años de

ría hablar con ellos. Una vez ahí, dijo que el

y Victoria se preguntaron cómo una enferme-

edad y llevaban cinco de matrimonio cuando

examen de sangre que se hizo en el hospital

dad genética, que nadie en la familia presen-

nació su primer hijo. El embarazo de Victoria

mostró que el bebé tenía una enfermedad

taba, podía aparecer de repente en su hijo.

transcurrió de manera normal, y ella continuó

genética llamada fenilcetonuria (pku, por sus

trabajando hasta una semana antes del parto.

siglas en inglés: phenylketonuria). Si no se le

Dijo que nunca se había sentido mejor. En el

administraba un tratamiento, además de una

momento del nacimiento, el bebé parecía per-

dieta especial, podría desarrollar retraso

fectamente sano.

mental. Al y Victoria nunca habían escuchado

Unos días después de llevarlo a casa, el

de la pku y esta noticia los perturbó. De inme-

médico los llamó para decirles que necesitaba

diato llamaron a sus familiares y se dieron

hacerle análisis al niño. Pidió que ambos

cuenta de que muy pocos sabían de ella, y

padres acudieran al consultorio porque que-

ningún miembro de la familia la padecía. Al

Hicieron una cita con el médico y, mientras tanto, investigaron sobre la pku. Algunas preguntas surgen cuando leemos este caso. Antes de responderlas, consideremos cómo los análisis genéticos se usan para diagnosticar enfermedades, así como los futuros prospectos de esta tecnología.

7.1 ¿Qué son los análisis genéticos? En este capítulo discutiremos varios métodos que se utilizan para determinar si alguien tiene o está en riesgo de padecer una enfermedad genética. Antes de explorar los razonamientos, métodos y problemas involucrados con estas metodologías, definamos las diferencias entre los dos tipos de análisis principales: las pruebas genéticas y la exploración genética. Los análisis genéticos determinan si una persona tiene cierto genotipo; en otras palabras, establecen cuáles son sus genes. Las pruebas genéticas clasifican a las personas dentro de los siguientes grupos: 1. Aquellas que pueden tener o portar una enfermedad genética. 2. Aquellas que corren el riesgo de tener un hijo con un trastorno genético. 3. Las que tienen una predisposición genética a las drogas y los agentes ambientales. La exploración genética se hace en grandes poblaciones más que en individuos. Sus objetivos son más limitados; identifica a las personas dentro de los siguientes grupos: 1. Las que pueden tener o portar una enfermedad genética. 2. Aquellas que corren el riesgo de tener un hijo con un trastorno genético.

ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

115

Las pruebas genéticas con frecuencia implican una determinación individual, mientras que la exploración genética, la mayoría de las veces, es un requisito de la ley. Estas pruebas pueden tener un impacto importante sobre la vida de los individuos y sus familias, como en las siguientes situaciones:

• Las pruebas genéticas pueden realizarse en fetos, recién nacidos, niños y adultos.

7.2 ¿Por qué se hacen los diagnósticos genéticos prenatales?

1. La identificación de una persona que tiene o está en riesgo de poseer enfermedades genéticas frecuentemente lleva al descubrimiento de otros familiares afectados o en riesgo.

Los diagnósticos genéticos prenatales sirven para detectar en los fetos enfermedades genéticas y defectos de nacimiento. Más de 200 enfermedades causadas por un solo gen pueden ser diagnosticadas de manera prenatal. Algunas de éstas se listan en la tabla 7.1 En la mayoría de los casos, las pruebas sólo se hacen cuando hay una historia familiar o se detecta otro factor de riesgo (como la edad de la madre). Si hay una historia familiar de una enfermedad autosómica recesiva, como la anemia falciforme, los padres pueden ser analizados para determinar si son portadores heterocigotos del padecimiento antes de que conciban. Si la prueba revela que ambos padres son portadores, los fetos tienen 25% de probabilidades de tener esta condición. Un tipo de análisis visualiza al feto al usar una técnica conocida como ultrasonido, que puede proveer cierta información sobre la salud del feto. Pero para las condiciones que son causadas por aberraciones cromosómicas, como el Síndrome de Down (trisomía 21), el análisis de cromosomas es la forma más directa de detectar un feto afectado. Debido a que el riesgo del Síndrome de Down se incrementa de manera espectacular fotogalería con la edad materna (véase el más reciente El ultrasonido los pacientes es Capítulo 3), se recomienda efecra disponible pa y con él es posible l tuar los análisis cromosómicos tridimensiona talles faciales de observar los de de células fetales en todos los los fetos. Lisa/PhotoTake embarazos donde la edad de la Dr. Benoit/Mona madre rebasa los 35 años. Los análisis prenatales para identificar cualquier enfermedad genética requieren una muestra de células del feto, que puede obtenerse a partir de la amniocentesis o el muestreo de vellosidades coriónicas (cvs).

2. Los análisis para encontrar una enfermedad pueden identificar a una persona que ahora es saludable, pero que más tarde desarrollará una enfermedad genética severa o fatal. Cuando la condición es fatal, por ejemplo, en la Enfermedad de Huntington como en el caso de la familia de Alan (véase el Capítulo 4), esta información tiene efectos importantes sobre la persona, la familia y la sociedad. 3. Los resultados de las pruebas genéticas pueden tener un impacto directo sobre los hijos o nietos de la persona que se somete al análisis. Los consejeros genéticos trabajan con pacientes que se han sometido a un análisis genético para ayudarlos a tomar decisiones según los resultados de las pruebas.

¿Qué tipos de pruebas genéticas están disponibles? Hoy en día están en uso varias formas de pruebas genéticas: 1. Diagnóstico prenatal. Para determinar qué genes porta el feto, como cuando se trata de detectar el gen de la anemia falciforme. 2. Análisis de portadores. Analizar a los miembros de una familia con un historial de enfermedades genéticas, como la fibrosis quística, para determinar las posibilidades de tener un hijo afectado. 3. Análisis presintomáticos. Para identificar a individuos que desarrollarán padecimientos en la edad adulta, como la Enfermedad de Huntington o la Enfermedad Poliquística Renal.

7.1 Puntos esenciales • Las pruebas genéticas determinan qué genotipo tiene una persona.

Tabla 7.1 Enfermedades genéticas Enfermedad

116

Incidencia

Patrón de herencia

Fibrosis quística

1 en 3 300 caucásicos

Autosómica recesiva

Hiperplasia adrenal congénita

1 en 10 000

Autosómica recesiva

Distrofia muscular de Duchenne

1 en 3 500 nacimientos masculinos

Recesivo ligado a X

Hemofilia A

1 en 8 500 nacimientos masculinos

Recesivo ligado a X

Alfa y Beta Talasemia

Varía

Autosómica recesiva

Enfermedad de Huntington

4–7 en 100 000

Autosómica dominante

Enfermedad poliquística renal

1 en 3 000

Autosómica dominante

Anemia falciforme

1 en 400 afroamericanos

Autosómica recesiva

Enfermedad de Tay-Sachs

1 en 3 600 judíos ashkenazi y canadienses franceses; 1 en 400 000 en la población general

Autosómica recesiva

CAPÍTULO 7

¿Cómo se realiza un ultrasonido? El proceso del ultrasonido se puede observar en las fotos que siguen. El ultrasonido tiene cierto uso en el diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas. Puede utilizarse para identificar trisomía 13, trisomía 18 y, en menor cantidad, trisomía 21 (Síndrome de Down), porque estas tres condiciones tienen características físicas únicas que pueden ser observadas en el

ultrasonido. Por ejemplo, en el Síndrome de Down los niños afectados presentan con frecuencia un grueso pliegue de piel en la región del cuello. Esto es evidente en el ultrasonido, y la amniocentesis puede confirmar el diagnóstico. Un ultrasonido de un feto con pliegues en el cuello (señalados en rojo) se muestra a continuación.

La ultrasonografía (ultrasonido) es una técnica no invasiva que se basa en la tecnología de los sonares, mismos que originalmente se desarrollaron para que los militares encontraran submarinos debajo del agua. Un transductor se coloca en el abdomen, sobre la región del útero, y emite pulsaciones de sonido de alta frecuencia; las ondas de sonido reflejadas se convierten en imágenes y se despliegan sobre una pantalla. Muchas mujeres se someten a ultrasonidos de forma rutinaria durante el embarazo para monitorear el desarrollo del feto, ver cómo luce y verificar si hay problemas. El ultrasonido también puede utilizarse para determinar el sexo del feto y detectar embarazos múltiples. En el ultrasonido de abajo, la piel extra en el cuello se señala en rojo.

Science Photo Library/Photo Researchers

Jose Luis Peaez, Inc./Blend Images LLC

Ultrasonografía

ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

117

¿Cómo se realiza una amniocentesis? El procedimiento de la amniocentesis se muestra en la foto de abajo y se describió de manera breve en el Capítulo 3. Gracias a ésta es posible detectar más de 100 enfermedades. Las células que se recuperan con este método pueden ser analizadas para identificar desórdenes metabólicos, anormalidades cromosómicas y conocer el sexo del feto.

¿Cuándo se usa la amniocentesis? La amniocentesis implica un riesgo de infección maternal y un incremento ligero en las probabilidades de un aborto espontáneo. Para compensar este riesgo, la amniocentesis sólo se usa en ciertas circunstancias:

1. Cuando la edad de la madre rebasa los 35 años. Debido a que el riesgo de tener un hijo con anormalidades cromosómicas se incrementa de forma dramática después de los 35 años, la amniocentesis se recomienda para las mujeres embarazadas que se encuentran en esta situación. La mayoría de los procedimientos de amniocentesis se efectúa debido a la edad avanzada de la madre. 2. Cuando la familia tuvo antes un hijo con anormalidades cromosómicas. El riesgo de recurrencia en estos casos es de 1 a 2%. 3. Cuando uno de los padres tiene una anormalidad cromosómica. Esto puede causar un cariotipo anormal en el niño y debe considerarse la posibilidad de efectuar la amniocentesis. 4. Cuando la madre porta una enfermedad ligada a X.

Amniocentesis Como discutimos en el Capítulo 3, la amniocentesis es uno de los métodos con los que se recolectan células fetales para su análisis posterior. Primero, el feto y la placenta se localizan por medio de un ultrasonido, y se inserta una aguja a través de las paredes abdominal y uterina (evadiendo la placenta y el feto) hasta llegar al saco amniótico que rodea al feto. Se remueven aproximadamente de 10 a 30 ml de fluido amniótico. Éste consiste en orina fetal y contiene células de la piel del feto. Éstas son aisladas del fluido por centrifugación. Las células se cultivan y se usan para crear un cariotipo (véase el Capítulo 3).

Yoav Levy/PhotoTake

La amniocentesis no se realiza sino hasta la semana número 16 del embarazo. Antes de este tiempo no hay suficiente fluido para tomar una muestra.

¿Cómo se realiza el muestreo de vellosidades coriónicas (cvs)? El procedimiento para el muestreo de vellosidades coriónicas se presenta en la siguiente página y se describió de manera breve en el Capítulo 3. Este procedimiento tiene varias ventajas sobre la amniocentesis: 1. Puede realizarse en etapas más tempranas del embarazo (semanas 8-10) que la amniocentesis (semana 16 en adelante). 2. Debido a que las células de la placenta ya se encuentran en la fase de división, los cariotipos pueden estar disponibles en pocas horas o días. Con la amniocentesis, las células tienen que ser estimuladas para que se dividan y crezcan en el laboratorio por varios días, antes de que se pueda preparar un cariotipo.

118

CAPÍTULO 7

¿Cuándo se usa el cvs? El cvs se usa con menos frecuencia que la amniocentesis porque tiene un riesgo más alto de provocar el aborto espontáneo. Ofrece un diagnóstico temprano de enfermedades genéticas, y si se elige llevar a término el embarazo, los riesgos maternos son menores en las primeras etapas del mismo. Las condiciones en las que se usa el cvs son similares a las de la amniocentesis, pero como puede hacerse en etapas tempranas, algunas parejas lo prefieren si saben que posiblemente tendrán un hijo con alguna enfermedad genética.

¿Existen métodos menos invasivos para realizar pruebas genéticas prenatales? Al darse cuenta de que la amniocentesis y el cvs tienen un riesgo de 0.5 a 2% de provocar el aborto, en la actualidad los investigadores trabajan en el desarrollo de técnicas de análisis prenatal nuevas y menos invasivas. Una de ellas consiste en recuperar células fetales a partir de la sangre materna, lo que minimiza los riesgos tanto para la madre como para el feto.

Muestreo de vellosidades coriónicas Como se discutió en el Capítulo 3, durante el procedimiento del cvs un catéter flexible se inserta por la vagina o a través del abdomen hasta el útero, guiándose por imágenes del ultrasonido.

Saturn Stills/Photo Researchers

Se recupera una muestra de vellosidades coriónicas (tejido fetal que forma parte de la placenta). En general se obtiene material suficiente para preparar un cariotipo, hacer análisis bioquímicos o extraer dna para efectuar análisis moleculares.

En el sistema circulatorio materno se pueden encontrar varios tipos de células fetales: 1. Células de la placenta 2. Leucocitos Probablemente estas células entren al torrente sanguíneo en cantidades detectables entre la sexta y la decimosegunda semana del embarazo. Un problema asociado con este método es que sólo una de cada 100 000 células en la sangre materna es fetal. Recolectar suficientes células fetales de la sangre materna es uno de los retos que enfrentan quienes aplican esta técnica. Las que son recolectadas de esta manera se usan para diagnosticar algunas enfermedades genéticas como la anemia falciforme y anormalidades cromosómicas, pero este método todavía requiere perfeccionamiento antes de ser utilizado de manera extensa.

Anatomical Travelogue/Photo Researchers

3. Eritrocitos inmaduros con núcleo

Figura 7.1 Un embrión en desarrollo Un embrión en la etapa de seis a ocho células.

En el Capítulo 1 discutimos el uso del diagnóstico genético de preimplantación (pgd) para la selección del sexo del feto. Este análisis también sirve para diagnosticar enfermedades genéticas en las etapas más tempranas del desarrollo embrionario. Aquí nos enfocaremos en el uso del pgd para detectar desórdenes genéticos. Antes de usar el pgd se debe fotogalería de ad ed Enferm Un niño con la células nerviosas y realizar una fertilización in vitro s ya cu s, lentaTay-Sach n deteriorando (véase el Capítulo 2). Durante este cerebrales se va muere alrededor na mente; la perso edad. procedimiento, deben extraerse de de los dos años nnesota Daily los óvulos, fertilizarse y permitir Mi Seungjae Seo/The que se desarrollen en una placa de cultivo celular por varios días. Cerca del tercer día después de la fertilización, el embrión se compone de seis a ocho células ( Figura 7.1). Para el pgd se extrae una de estas células, llamada blastómero ( Figura 7.2). De ella se sustrae el dna y se analiza

Dr. Yorgos Nikas/Photo Researchers

¿Los embriones pueden analizarse antes de ser implantados en la madre?

Figura 7.2 Blastómeros Cada célula del embrión temprano es llamada blastómero; en la figura mostramos algunos. ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

119

7.2 Puntos esenciales • Los diagnósticos prenatales se hacen para detectar enfermedades genéticas en el feto cuando hay riesgo de que las padezca. • Con el diagnóstico genético de preimplantación (pgd) es posible detectar anormalidades genéticas antes de que el embrión sea implantado en la madre.

7.3 ¿Cómo se analizan las células fetales? Los fluidos y células obtenidos por amniocentesis, cvs y pgd pueden ser analizados con diferentes métodos, incluyendo la realización de un cariotipo (véase el Capítulo 3), análisis bioquímicos y técnicas de dna recombinante (véase el Capítulo 6). El análisis directo del ría que fotogale s de laboratorio dna es el método más espeAntes los técnico n los cromosomas ba cortaban y pega n los cariotipos; cífico y sensible que tenemos ba en papel realiza ce por computadora. disponible en la actualidad. ahora todo se ha oto Researchers La certeza, sensibilidad y faHop American/Ph cilidad con la que la tecnología del dna recombinante se usa para identificar enfermedades genéticas y susceptibilidades que portan los individuos ha elevado el número de cuestiones éticas y legales que todavía tienen que ser resueltas; éstas se discutirán más adelante.

7.3 Puntos esenciales • Con los análisis prenatales es posible determinar el genotipo de un feto al observar las células extraídas con diferentes procedimientos.

7.4 ¿Cómo pueden los análisis prenatales diagnosticar la fenilcetonuria (pku)? Al bebé de Al y Victoria se le hicieron análisis para detectar la pku en el momento de nacer; a todos los recién nacidos de Estados Unidos se les somete a esta prueba. Sin embargo, si hay una historia familiar de esta enfermedad, el análisis se hace de forma prenatal. La pku es un desorden metabólico presente en individuos de todos los grupos raciales y étnicos. Se hereda como un carácter autosómico recesivo; por lo tanto, ambos padres deben ser portadores heterocigotos para que su hijo la herede. El gen que causa la pku se llama PAH y se localiza en el cromosoma 12 ( Figura 7.3). Las personas con esta condi-

120

CAPÍTULO 7

Figure 7.3 El gen PAH en un mapa cromosómico Este mapa muestra la ubicación del gen de la fenilcetonuria (12q24.1) en el cromosoma 12.

ción no pueden convertir la fenilalanina, un importante aminoácido, en otro, la tirosina. La enzima que convierte la fenigen PAH lalanina en tirosina se llama hidroxilasa de fenilalanina (pah, por sus siglas en inglés). En la pku, una mutación en el gen pah inactiva la enzima. Por lo tanto, la fenilalanina no puede procesarse y se acumula en los tejidos del cuerpo, cauCromosoma 12 sando daño al cerebro y a otros órganos. La pku es una enfermedad genética pero también ambiental. Si se remueve la fenilalanina de la dieta, el fenotipo es normal y no hay retraso mental. Éste es un tratamiento exitoso para esta condición. Debido a que en los primeros años de la pubertad el cerebro está completamente maduro, los individuos homocigotos enfermos de pku en general pueden cambiar a una dieta normal. Sin embargo, si una mujer que padece pku se embaraza, debe seguir la dieta de manera rigurosa; si no, su bebé puede resultar seriamente afectado debido al exceso de fenilalanina en la sangre de la madre que se la transmitiría, causando retraso mental severo.

¿Podemos analizar a todos para identificar condiciones como la pku? No siempre es posible realizar análisis genéticos a gran escala. Para algunas enfermedades, como la anemia falciforme que padecen las gemelas de Martha Johnson (véase el Capítulo 5), una sola mutación es siempre la responsable de la enfermedad, así que los análisis son eficaces y detectan todos los casos. Se han identificado varias mutaciones diferentes en el gen de la pku, pero analizarlas todas no es práctico. Sin embargo, en la mayoría de los estados en Estados Unidos se analiza a los recién nacidos por medio de una prueba de sangre que no se basa en el análisis del dna; ésta busca un incremento en la fenilalanina de la sangre del bebé y no analiza el gen PAH por sí mismo. A la derecha encontramos una foto de la prueba de Guthrie, con muestras de sangre de un niño poco después de su nacimiento. La sangre se transfiere a la tarjeta y se analiza para detectar la pku. La tarjeta se guarda como parte del registro médico del infante.

7.4 Puntos esenciales • La pku es una de las pocas condiciones genéticas que tienen tratamiento.

SSPL/Image Works

con técnicas que incrementan la cantidad disponible, para así determinar si el embrión tiene alguna enfermedad genética. Los análisis de los blastómeros sirven para identificar muchos padecimientos autosómicos recesivos y dominantes, como la Enfermedad de Tay-Sachs y la mayoría de las enfermedades ligadas a X, como la distrofia muscular y la hemofilia. Los embriones que no tienen una enfermedad genética son implantados en el útero de la madre para que se desarrollen.

7.5 ¿Los adultos pueden ser analizados

Arthur Glauberman/Science Photo Library (representado por Photo Researchers)

para identificar condiciones genéticas? Algunas condiciones como la Enfermedad de Huntington, presente en la familia de Alan (véase el Capítulo 4), aparecen en etapas posteriores de la vida, pero pueden ser detectadas antes de que los síntomas aparezcan. Una predisposición genética al cáncer de mama (que se discute en el Capítulo 11), también entra en esta categoría. Con estos análisis pre-sintomáticos es posible detectar desórdenes genéticos antes de que se desarrollen. La familia de Alan y otras personas como ellos son candidatos para este tipo de análisis. Los estudios genéticos pueden ser de ayuda para identificar cierto número de trastornos, llamados enfermedades de expresión en la edad adulta. Entre ellas se cuentan la Enfermedad de Huntington (eh), la esclerosis amiotrófica lateral (als, por sus siglas en inglés) y la enfermedad poliquística renal (pckd, por sus siglas en inglés), entre otras. Por ejemplo, los síntomas de la pckd, que afectan a 1 de cada 1 000 individuos, en general aparecen entre los 35 y 50 años de edad. Esta enfermedad se caracteriza por la formación de quistes en uno o ambos riñones que crecen y gradualmente los destruyen. En la foto se muestra un riñón normal (izquierda) y uno con pckd (derecha). Las opciones de tratamiento para la pckd incluyen diálisis o trasplantes de riñones sanos, pero muchos individuos afectados mueren prematuramente antes de que un riñón sano esté disponible para trasplantar. Debido a que es una enfermedad producida por un carácter dominante, cualquier persona heterocigota para el gen mutante será afectada. Los análisis genéticos pueden determinar qué miembros de la familia son

portadores del alelo mutante y desarrollarán la enfermedad. Los análisis para detectar éste y otros desórdenes que aparecen en la edad adulta pueden realizarse en la etapa prenatal o a cualquier edad, antes o después de que aparezca la condición. La decisión de someterse o no al análisis es personal.

7.5 Puntos esenciales • Los adultos pueden someterse a análisis para detectar muchas condiciones genéticas. Antes de casarse, una persona tal vez quiera saber si es portadora de alguna enfermedad.

7.6 ¿Qué es un programa de exploración genética? Algunos programas de exploración genética, como los que se hacen con recién nacidos, son obligatorios por ley en Estados Unidos. Todos los estados y el distrito de Columbia requieren que se apliquen análisis a los bebés para detectar diversas enfermedades genéticas, aunque el número y tipo de las que se exploran varíe de modo significativo entre los estados. Estos programas comenzaron en los años 1960 con el análisis de la pku y gradualmente se han extendido a todos los estados y a un amplio rango de enfermedades genéticas. El bebé de Al y Victoria fue analizado de acuerdo con el programa de exploración genética de su estado. Muchos estados buscan entre tres y ocho padecimientos. Sin embargo, con la nueva tecnología, los laboratorios ahora pueden detectar entre 30 y 50 enfermedades metabólicas con una sola muestra de sangre. El número de pruebas obligatorias en cada estado se muestra en el siguiente mapa. Los padres deben estar conscientes de qué enfermedades se incluyen en los programas de exploración del estado en el que viven.

WA MT

VT

ND

ME

MN

OR ID

WI

SD WY

NV

MI PA

IA

NB

IL

UT CO

CA

AZ

KS

OH

IN

WV MO

KY

SC

AK MS TX

VA

AL

CT NJ DE MD Washington, D.C.

NC

TN

OK

NM

NH MA RI

NY

CLAVE 9 o más análisis

GA

LA

6–8 análisis 5 o menos análisis

AK FL

HI PR

ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

121

en cuanto a números 1 en 2 600

ashkenazi de Estados Unidos. Se analizó a más de 300 000 individuos en los primeNúmero de niños que nacen con pku entre ros 10 años de la exploración y se identificó los descendientes de irlandeses/escoceses. a 268 parejas en las que ambos miembros eran portadores y todavía no habían tenido Como discutimos en el Capítulo 4, es posihijos. Este análisis no se basa en el dna, ble que una persona porte un gen para una sino en los niveles de una enzima en la condición genética recesiva y no la desasangre. Esta simple prueba se ha utilizado rrolle. Estos individuos son heterocigotos de manera efectiva durante años. para la enfermedad y se llaman portadoEn la comunidad ashkenazi, los prores. Los portadores de ciertas enfermedagramas de exploración para Tay-Sachs se des, como la pku y la anemia falciforme, combinan con sesiones de orientación en con frecuencia se encuentran en cantidalas que se proporciona información sobre des más altas en ciertos grupos étnicos. los riesgos de tener un hijo con este padeLa exploración de la población para cimiento, la disponibilidad de los análisis identificar a portadores de enfermedades prenatales y las opciones reproductivas. 1 en 30 000 genéticas sólo es posible en ciertas circunsLa asistencia a estos programas es volunNúmero de nacimientos de infantes tancias: taria, aunque algunos estados requieren con pku en Suecia. que las parejas sean informadas sobre los 1. La enfermedad debe aparecer en po1 en 10 000 análisis para detectar la Enfermedad de blaciones definidas. Por ejemplo, los Número de nacimientos de infantes Tay-Sachs. Antes de que dichos prograportadores de anemia falciforme gecon pku en Estados Unidos. mas comenzaran, cada año nacían de 50 neralmente son afroamericanos. Sin a 100 niños con este desorden en Estados embargo, la pku, presente en el bebé 1 en 2 600 Unidos. Este número decreció hasta mede Al y Victoria, puede aparecer en Número de nacimientos de infantes nos de 10 nacimientos cada año una vez todos los grupos étnicos y raciales, con pku en Turquía. que se implementaron los programas de así que no calificaría para la exploraexploración genética. 1 en 150 ción genética de portadores. Otro programa de exploración poblaNúmero de abortos después 2. Los análisis para identificar a portacional comenzó cuando el Congreso de de la amniocentesis. dores deben estar disponibles, ser Estados Unidos autorizó la National Sickle rápidos y poco costosos. 1 en 100 Cell Anemia Control Act (Ley de Control Número de abortos después del cvs. 3. La exploración de estas enfermedaNacional de Anemia Falciforme) en 1972. des debe dar a las parejas en riesgo Esta ley fue diseñada para establecer un pro3 de cada 100 opciones para tener hijos sanos. grama de exploración genética que identifiNúmero de enfermedades genéticas cara a los portadores del gen de la anemia encontradas por diagnóstico prenatal. Hasta ahora, no existen programas oblifalciforme ( Figura 7.5). Cada estado recibe gatorios para hacer exploraciones genétifondos para poner en marcha el programa. cas de portadores. Un padecimiento que cumple estas tres Algunos estados hicieron programas obligatorios al establecer condiciones es la Enfermedad de Tay-Sachs, un carácter autoque todos los niños afroamericanos fueran analizados antes de sómico recesivo que afecta a 1 de cada 360 000 individuos. Esta ingresar a la escuela; otros requirieron la realización de las prueenfermedad se asocia con un desorden en los lisosomas de las bas para obtener la licencia de matrimonio. Los análisis también células corporales (véase “Resumen biológico: células y estrucse aplicaban a los jugadores profesionales de futbol y a las persotura celular”). Puede causar retraso mental, ceguera y muerte nas que solicitaban su ingreso a la Academia de la Fuerza Aérea a la edad de tres o cuatro años. En los judíos con ascendencia de Estados Unidos, ya que no se admitía a los portadores. de Europa del Este (judíos ashkenazi), esta enfermedad es caMark Antman/Image Works

¿Existen programas de exploración para identificar a los adultos portadores de enfermedades genéticas?

122

CAPÍTULO 7

Masterfile

Figura 7.4 Una pareja ashkenazi Los miembros de las comunidades judías ortodoxas han aceptado hacerse el análisis para detectar la Enfermedad de Tay-Sachs con el fin de conocer su estatus de portadores.

Masterfile

si 100 veces más frecuente que en la población general ( Figura 7.4). En los años 1970 se iniciaron programas de exploración genética de portadores de manera voluntaria en las poblaciones

Figura 7.5 Exploración genética para detectar la anemia falciforme Las familias pueden someterse a un análisis para saber si son portadoras del gen de la anemia falciforme.

caso a. preguntas Ahora que sabemos cómo y por qué se llevan

3.

a cabo los análisis prenatales, analicemos al-

de rechazar esta prueba? ¿Por qué sí o

gunos problemas que surgen del caso de Al y

por qué no?

Victoria. 1.

¿Por qué se analizó al bebé de Al y Victoria para saber si tenía pku?

2.

4.

Ni la familia de Al ni la de Victoria tienen

5.

una historia de pku. ¿Debería haberse analizado a su bebé?

síntomas. ¿Esto cambia tu opinión sobre

¿Al y Victoria deberían tener el derecho

los análisis que se le hicieron al bebé? 6.

Los análisis para detectar pku en recién

Basándote en lo que sabes sobre la ley, ¿Al

nacidos se hacen en cada estado; algu-

y Victoria tienen el derecho de demandar

nos ofrecen pruebas más extensas para

al hospital?

los recién nacidos. Al y Victoria viven en

La pku es una enfermedad genética trata-

uno de estos estados. ¿Se les debió noti-

ble. Los niños afectados deben seguir una

ficar sobre los análisis? ¿Por qué sí o por

dieta estricta que prevenga muchos de sus

qué no?

Este programa de exploración generó problemas que no se habían anticipado. En 1981 la política de la Fuerza Aérea que rechazaba a los portadores de la anemia falciforme fue revertida gracias a la amenaza de una demanda. En otros casos se informaba que con frecuencia se negaban empleos y seguros a los portadores, aun cuando no tenían problemas de salud inherentes. Algunos programas de exploración para detectar la anemia falciforme fueron criticados por no mantener la confidencialidad de sus registros y no proveer orientación a las personas identificadas como heterocigotas. A finales de los años 1970 y principios de la década de 1980, muchos de estos programas se retiraron o reestructuraron, y sólo pocos estados en la actualidad ofrecen, pero no obligan a practicarse los análisis para adultos, aunque todos los estados y el distrito de Columbia analizan a todos los recién nacidos para detectar la anemia falciforme.

Tabla 7.2 Tratamientos para condiciones genéticas Enfermedad

¿Hay un tratamiento disponible?

pku

Sí

• Con la exploración genética es posible analizar a muchos individuos dentro de una población.

7.7 ¿Todas las condiciones genéticas pueden ser tratadas?

Dieta baja en fenilalanina

Anemia falciforme

Sí

Trasplante de médula ósea, transfusiones de sangre

Hemofilia

Sí

Factor VII producido por tecnologías de dna recombinante

Fibrosis quística

Sí

Enfermedad

Sí

poliquística renal

7.6 Puntos esenciales

Tratamiento

Inhaladores, antibióticos Trasplante de riñón, diálisis

Enfermedad de Tay-Sachs

No

Enfermedad de Huntington

No

Distrofia muscular

No

Trisomías (Síndrome

No

de Down, Trisomía 18, etc.)

Muchas de las condiciones que hemos discutido pueden ser tratadas para aminorar los síntomas, pero ninguna de ellas tiene cura. En la siguiente columna, la tabla 7.2 enlista algunas condiciones y los tratamientos disponibles.

7.7 Puntos esenciales • Algunas condiciones genéticas pueden ser tratadas, pero no curadas.

CASO B Una compañía hace una gran fiesta dos Unidos se requiriera que cada bebé que naciera se sometiera a este análisis. 1. 2. 3.

4.

¿Por qué organizó la fiesta MegaGen? Da tres razones. ¿Por qué la compañía esbozó la ley? Da dos razones. ¿Qué debería hacer el congresista Smith cuando se le pidió ser patrocinador de esta ley? Hoy en día todos los bebés que nacen en hospitales son analizados para detectar varias docenas de enfermedades genéticas, como lo estipula la ley (las condiciones

istockphoto.com

Una maravillosa reunión estaba en pleno apogeo. El representante Roland Smith había asistido a muchas fiestas desde que lo habían elegido congresista para su estado, pero ésta era la mejor. La había organizado MegaGene, una importante farmacéutica que acababa de desarrollar una prueba para detectar el gen mutante de una rara y severa enfermedad que no tenía cura ni tratamiento. Finalmente, al terminar la velada, MegaGene llegó al punto que le interesaba. Los representantes de la compañía sugirieron al señor Smith que fuera patrocinador de un proyecto de ley que la compañía había esbozado para que en Esta-

5.

dependen de cada estado). ¿Los padres deberían tener el derecho de negarse a realizar estos análisis? ¿Por qué sí y por qué no? En algunos años, cuando tengamos pruebas para analizar todos los genes humanos, ¿qué crees que pasaría?

ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

123

7.8 ¿Cuáles son los problemas éticos y legales asociados con las pruebas genéticas? El uso de análisis y exploraciones genéticas tiene numerosos problemas éticos y legales. Debido a que con estos métodos se examinan y registran los genotipos de las personas, la privacidad es muy importante. Tanto las leyes federales como las estatales requieren que los registros médicos se mantengan en privado y que sus contenidos no sean revelados a nadie sin el consentimiento explícito del paciente. La información de estos análisis puede afectar el seguro médico de un paciente, la permanencia en su empleo e incluso su vida personal. Por ejemplo, si una compañía de seguros descubre que la familia porta el gen de la Enfermedad de Huntington, tal vez no quiera asegurarla. En otro ejemplo, ¿alguien estaría dispuesto a casarse con una persona que porta un gen de la Enfermedad de Huntington o de la Enfermedad Poliquística Renal?

En los tribunales o en la legislatura se tratan estas cuestiones de manera personal o sobre una base de uno a uno. En algunos casos, se han aprobado leyes que prohíben la discriminación contra alguien por causa de su constitución genética. Durante la década de 1970 se discriminó a mucha gente por ser portadoras del gen de la anemia falciforme y se apeló a muchas leyes de exploración. En otro nivel, las compañías que trabajan para crear pruebas que detectan enfermedades genéticas específicas gastan millones de dólares en investigación y desarrollo. Por esta razón buscan vender sus pruebas a todos los clientes posibles. Si dichas pruebas se usaran para los programas de exploración genética en recién nacidos, esto representaría una forma de recuperar el dinero gastado en investigación y desarrollo. La siguiente tabla discute algunas de las preguntas éticas y legales que surgen a partir de las pruebas y exploraciones genéticas.

7.8 Puntos esenciales • Las pruebas genéticas deben hacerse bajo circunstancias que aseguren que los resultados permanecerán confidenciales.

Pregunta

¿Cómo se resuelven estas cuestiones?

Casos o cuestiones legales relacionados

¿Cómo deberían usarse los resultados de

Las leyes controlan el uso de la informa-

La ley Kennedy-Kassebaum prohíbe la

estas pruebas?

ción, pero las compañías aseguradoras re-

discriminación por parte de las compa-

quieren que sus clientes potenciales fir-

ñías aseguradoras contra pacientes con

men la liberación de sus registros médicos.

enfermedades genéticas.

¿Deberíamos analizar condiciones que

Cada individuo toma la decisión de so-

Los niños y los recién nacidos no tienen

no tienen cura ni tratamiento?

meterse a estas pruebas (con excepción

el derecho a negarse a los análisis; sin

de las obligatorias por ley) después de

embargo, es posible que los adultos no

reunirse con un consejero genético o con

accedan y la ley ha confirmado este

un médico.

derecho.

¿El gobierno debería decidir quién se so-

Desde la década de 1970 el gobierno de

Los padres de familia han presentado de-

meterá al análisis?

Estados Unidos ha requerido análisis para

mandas para ser excluidos de los análisis

todos los recién nacidos. Los bebés que

y han ganado sobre bases religiosas y mo-

nacen en casa no son analizados. No obs-

rales. Pero la mayoría de ellos ni siquiera

tante, el número de pruebas aumenta.

sabe que los análisis se llevan a cabo.

¿Se debería permitir que las compañías

Esto ha ocurrido en muy pocos casos. El

En el caso eeoc vs Burlington N. Santa Fe

de seguros o los empleadores requieran

argumento común es que se hace por el

Railway Co. (véase La ley bajo la lupa,

que sus clientes o empleados potencia-

bienestar del empleado o cliente.

Capítulo 5), la compañía quería analizar

les se sometan a pruebas genéticas?

a todos sus empleados para detectar el gen que causa el Síndrome del túnel carpiano. Los tribunales decidieron que las pruebas violaban la Ley para Estadounidenses con Discapacidad y la compañía las suspendió de inmediato.

124

CAPÍTULO 7

La sociedad bajo la lupa Islandia y su código genético

Sigurdur J. Olafsson/Icelandic Photo Agency (IPA)

Esta sección examinará los análisis genéticos que se hacen en la población completa de Islandia. En 1996, un científico islandés, Kari Stefansson, fundó una compañía llamada deCODE, que buscaba genes de enfermedades en el genoma humano. Parecía lógico que, si pudiera identificar una gran población de personas relacionadas de manera estrecha, resaltaría cualquier diferencia genética asociada con enfermedades. Islandia tiene una población homogénea y relativamente pequeña de 290 000 habitantes. Pocas personas han emigrado ahí, y menos aun han dejado el país. Islandia mantiene un registro meticuloso de las familias, así como un comprehensivo registro médico que data de 1900. Abajo encontramos una foto de algunas personas de Islandia.

Stefansson creyó que, si podía obtener muestras de dna de todas las personas de Islandia, así como sus registros médicos y genealógicos, identificaría los genes de enfermedades con mayor facilidad. Al principio pidió que los voluntarios le proporcionaran muestras de dna para su base de datos. Sin embargo, para acelerar la caza de genes, se aproximó al gobierno islandés con una idea. Le propuso que pidiera a cada ciudadano islandés donar una muestra de dna para su base de datos. Después de numerosos debates, el 17 de diciembre de 1998 se escribió la Health Sector Database Act (Ley de la Base de Datos del Sector Salud), que fue sometida a votación por el Parlamento de Islandia. Por una cuota única de $950 000 dólares pagada al gobierno de Islandia, deCODE obtuvo acceso total a la historia familiar, los registros médicos y la información genética de toda la población de Islandia. De acuerdo con la ley, deCODE construiría una base de datos (con un costo de 10 a 20 millones de dólares) con las muestras de dna de todos los miembros de la población. Las diferencias en las secuencias de dna se usarían para buscar genes asociados con enfermedades. A cambio, deCODE recibiría y conservaría todas las ganancias derivadas de su licencia de operación. Para asegurar la privacidad de los registros médicos, la ley prohibió a deCODE compartir la información con cualquier persona. A cambio, a los islandeses se les prometió acceso libre a análisis genéticos y a los medicamentos desarrollados con base en este proyecto. deCODE ha firmado varios contratos de creación de fármacos con otras compañías farmacéuticas, como Merck, Roche Diagnostics y Hoffmann-La Roche.

ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

125

La sociedad bajo la lupa 1.

[Continúa]

2. 3.

4. 5.

fotogalería

deCODE realiza Aquí es donde vestigaciones in s su muchas de en Islandia. d Icelandic Photo

Agency/Alamy Lim

ite

Los siguientes son algunos logros de deCODE: 1997: localizó genes asociados con padecimientos familiares esenciales como temblores, osteoartritis, preclampsia, Alzheimer, Parkinson, artritis reumatoide, obesidad y ansiedad. Aún se hacen intentos para identificar otros genes causantes de estas condiciones. 2002: descubrió los primeros genes asociados con esquizofrenia, embolia común y enfermedad vascular periférica. 2003: desarrolló y probó fármacos para tratar la embolia, la esquizofrenia y la enfermedad vascular periférica; aisló tres genes comunes que predisponen a la obesidad y lanzó el primer ensayo clínico de una droga llamada DG031 para la prevención de ataques cardíacos. 2004: completó la segunda ronda del ensayo clínico de DG031. 2008: comenzó la tercera ronda de ensayos clínicos de DG031 y la segunda ronda de ensayos para un medicamento que previene el asma.

Recientemente, deCODE ha comenzado un programa llamado deCODEme. Con una muestra obtenida por frotamiento de la parte interior de la mejilla, este servicio en línea ofrece un análisis del genoma para identificar las variaciones genómicas asociadas con el riesgo de padecer algunas enfermedades genéticas. Los resultados del análisis genómico pueden usarse para rastrear a los ancestros genéticos, comparar los datos genómicos con otros individuos, y hacer predicciones sobre los atributos físicos basándose en los análisis del escaneo genético. Conforme haya más información sobre el genoma humano, deCODEme planea expandir el rango de enfermedades genéticas que se exploran, así como el número de servicios que ofrece.

Edda Sigurdardottir

PREGUNTAS 1. Una de las partes interesantes de la Health Sector Database Act de Islandia es que supone el consentimiento de todos los habitantes. ¿Qué problemas encuentras en esto? 2. ¿Los islandeses deberían tener el derecho de omitir el análisis? Explícalo. 3. ¿Por qué deCODE debe tener un monopolio sobre los datos y la capacidad de beneficiarse con esta información? Da argumentos en contra y a favor. 4. ¿deCODE y otras compañías son dueñas de parte o de todo el genoma de un individuo? Explícalo. 5. DeCODE prometió medicamentos gratis a los islandeses. ¿Serán confiables para cualquier efecto colateral que puedan tener? 6. En el lado izquierdo puedes ver una página del registro telefónico de Islandia. Fíjate cómo muchos de sus nombres y apellidos son los mismos. ¿Qué te dice esto sobre la genética de las personas de Islandia?

126

CAPÍTULO 7

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Los análisis genéticos determinan qué genotipo tiene una persona. [Sección 7.1] ❚ Esta información se usa de varias maneras. 2. Los análisis genéticos pueden realizarse a fetos, recién nacidos, niños y adultos. [Sección 7.1] ❚ Conforme hay mayor disponibilidad de análisis, más personas pueden ser analizadas en busca de condiciones genéticas. 3. Los diagnósticos prenatales generalmente se realizan para detectar desórdenes genéticos en el feto cuando existe una condición de riesgo. [Sección 7.2] ❚ Generalmente estos análisis se hacen en una etapa temprana del embarazo. 4. El diagnóstico genético de preimplantación (pgd) puede detectar anormalidades genéticas antes de que el embrión sea implantado en la madre. [Sección 7.2] ❚ Los niños que nacen gracias a este procedimiento no han tenido ningún efecto secundario. 5. Los análisis prenatales pueden determinar el fenotipo de un feto al examinar sus células extraídas por diversos procedimientos. [Sección 7.3] ❚ En general estos procedimientos se llevan a cabo en laboratorios acreditados. 6. La pku es una de las pocas condiciones genéticas que tiene tratamiento. [Sección 7.4] ❚ El tratamiento consiste en una dieta baja en fenilalanina. 7. Los adultos pueden ser analizados para detectar muchas condiciones genéticas. Antes de casarse, una persona puede saber si es portadora de una condición genética. [Sección 7.5] ❚ Algunas condiciones genéticas son mucho más frecuentes en ciertos grupos étnicos. 8. Con la exploración genética es posible analizar a muchos individuos de una población. [Sección 7.6] ❚ Las exploraciones se hacen con mayor frecuencia en los recién nacidos para determinar ciertas condiciones genéticas. 9. Algunas condiciones genéticas pueden ser tratadas, pero no curadas. [Sección 7.7] ❚ Existe la pregunta de si debemos hacer las pruebas para detectar las condiciones que no tienen tratamiento. 10. La información que revelan los análisis genéticos debe permanecer en privado. [Sección 7.8] ❚ Los individuos con condiciones genéticas pueden ser víctimas de discriminación.

CONCEPTOS CLAVE Amniocentesis (p. 116) Análisis genético (p. 115) Análisis de portadores (p. 116) Análisis presintomáticos (p. 116) Blastómero (p. 119) Diagnóstico prenatal (p. 116) Enfermedad de Tay-Sachs (p. 122) Exploración genética (p. 115)

Fenilalanina (p. 120) Muestreo de vellosidades coriónicas (cvs) (p. 116) PAH (p. 120) Tirosina (p. 120) Transductor (p. 117) Ultrasonografía o ultrasonido (pp. 116-117) Vellosidades coriónicas (p. 119)

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Entra a academic.cengage. com/login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso A y La sociedad bajo la lupa de este capítulo, “Hospital analiza a bebés” e “Islandia y su código genético”, estarán disponibles en la sección de tareas de Cengagenow.

PREGUNTAS DE REPASO 1. ¿Quién puede ser incluido en una exploración para detectar una enfermedad genética? 2. ¿Quién puede someterse a un análisis para identificar una enfermedad genética? 3. Dibuja una genealogía simple de una familia que sea candidata para una de las pruebas enlistadas en la sección 7.7. Indica la condición y los individuos que la tengan. 4. Conforme encontramos más y más genes asociados con enfermedades genéticas, ¿qué podría suceder con los análisis genéticos? 5. Si los padres no desean que sus hijos sean analizados al nacer, ¿a qué acción legal pueden recurrir? 6. ¿Cuál es la diferencia entre análisis y exploración genética? 7. Enlista los tres tipos de análisis genéticos que están disponibles. 8. ¿Qué condición se busca con más frecuencia al hacer análisis prenatales? 9. ¿Cuáles son los principales tipos de análisis prenatal? 10. Explica el proceso del pgd.

ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

127

PREGUNTAS APLICADAS 1.

En el Capítulo 3 discutimos algunos análisis prenatales y examinamos el caso de Martha Lawrence. Después de leer este capítulo, ¿has cambiado de opinión sobre las respuestas que diste en el caso de Martha? 2. Investiga si hay leyes de exploración genética en tu comunidad y enlista las condiciones en las cuales se conduce la exploración. 3. Cuando una compañía gasta importantes sumas de dinero desarrollando análisis genéticos, ¿cuál crees que sería la mejor manera de recuperar ese dinero?

4. Investiga un análisis que se esté desarrollando para que las mujeres embarazadas se enteren de la condición genética de sus fetos. 5. Recientemente se encontraron pequeños fragmentos de hueso carbonizado en una tumba en Yekaterinburgo, Rusia. Se identificaron como dos de los hijos del zar Nicolás de Rusia. Investiga quiénes eran. 6. ¿Cuáles serían los pros y los contras de cada uno de los análisis enlistados en este capítulo?

¿Qué harías si . . . 1. ...supieras que existe un análisis genético para detectar la predisposición al cáncer de mama, que está presente en tu familia? 2. ...pudieras realizar análisis a tu recién nacido para detectar el cáncer de mama? 3. ...la comunidad en la que vives considerara una ley que obligara a la policía a recolectar muestras de dna de todos los recién nacidos, analizar todas esas muestras para identificar más de 100 enfermedades y después guardar esos datos en una base de datos de dna?

4. ...en el futuro, una pequeña compañía, ezPGD, desarrollara una prueba sencilla de pgd, quisiera venderla a los médicos y tú fueras un publicista al cual se le encargara el proyecto? 5. ...tú y tu pareja fueran a casarse el año siguiente, y su comunidad estableciera que, para otorgar la licencia de matrimonio, las parejas se hicieran análisis para ver si son portadores de fibrosis quística o anemia falciforme?

En los medios New York Times, 27 de abril de 2007

Los científicos identifican siete nuevos genes asociados con la diabetes Nicholas Wade La investigación sobre la diabetes ha aumentado desde que la población de Estados Unidos ha envejecido. Tanto los científicos de universidades como las compañías privadas buscan una manera de controlar esta condición. Una aproximación es encontrar y relacionar genes específicos con la enfermedad. Un importante sitio de Internet sobre diabetes y el conocido diario New York Times reportaron que siete variantes de genes eran comunes en pacientes con diabetes tipo 2. Esto puede dar como resultado un análisis genético para identificar la diabetes tipo 2. Una de las compañías que informó haber encontrado un gen fue deCODE, una empresa que investiga el código genético de la población de Islandia. Fuente: http://www.nytimes.com/2007/04/27/us/27diabetes.html

PREGUNTAS 1. Si se encontrara que muchos genes más están asociados con la diabetes tipo 2, ¿encontrar una cura sería más difícil? ¿Por qué sí o por qué no? 2. Ahora que sabemos que la diabetes tiene un componente genético, ¿esto nos permitirá comer todo lo que queramos?

128

CAPÍTULO 7

Political Gateway, 16 de abril de 2007

Se encuentra una relación genética asociada con la Enfermedad de Crohn Científicos canadienses han identificado siete genes asociados con la Enfermedad de Crohn. Dicha enfermedad es una de las formas más comunes de inflamación del intestino, que afecta a un promedio de 100 a 150 de cada 100 000 individuos con ascendencia europea. Los investigadores que condujeron una búsqueda del genoma humano completo encontraron tres genes que ya se conocían previamente, más otros cuatro nuevos asociados con la enfermedad. Los investigadores encontraron que un gen, ATG16L1, puede desempeñar una función en la degradación y procesamiento de las bacterias del cuerpo. Para acceder a este artículo en línea visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTA Haz una pequeña investigación sobre la Enfermedad de Crohn y discute cómo su componente genético puede hacer una diferencia en el tratamiento.

Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, 25 de abril de 2007

Senado de Estados Unidos aprueba la Ley de Información Genética Antidiscriminatoria La Ley de Información Genética Antidiscriminatoria hace ilegal que alguien niegue un seguro médico o una oportunidad de trabajo basándose en la información genética tomada a partir del dna. La promotora más importante de la ley, la representante Lousie M. Slaughter (distrito de Nueva York) introdujo una ley similar hace 12 años. Se han presentado varias quejas en las que los empleadores han discriminado a las personas que tienen una historia familiar de anemia falciforme, Enfermedad de Huntington y varias formas de cáncer. En su momento, el presidente George W. Bush instó al Congreso a aprobar esta legislación que protege la información genética de los estadounidenses acerca del cáncer y de otros padecimientos para que aseguradoras y empleadores no pudieran usarla en su contra. El Congreso y el presidente aprobaron la ley en mayo de 2008. Para acceder a este artículo en línea visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Un aspecto interesante de la información genética es que la única manera de obtenerla es por medio de un análisis genético. Si una compañía aseguradora quiere esta información, debe solicitar que te hagas el análisis o no te asegura. ¿Te someterías al análisis en estas circunstancias? 2. La discriminación no es algo éticamente correcto. ¿Crees que la ley debería forzar a las compañías a no practicarla? ¿Por qué sí o por qué no?

ANÁLISIS GENÉTICO Y DIAGNÓSTICO PRENATAL

129

8

Ciencia forense con dna  PUNTOS CENTRALES El análisis de dna puede determinar la identidad de una persona.

❚

Los perfiles de dna se construyen en laboratorios especializados.

❚

Los perfiles de dna se usan en algunos tribunales.

❚

La ascendencia puede ser determinada por análisis de dna.

❚

Una persona puede negarse a dar una muestra de su dna a la policía.

Alamy Limited

❚

130

CAPÍTULO 8

Phanie/Photo Researchers

CASO A El dna asusta a una víctima Margaret Sackler estaba realmente asustada.

pearla. Ella peleó contra él, arañándolo y pa-

Era sangre vieja, de cinco años atrás pero,

Habían pasado cinco años desde que William

teándolo. La sangre del delincuente la salpi-

con un tipo de análisis de dna llamado pcr, es

Bern la había atacado, y ahora él pedía a su

caba. Poco después un coche pasó cerca de

posible analizar el dna viejo presente en can-

abogado que lo liberaran de la cárcel debido

ellos, y él se asustó y huyó. Ella siempre se pre-

tidades pequeñas.

a nuevas evidencias que había presentado. En

guntó qué le habría pasado si ese automóvil

realidad, ella no entendía la evidencia, pero

no hubiera aparecido.

Se le pidió a Margaret donar una muestra de sangre, y todas las muestras se analizaron.

había leído sobre la misma en el periódico.

Posteriormente ella lo identificó y testificó

El dna de Bern no correspondía con la sangre

Cierto número de prisioneros había sido libe-

en su contra en el juicio. Había visto claramente

encontrada en la blusa de Margaret. Ahora, él

rado gracias a la evidencia mostrada por las

sus ojos, pero él se había cubierto el rostro con

pedía ser liberado de prisión.

pruebas de dna.

una máscara. Ella nunca los olvidaría. A él se le

A Margaret no le importaba, ella estaba

Margaret caminaba en un estacionamiento

encontró culpable y fue sentenciado a 25 años

segura: él era culpable. Nunca podría olvidar

fuera de un centro comercial cercano a su

o cadena perpetua, por agresión. Finalmente,

sus ojos.

casa. Estaba oscuro y era casi la hora de cerrar,

Margaret se sentía a salvo.

así que no había mucha gente cerca. Un hom-

William Bern siempre había proclamado

bre con una pistola se le acercó y le ordenó

su inocencia, así que cuando escuchó de todos

que le diera todas sus joyas y dinero. Le habían

los casos de dna, pidió a su abogado que se

dicho que no se resistiera al asalto. Margaret

analizara la sangre en la blusa que Margaret

entregó todo. Pero después, él comenzó a gol-

había usado.

Algunas preguntas vienen a la mente cuando leemos sobre este juicio. Antes de responderlas, consideremos la biología que se encuentra detrás de la ciencia forense con uso del dna.

8.1 ¿Cómo se analiza el dna? En 1975, el doctor Alec Jeffreys, un científico inglés, desarrolló el primer método para preparar lo que ahora llamamos perfiles de dna, y lo usó para comparar los perfiles de distintas personas. Lo nombró huella digital de dna. Poco después de desarrollar su método, lo utilizó para resolver dos asesinatos en el norte de Inglaterra al comparar muestras de dna de algunos hombres con otra encontrada en la escena del crimen (véase La ley bajo la lupa: “Los asesinatos de Villa de Narborough”). Este espectacular descubrimiento revolucionó las investigaciones de delitos en todo el mundo.

8.1 Puntos esenciales • El uso del dna en la ciencia forense comenzó en Inglaterra en 1975.

fotogalería

hombre que Alec Jeffreys, el isis de rflp en ál an el lló rro desa Reino Unido. John Smock/AP

Photos

8.2 ¿Qué es un perfil de dna? En la década de 1980, los investigadores descubrieron variaciones en la longitud de ciertas secuencias de dna llamadas microsatélites. Los microsatélites son secuencias repetidas de 10-100 pares de bases (véase Básicos de la biología: dna). Se localizan en sitios diferentes de todos los cromosomas y se usan en la huella digital de dna. Aquí vemos cómo luce un microsatélite: ...CCTGACTTAGGATTGCCA... CIENCIA FORENSE CON DNA

131

Posteriormente se descubrieron otras secuencias más cortas llamadas secuencias cortas repetidas en tándem (str, por sus siglas en inglés). Son aún más cortas y sólo tienen de dos a nueve pares de bases de longitud. Los cúmulos de str se encuentran ampliamente distribuidos en todos los cromosomas humanos. Las variaciones en el número de repeticiones se usan para preparar los perfiles de dna. Aquí vemos cómo luce una str de la repetición de TTCCC: ...CCTGACTTAGGATTGCCA... ...CCTGACTTAGGATTGCCA... ...TTCCCTTCCCTTCCCTTCCCTTC...

Además, también se han identificado los polimorfismos de nucleótido único (snp, por sus siglas en inglés), cuya pronunciación es “snips”. Éstos son diferencias de un solo par de bases en la secuencia de dna. Debido a que consisten de sólo un par de bases, pueden ser específicos para cada individuo. Aquí vemos cómo luce un snp comparado con secuencias de dna de otros individuos dentro de una población:

el uso de microsatélites, los str se usan de manera rutinaria, y el término huella digital de dna ha sido reemplazado por el de perfil de dna.

¿Cómo se construyen los perfiles de dna?

fotogalería

¿Cómo se hace el análisis de rflp?

...ATCGTCGAGCCTAAATA... ...ATCGTCGAGCCTAAATA... ...ATCGTCGAGCCTAAATA... ...ATCGTCGTGCCTAAATA... ...ATCGTCGAGCCTAAATA... ...ATCGTCGAGCCTAAATA...

En el análisis de rflp por lo general se utilizan grandes cantidades de sangre u otras muestras biológicas. El proceso consta de los siguientes pasos (sigue la figura junto con el texto): 1. 2.

Cada una de estas variaciones de dna puede utilizarse para crear un perfil de dna e identificar a individuos. Estos perfiles se aplican de varias formas: como casos criminales, demandas de paternidad, estudios de evolución humana e identificación de cuerpos. Aunque la tecnología comenzó con

3.

4.

El dna se extrae de las células de tres personas diferentes.

5.

6.

Se extrae el dna de tres muestras. El dna se corta en fragmentos usando enzimas de restricción (véase el Capítulo 6). Los fragmentos de dna se cargan en pequeñas ranuras (denominadas pozos) de una sustancia parecida a un gel llamada agarosa. Se pasa corriente eléctrica a través del gel (que se sumerge en un líquido). La corriente hace que los fragmentos de dna migren a través de los poros del gel, separando los fragmentos por tamaño. Conforme migran a través del gel, la mezcla de fragmentos de dna se separa por tamaño. Los fragmentos más pequeños migran más rápido y más lejos que los grandes. El patrón que resulta de los fragmentos de dna se visualiza y se le fotografía. Los patrones obtenidos de un individuo pueden escanearse y guardarse en una base de datos para ser comparados con los patrones obtenidos de otros individuos.

Cada muestra se corta con una enzima de restricción específica. El dna se carga en un gel.

El gel se sumerge en un líquido y se le aplica una corriente eléctrica que va de la parte superior a la parte inferior del gel.

132

CAPÍTULO 8

hizo posible

lp Los perfiles de dna pueden El análisis de rf ras que se icar muest tif en imen id construirse a partir de varios escenas del cr encontraban en compatibles con an er métodos. Dos de ellos, que se y concluir si echosos. las de los sosp Researchers usan de manera común en la hoto Martin Shields/P ciencia forense del dna, son el análisis de polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción (rflp, por sus siglas en inglés) y la reacción en cadena de la polimerasa (pcr, por sus siglas en inglés).

Los fragmentos de dna se mueven a través del gel y se separan por tamaños. Los más pequeños migran más lejos.

Se visualizan y analizan las bandas de dna.

5. La dna polimerasa (la enzima que participa en la replicación del dna) se añade a la solución junto con los nucleótidos (C, A, T y G). La dna polimerasa usa los nucleótidos para sintetizar una molécula de dna de doble cadena a partir de cada cadena patrón o templado.

¿Cómo funciona el pcr? El pcr usa una cantidad muy pequeña de dna para producir perfiles, trabajando de una manera muy similar a la replicación del dna en una célula (véase Básicos de la biología: dna). Durante el proceso del pcr, el dna se calienta y enfría. Después de cada ronda de replicación, la cantidad de dna se duplica. Esto puede repetirse varias veces. Así, es posible amplificar un solo fragmento de dna para obtener millones de copias. El proceso consta de los siguientes pasos (sigue la figura): 1. 2. 3.

4.

fotogalería

la r hizo posible El análisis de pc cantidades de n ció ca amplifi a y observar de pequeñas de dn s viejas. cia en nuevo evid

Estos pasos componen un ciclo de pcr. El ciclo puede repetirse una y otra vez. La cantidad de dna presente se searchers duplica con cada ciclo. El poder del pcr Phanie/Photo Re Se extrae el dna de una muestra y se coloca permite que a partir de cantidades mínien una solución. mas de dna se produzcan millones de copias en pocas horas. El dna se calienta y se separa en dos cadenas sencillas. Esta tabla muestra cómo se incrementa la cantidad de La temperatura de la solución baja, y secuencias cortas dna en cada ciclo de pcr. de nucleótidos llamadas primers o cebadores, se mezclan con el dna. Los primers encuentran y se aparean en las regiones comTabla 8.1 Uso del pcr para incrementar el dna plementarias de la cadena sencilla de dna. Actúan coCiclo Número de copias de dna mo el comienzo de una nueva cadena de dna.

1 Se recupera dna para ser analizado por la pcr.

2 El dna se calienta y se separa en dos cadenas sencillas.

0

1

1

2

5

32

10

1 024

15

32 768

20

1 048 576

25

33 544 432

30

1 073 741 824

Primers

3 Los primers se añaden y se unen a las regiones complementarias en el dna.

4 Los primers sirven como puntos de inicio del nuevo dna.

5 Se forma nuevo dna de doble cadena

a. Un ciclo de la pcr

1

Muestra inicial 2 Un ciclo 3

b. Múltiples ciclos de la pcr

Dos ciclos

4 Tres ciclos

CIENCIA FORENSE CON DNA

133

¿Cómo se usan los str para crear perfiles de dna? Cada str se compone de dos a nueve nucleótidos. Cada alelo de un str contiene un número único de copias repetidas de estos nucleótidos. Por ejemplo, un str puede contener copias de tres nucleótidos AGA. Un alelo de este str (alelo 1) puede contener una copia de AGA, otro tres copias (alelo 2) y otro (alelo 3) puede tener cinco, como se muestra a continuación:

La frecuencia combinada muestra que, entre más alelos se analizan, más rara se vuelve la combinación en la población. Posteriormente discutiremos cómo aplica esto en casos de delitos.

¿De dónde vienen las muestras de dna?

El análisis de varios alelos str puede mostrar con cuánta frecuencia es posible encontrar una combinación de estos alelos en una población. Las poblaciones diferentes pueden tener distintas frecuencias de estos alelos. Este análisis se hace en una serie de pasos:

Los perfiles de dna pueden prepararse a partir de muestras muy pequeñas de dna (gracias a la pcr) obtenidas de diferentes fuentes, como cabello, cepillos de dientes, restos de saliva en sobres, colillas de cigarros o saliva seca en la parte trasera de una estampilla de correos. Es posible utilizar las evidencias de crímenes como asesinatos, violaciones, robos y accidentes. Los perfiles también pueden obtenerse de muestras muy viejas de dna, lo que incrementa su utilidad en los casos legales. De hecho, se han preparado perfiles de dna de momias de más de 2 400 años de antigüedad.

1.

8.2 Puntos esenciales

Alelo 1: Alelo 2: Alelo 3:

2.

3.

...AGA... ...AGAAGAAGA... ...AGAAGAAGAAGAAGA...

Las muestras de dna de una población se analizan para establecer cuáles alelos de str están presentes en los miembros de la población. Los resultados pueden analizarse para ver con cuánta frecuencia aparecen combinaciones específicas de alelos en la población; este resultado se llama frecuencia poblacional (que se discute con mayor detalle en el Capítulo 14). Las frecuencias poblacionales de cada alelo de str se multiplican juntas para estimar las probabilidades de que cualquiera que porte esta combinación específica de alelos sea compatible con la muestra analizada. str

Alelo

Frecuencia en la población Frecuencia combinada

A

1

1 en 25

B

2

1 en 100

A1 ⴛ B2 (1 en 25 ⴛ 1 en 100) ⴝ 1 en 2 500

C

3

1 en 320

A1 ⴛ B2 ⴛ C3 (1 en 25 ⴛ 1 en 100 ⴛ 1 en 320)

• Existen tres tipos de variaciones del dna que se usan para preparar perfiles: microsatélites, repeticiones cortas en tándem (str) y polimorfismos de un solo nucleótido (snp). • Dos métodos comúnmente usados en la ciencia forense con dna son el análisis de polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción (rflp) y la reacción en cadena de la polimerasa (pcr). • Las muestras de dna de estos análisis pueden tomarse de diversas fuentes, como raspados del interior de la mejilla, semen, saliva y sangre. • Cada uno de estos análisis puede usarse para analizar el dna y después compararlo con otras muestras.

ⴝ 1 en 800 000 D

4

1 en 75

A1 ⴛ B2 ⴛ C3 ⴛ D4 (1 en 25 ⴛ 1 en 100 ⴛ 1 en 320 ⴛ 1 en 75) ⴝ 1 en 60 millones

caso a. preguntas Ahora que sabemos cómo y por qué se hacen

3.

Si fueras el abogado de William, ¿qué

5.

¿Se deberían usar análisis de dna en las

los perfiles de dna, veamos algunos de los

argumentos usarías para convencer al ju-

personas que ya han sido condenadas

problemas que surgen del caso de Margaret

rado de incluir la evidencia de dna en el

para obtener nuevos juicios? ¿por qué?

nuevo juicio?

Sackler. 1.

Si tú fueras el juez, ¿concederías a William Bern un nuevo juicio? ¿Por qué sí o por qué no?

2.

Si fueras el fiscal, ¿qué argumentos darías para no usar la evidencia de dna?

134

CAPÍTULO 8

4. Margaret es un testigo ocular. ¿Qué es más confiable, un testigo ocular o un análisis de dna? ¿Por qué?

6. En algunos casos, el dna no es igual pero tiene 60% de compatibilidad. ¿Qué podría significar esto?

Fuentes de evidencia de dna Pasamontañas Kimber Rey Solana/Shutterstock

Mancha de sangre Dmitriy Aseev/Shutterstock

Prenda de vestir Tonis Valing/Shutterstock

Un cabello Jupiter Images

Cigarro Hermann Danzmayr/ Shutterstock

Huesos Zafon404/ Dreamstime LLC

Estampillas postales Fambros/Dreamstime LLC

Diente Lata de refresco

Steve Cole/Getty Images

Feng Yu/Shutterstock

CIENCIA FORENSE CON DNA

135

8.3 ¿Cuándo llegó la ciencia forense con dna a los tribunales de Estados Unidos?

en cuanto a números 10 000 Número de casos de delitos que cada año usan la ciencia forense con dna en Estados Unidos.

La mayoría de los análisis hechos en Estados Unidos usa un panel de 13 str para preparar los perfiles de dna. Este Sistema de índices de dna combinado (codis) es usado por agencias del orden público y otras agencias del gobierno cuando se comparan los perfiles de dna. Una muestra de dna se analiza usando los str del panel de codis para desarrollar un perfil de dna. En un caso de delito, si el perfil de un sospechoso no coincide con el de la evidencia, él o ella pueden ser declarados inocentes por exclusión. Cerca de 30% de los resultados de los perfiles de dna sirven para declarar inocentes a las personas por exclusión.

Cortesía, Cellmark Diagnostics, Abingdon, UK

artpartner-images.com/ Alamy Limited

Como discutimos en el Capítulo 1, la evidencia científica no es admitida de inmediato en los tribunales. En el importante caso Frye vs US (véase la sección La ley bajo la lupa: Capítulo 1), se plantearon cuatro preguntas que decidirían si la ciencia era “buena” o era “ciencia basura”. Esta prueba se ha apli75% cado al dna que se utiliza en la ciencia Porcentaje de esos casos forense y pasó la prueba de Frye, así que involucran asalto sexual que se acepta en los tribunales. El primer caso de un delito en el ¿Qué es una base de datos 20 000 que se usó dna de la ciencia forense Número de casos civiles por año de dna? comenzó en Inglaterra en 1983 (véase que involucran la ciencia forense En 1998, el fbi comenzó a catalogar perfiles La ley bajo la lupa: “Los asesinatos de la con dna en Estados Unidos. y muestras de dna obtenidos de convictos; Villa de Narborough”). Tuvieron que ahora la base de datos contiene más de 1 en 100 trillones pasar algunos años antes de que este 1 700 000 perfiles. Muchos estados obtienen tipo de evidencia llegara a Estados UniProbabilidad de que dos personas muestras de dna de las personas arrestadas dos. Cuando lo hizo, el uso de la evidentengan los mismos 13 alelos en codis. por cualquier delito e ingresan su perfil de cia de dna en el sistema legal se analizó 6.6 billones dna a la base de datos. Conforme se acumude manera tan minuciosa como cuallan grandes cantidades de perfiles, estas Número de personas en la Tierra. quier otro método científico. Cada esbases de datos se convierten en herramientado tenía que decidir sus propios tas importantes para resolver delitos. Por estatutos para la utilización de este proejemplo, en Virginia, en un periodo de tres cedimiento y, por muchos años, el público no tuvo conciencia años la comparación de perfiles de dna de la base de datos del del dna en la ciencia forense. estado con la evidencia encontrada en la escena del crimen El primer caso de Estados Unidos en probar la admisibiresolvió más de 1 600 lidad de un perfil de dna fue People vs Castro, 545 N.Y.S.2d casos en los cuales no 985 (S. Ct. 1989). Castro asesinó a una mujer de 20 años y a había sospechosos. su hija de dos. Se encontró sangre en el reloj de Castro. El tribunal determinó que los procedimientos de identificación por dna eran aceptados entre la comunidad científica. Pero, debido a que los investigadores sólo pudieron determinar que la sangre no era del acusado, y no que pertenecía a alguna de las víctimas, no se admitió como evidencia. Sin embargo, esto sólo fue el comienzo del uso de la evidencia de dna en los tribunales estadounidenses.

¿Cómo se usan los perfiles de dna en los tribunales? El uso del conocimiento científico en las leyes civiles y penales se llama ciencia forense. El análisis forense de dna en general se realiza en laboratorios criminalísticos de la policía local, laboratorios privados y en el del Buró Federal de Investigación (fbi), en Washington, D.C. En los casos de delitos, el dna se obtiene de materiales biológicos encontrados en la escena del crimen. Puede ser sangre, tejido, cabello, fragmentos de piel y semen. Los perfiles de dna se preparan a partir de la evidencia y se comparan con los de las víctimas y los sospechosos. A la derecha mostramos una de estas comparaciones.

136

CAPÍTULO 8

1

2

3 Muestra 4 de sangre de la escena del crimen

5

6

7

8.3 Puntos esenciales • La ciencia forense con dna llegó a los tribunales de Estados Unidos en 1989 y en la actualidad se usa en todos ellos.

8.4 ¿Qué otros usos existen para los

Figura 8.1 Zar Nicolás II de Rusia El zar Nicolás II de Rusia y su familia fueron asesinados durante la Revolución Rusa. Años más tarde sus restos fueron identificados utilizando dna forense.

Martin Shields/Photo Researchers

Fuera de los tribunales, los perfiles de dna tienen muchos otros usos. Los biohistoriadores usan análisis de dna para identificar correctamente cuerpos o partes corporales de personas famosas o infames cuyas tumbas se han removido varias veces o se han descubierto de manera reciente. Por ejemplo, el zar Nicolás II de Rusia ( Figura 8.1) y su familia fueron asesinados en 1917 y enterrados en tumbas sin señalizaciones. En 1991, unos restos que se encontraron en Yekaterinburgo, Rusia, fueron identificados como los del zar y de algunos miembros de su familia. En 2008 se determinó que los huesos hallados en una zona cercada eran de otros dos de sus hijos, lo que completó a todos los miembros de la familia. Los perfiles de dna sirven para identificar los restos del personal militar que ha muerto en acción, así como los de las personas que perdieron la vida en el ataque del 11 de septiembre de 2001. En los estragos que causó el huracán Katrina, en el sureste de Estados Unidos en 2005, mucha de la gente fallecida fue identificada por medio de perfiles de dna. Otra de sus aplicaciones importantes es la identificación de la paternidad. Las muestras compatibles del padre, la madre y el hijo permiten 100% de eficacia en la identificación de los padres. El uso de los perfiles de dna en las pruebas de paternidad asegura que muchos niños reciban la pensión que necesitan. Abajo encontramos la foto de una prueba de paternidad que compara el dna del padre, la madre y el hijo:

Hulton Archive/Getty Images

perfiles de dna?

Las mitocondrias sólo se encuentran en el citoplasma de una célula (véase Resumen biológico: “Células y estructura celular”). Debido a que el óvulo es el único gameto con citoplasma, las mitocondrias siempre se transmiten de madre a hijos ( Figura 8.2). Las mitocondrias contienen pequeñas cantidades de dna. Los espermatozoides no tienen citoplasma y, por lo tanto, no pueden transmitir dna mitocondrial (dnamt) a sus hijos. Las diferencias en las secuencias encontradas en el dnamt proveen una serie de marcadores llamados haplotipos. Cada persona tiene el mismo haplotipo que su madre, así que la comparación de haplotipos puede ayudar a rastrear la ascendencia materna. Los haplotipos similares pueden agruparse para formar haplogrupos; éstos sirven para proveer información sobre los orígenes genéticos de grupos de poblaciones grandes (europeos, asiáticos, africanos). Los análisis de los haplotipos del cromosoma Y se usan para rastrear la ascendencia paterna. Debido a que el cromosoma Y se transfiere de padre a hijo virtualmente sin cambios ( Figura 8.3), se puede utilizar para establecer linajes masculinos.

I

(Ancestro común femenino)

II

¿Los perfiles de dna pueden rastrear nuestra ascendencia? El uso del dna en la identificación forense en casos de paternidad de alto perfil, así como en programas de televisión, ha elevado la conciencia de que éste puede utilizarse para rastrear la ascendencia de un individuo. Muchas compañías ofrecen por Internet pruebas genéticas para identificar la ascendencia de la gente. En general se ofrecen dos tipos de pruebas: las de análisis de dna mitocondrial y las pruebas de análisis del cromosoma Y.

III

Figura 8.2 Herencia del dna mitocondrial Esta genealogía muestra un ancestro femenino común y la herencia del dna mitocondrial en su familia. Los círculos y cuadrados rojos muestran cómo el dna mitocondrial de la mujer en la generación 1 se transfiere de una generación a otra.

CIENCIA FORENSE CON DNA

137

Los análisis de dna que se basan en dnamt o en el cromosoma Y pueden usarse para búsquedas en bases de datos que te den información sobre tu ascendencia. Uno de los proyectos más grandes para rastrear la ascendencia y los patrones de migración humana fuera de África y alrededor del mundo es patrocinado por la National Geographic Society. Este esfuerzo se conoce como Proyecto Genográfico. Los individuos interesados deben pagar para participar en este proyecto. Aquellos que se enlistan, reciben un vial y un hisopo para recolectar células del interior de su mejilla. El Proyecto Genográfico usa los resultados de manera anónima para construir una tabla detallada de migraciones humanas de los últimos 50 000 a 100 000 años.

I

(Ancestro común masculino)

II

III

Figura 8.3 Herencia del cromosoma Y Esta genealogía muestra un ancestro común masculino y cómo se transfiere el cromosoma Y en la familia. Los cuadros rojos ilustran la transferencia del cromosoma Y de padre a hijo.

8.4 Puntos esenciales • Los perfiles de dna se usan para rastrear la ascendencia a lo largo de los linajes maternos y paternos. • Los perfiles de dna tienen diversos usos en otras áreas de la sociedad.

Había pocas pruebas sobre los asesinatos de

17 años de edad o más, que donaran una

dos mujeres en una pequeña comunidad rural.

muestra de células (obtenidas con un hisopo

La policía tenía evidencia escasa, pero contaba

que frotara el interior de las mejillas) y haría

con muestras de piel del asesino, que había

pruebas de dna con todas las muestras.

encontrado en las uñas de las víctimas. A partir de estas muestras se crearon perfiles de dna, pero no había sospechosos. Como el crimen había ocurrido en el bosque, se supo-

1. 2.

El investigador a cargo del caso, el teniente DeMato, decidió probar una nueva técnica que se usaba en Reino Unido llamada red de captura de dna. Pediría a todos los miembros masculinos de la comunidad que contaran con

138

CAPÍTULO 8

4.

men. Si fueras el teniente DeMato, ¿qué harías después? 3.

De manera sorprendente, se encontró una muestra idéntica durante la estrategia de red de captura. El fiscal del distrito se preguntó si esta estrategia sería aceptada como evidencia durante el juicio. Da tres argumentos que podrían usarse para hacer que la estrategia de red de captura se admitiera como evidencia.

Expón tres argumentos que podría usar la defensa para evitar que se admitiera la

fuera idéntica a la de la escena del cri-

men huellas digitales, de pies ni prendas de

muestra, el crimen se resolvería.

Imagina que, de las muestras tomadas a todos los hombres en el área, ninguna

No se habían recuperado de la escena del cri-

a alguien cuyo perfil de dna coincidiera con la

¿Qué podría pasar si un hombre se negara a donar una muestra?

nía que de noche, no había testigos oculares.

ropa. Si los investigadores pudieran encontrar

Thomas Hoeffgen/Getty Th H ff /G Images I

CASO B Se piden muestras a todos

evidencia. 5.

Después de que el teniente DeMato envió una carta a todos los hombres del área, comenzó a hacer las pruebas. El vigésimo tercer hombre de la lista, Irving Tomston, no respondió. Mandó una segunda carta, y aun así no recibió respuesta. ¿Qué debería hacer el teniente DeMato?

8.5 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la ciencia forense con dna? La siguiente tabla se enfoca en algunas de las preguntas éticas y legales asociadas con los perfiles de dna.

8.5 Puntos esenciales • Los perfiles de dna han sido útiles para asegurar la liberación de cientos de personas inocentes que estaban encarceladas. • La mayoría de los estados y el gobierno federal de Estados Unidos han construido bases de datos de dna para resolver delitos.

¿Cómo se resuelven estas cuestiones?

Pregunta

Casos o cuestiones legales relacionados

Si se te pidiera donar una muestra de dna

En la mayoría de los casos, uno tiene dere-

En algunos casos, los sujetos de una red de

para una red de captura (en la cual se les

cho a negarse, pero la policía puede ver tus

captura de dna han sido hostigados y con

pide lo mismo a muchas personas), ¿te po-

antecedentes si no accedes.

frecuencia pierden sus empleos si no presentan quejas. No hay un caso legal de esto.

drías negar? ¿Quién debe proporcionar dna para una

La mayoría de los estados ha aprobado le-

Recientemente, Nueva York aprobó una le-

base de datos?

gislaciones que requieren a los delincuentes

gislación que permite la recolección de

convictos proporcionar muestras. Los servi-

dna de personas sospechosas de un delito.

cios militares también requieren muestras

El Pentágono tiene una de las bases de da-

para la identificación en caso de guerra.

tos de dna más grandes del mundo. En 2000, dos infantes de marina presentaron una demanda por el derecho a no contribuir con dna para esta base de datos. Se les obligó a dar una muestra o serían dados de baja.

¿El dna puede liberar a prisioneros que fue-

Si el caso de un prisionero finalizaba antes

Más de 300 prisioneros han sido liberados

ron condenados por error?

de 1989, él o ella tendrían permitido hacer

gracias a proyectos de inocencia que se ha-

análisis de dna. Dependería del estado, la

cen en todo Estados Unidos. Éstos investi-

decisión del tribunal y si la evidencia se-

gan los casos y hacen que la ciencia forense

guía disponible.

con dna esté disponible para una apelación. Algunos prisioneros esperaban la pena de muerte cuando fueron liberados.

¿Es posible investigar y analizar la evidencia

Definitivamente esto ha sucedido. Si el de-

En un caso, se usó evidencia vieja para con-

vieja años después de que se ha cometido el

lito es un asesinato, no hay estatutos de li-

denar a un hombre que cometió un asesi-

delito?

mitación y el pcr puede servir para incre-

nato 40 años antes.

mentar la cantidad de dna disponible.

fotogalería

de ició el Proyecto Barry Scheck in Universidad de la Inocencia en va York, el cual ha Yeshiva, en Nuecias en cientos de revisado eviden ación por dna. er casos de exon tos John Bazemore/AP

Pho

CIENCIA FORENSE CON DNA

139

La ley bajo la lupa Los asesinatos de Villa de Narborough

Las huellas digitales de dna se aceptaron como evidencia científica en un caso que comenzó en 1983. En la pequeña villa de Narborough, Leicestershire, Inglaterra, dos mujeres jóvenes fueron violadas y asesinadas en un periodo de tres años. Ambas chicas, Dawn Ashworth y Lynda Mann, tenían 15 años de edad y sus cuerpos se encontraron en un campo. El principal sospechoso era un joven de la localidad, Richard Buckland, quien después del interrogatorio dio detalles sobre el cuerpo de Dawn Ashworth que no habían sido revelados. Después confesó el asesinato de Lynda Mann, pero negó cualquier participación en el primero. Convencidos de que Buckland había cometido ambos crímenes, los oficiales de policía de Leicestershire establecieron contacto con el Dr. Alec Jeffreys, de la Universidad de Leicester, quien recientemente había desarrollado la técnica de la huella digital de dna como una nueva opción para identificar muestras de dna. Le pidieron que comparara las que se habían recuperado de ambas escenas del crimen con una del dna de Buckland. Jeffreys comparó muestras de semen de los dos asesinatos con una de sangre del sospechoso, y concluyó que el mismo hombre había matado a ambas chicas, pero no era Buckland. Richard Buckland fue la primera persona del mundo exonerada de un asesinato mediante el uso de perfiles de dna. El Dr. Jeffreys dijo: “No tengo dudas, de no haber sido por la evidencia de dna, lo hubieran encontrado culpable. Fue un acontecimiento sobresaliente.” En este punto, la policía se encontraba perdida. Para encontrar al asesino, iniciaron una red de captura de dna. Pidieron a más de 4 000 hombres de las áreas circundantes donar una muestra de dna para que se analizara. Sin que la policía lo supiera, el asesino pagó a otro hombre para que diera la muestra de dna en su lugar. Colin Pitchfork dijo a Ian Kelly, un panadero que trabajaba con él, que no podía donar sangre. Kelly usó un pasaporte falso y pudo dar la muestra en nombre de Pitchfork. Aunque parezca mentira, Pitchfork hubiera pasado desapercibido, pero fue aprehendido cuando Kelly alardeó en un pub cercano sobre el engaño. Una mujer escuchó la conversación e informó a la policía. Este caso histórico se relató en el libro The Blooding, escrito por Joseph Wambaugh.

fotogalería

en un libro basado The Blooding es Pitchfork. lin Co de el caso mbaugh. Se ng por Joseph Wa odi Portada de The Blo , una división de Bantam Books usó con permiso . Inc , use Ho de Random

PREGUNTAS 1. Este caso es sorprendente por varias razones. Fue el primero en el que se utilizaron los perfiles de dna, y se aportó información nueva a la ciencia forense y a las redes de captura de dna. ¿Qué crees que pudo pasar si los investigadores no hubieran usado la técnica del Dr. Jeffreys? 2. Hoy en día, las redes de captura de dna se usan en toda Inglaterra. ¿Por qué crees que no pasa lo mismo en Estados Unidos? 3. Haz una investigación acerca de las leyes sobre redes de captura de dna en Inglaterra. ¿Estás de acuerdo con ellas? 4. En Truro, Massachusetts, en el verano de 2005 Christa Worthington fue asesinada en su hogar y su hija de dos años estaba sentada cerca del cuerpo. Todo el estado se indignó ya que ella era una columnista popular. La policía solicitó a todos los hombres que vivieran de Truro a Cabo Cod muestras de dna. La red de captura obtuvo mucha atención de los medios. Aunque parezca extraño, su asesino (el hombre que recolectaba la basura) donó sangre y esperó dos años cerca del área hasta que las muestras se analizaran. ¿Qué crees que pensaba?

fotogalería

140

CAPÍTULO 8

ington Christa Worth El asesinato de e la causa de la fu A, M en Truro, de la primera red realización de s Unidos. do ta Es en a captura de dn Massachusetts

State Police/AP

Photos

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Los análisis forenses que usan dna comenzaron en Inglaterra en 1975. [Sección 8.1] ❚ Alec Jeffreys fue el primero en hacerlo usando muestras de sangre. 2. Las muestras de dna de estos análisis pueden tomarse a partir de varias fuentes, como semen, células del interior de las mejillas, saliva y sangre. [Sección 8.2] ❚ Cualquier tejido del cuerpo humano puede usarse con el fin de extraer células para el análisis. 3. Se usan tres variaciones del dna en la elaboración de perfiles de dna: microsatélites, secuencias cortas repetidas en tándem (str) y polimorfismos de nucleótido único (snp). [Sección 8.2] ❚ Estas variaciones están en todos los individuos. 4. Dos métodos comunes en la ciencia forense con dna son el análisis de polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción (rflp) y la reacción en cadena de la polimerasa (pcr). [Sección 8.2] ❚ Ambos métodos se usan en los juicios penales. 5. Cada una de estas pruebas puede ser útil para analizar patrones de dna y después hacer la comparación con otras muestras. [Sección 8.2] ❚ Generalmente las comparaciones se hacen contra las muestras encontradas en la escena del crimen. 6. La ciencia forense con dna entró a los tribunales de Estados Unidos en 1989 y ahora se usa en todos ellos. [Sección 8.3] ❚ Este tipo de pruebas ha revolucionado la identificación personal. 7. Los perfiles de dna pueden usarse para rastrear la ascendencia a lo largo de las líneas materna y paterna. [Sección 8.4] ❚ Las pruebas de ascendencia se han hecho populares pero siguen en su primera fase. 8. Los perfiles de dna tienen diversos usos en muchas áreas de nuestra sociedad. [Sección 8.4] ❚ Muchos piensan que los perfiles serán la manera de identificar a las personas en el futuro. 9. Los perfiles de dna se han utilizado para asegurar la liberación de cientos de personas encarceladas por error. [Sección 8.5] ❚ Cada día se libera a más prisioneros. 10. La mayoría de los estados y el gobierno federal de Estados Unidos han construido una base de datos de dna que es posible usar en la resolución de delitos. [Sección 8.5] ❚ Estas bases de datos contienen información valiosa que debería mantenerse de forma confidencial.

CONCEPTOS CLAVE Análisis del cromosoma Y (p. 137) Biohistoriador (p. 137) dna mitocondrial (dnamt) (p. 137) Frecuencia poblacional (p. 134) Haplogrupos (p. 137) Haplotipos (p. 137) Huella digital de dna (p. 131) Microsatélites (p. 131) Perfil de dna (p. 132)

Polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción (rflp), análisis de (p. 132) Polimorfismo de nucleótido único (snp) (p. 132) Primers (p. 133) Reacción en cadena de la polimerasa (pcr) (p. 132) Secuencias cortas repetidas en tándem (str) (p. 132) Sistema de índices de dna combinado (codis) (p. 136)

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PREGUNTAS DE REPASO 1. El término huella digital de dna fue desarrollado en fases tempranas en la tecnología. Elabora un cuadro en el que compares y contrastes los perfiles de dna y la tecnología más antigua, la huella digital. 2. ¿Cuál es la diferencia entre los microsatélites, los str y los snp? 3. ¿Por qué se prefiere el uso del pcr al del análisis por rflp? 4. ¿Cuál es el significado del concepto polimorfismo de la longitud de los fragmentos de restricción y de dónde viene? 5. ¿Quién inventó la técnica del pcr? Investígalo. 6. ¿Qué mueve al dna a través del gel en los análisis de rflp? 7. Menciona dos beneficios que los perfiles de dna tienen en los tribunales. 8. Realiza una investigación e identifica el estado de Estados Unidos en que se encuentra la base de datos de dna más extensa. 9. En algún punto, los análisis de rflp y pcr se fusionaron. ¿Cómo sucedió esto? 10. ¿Por qué es útil analizar cantidades cada vez más pequeñas de dna?

CIENCIA FORENSE CON DNA

141

PREGUNTAS APLICADAS 1. 2. 3. 4. 5.

6.

7.

8.

9.

Investiga las leyes de Inglaterra que controlan las redes de captura del dna y escribe un breve reporte. Lee sobre los chips de dna y discute cómo cambiarán la identificación criminalística. Si un alelo prevalece en cierto grupo de personas, ¿Qué significa esto? A la ciencia forense con uso de dna le tomó cierto tiempo entrar al sistema judicial de Estados Unidos. ¿A qué crees que se deba? Si se aprehende e interroga a una persona sobre un delito, ¿se debería tomar su dna? ¿Debería conservarse? Explica tus razones. Regresa al Capítulo 1 y vuelve a leer Frye vs US ¿Cómo aplica este caso para el uso de la ciencia forense con dna en los tribunales de Estados Unidos? Conforme el pcr nos permite analizar muestras cada vez más pequeñas de dna, ¿cómo crees que esto cambiará la manera en que la policía y los expertos en ciencia forense traten una escena del crimen? Menciona tres maneras. Las pruebas de dna también se llevan a cabo para identificar a perros de raza pura en las exposiciones caninas. Si esto se hace todo el tiempo, ¿qué efectos podría tener sobre estos eventos? Algunos piensan que debería formarse una extensa base de datos de dna para incluir el de todos los recién nacidos del futuro. ¿Cuál es tu opinión acerca de esto? ¿Por qué?

Aprende escribiendo En el Capítulo 1 te sugerimos que comenzaras un blog con tus compañeros de clase o con otras personas que estuvieran interesadas en nuestros tópicos. Ahora es tiempo de volver a visitar tu blog y considerar algunas de las preguntas de los capítulos 5 al 8. Envía un correo a otros participantes que creas que se interesen, e invítalos a contribuir con tu blog. Aquí hay algunas ideas que puedes incluir en él: • ¿Un defecto de un solo gen, como el de la anemia falciforme, es más serio que un cromosoma extra o uno ausente? • ¿Qué compensaciones se le debería dar a las personas que fueron liberadas después de pasar años en la cárcel? • Tomó muchos años identificar todas las partes del cuerpo rescatadas de la destrucción de las Torres Gemelas el 11 de septiembre de 2001 en la ciudad de Nueva York, pero la comparación de dna no ha sido tan eficaz en la identificación de los cuerpos que se encontraron después de la catástrofe de Katrina. ¿Por qué crees que suceda esto? • Algunas personas han sugerido crear una base de datos de dna tomando el de los recién nacidos. ¿Es una buena idea? • Discute cualquier otra pregunta o comentario que quieras hacer a tus compañeros.

¿Qué harías si . . . 1. …se te pidiera participar en una red de captura de dna?

4. …estuvieras en el jurado de Sackler?

2. … se te pidiera votar en un referéndum que crearía una base de datos de dna de todos los recién nacidos?

5. …se te diera la oportunidad de participar en un análisis de ascendencia?

3. …estuvieras en un jurado donde se te pidiera liberar a un prisionero después de 20 años debido a evidencias de dna?

En los medios 60 Minutes (CBS), 15 de julio de 2007

dna: ¿va muy lejos? En un episodio de 60 Minutes se discutió el uso de los perfiles de dna para buscar en bases de datos a los parientes de los sospechosos. En Inglaterra, en el caso del “violador de zapatos”, fue muy eficaz. Con base en una comparación de dna que no alcanzaba 100%, la policía encontró a una mujer cuyo perfil estaba en la base de datos. Le preguntaron si tenía un hermano y, cuando lo localizaron, encontraron cientos de zapatos debajo del piso de su casa. Los análisis subsecuentes de dna mostraron que había violado a muchas mujeres. Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Puedes comprender por qué muchas personas podrían estar en contra de este uso del dna? ¿Por qué? 2. En Inglaterra, muchas leyes controlan el derecho a negar una prueba de dna. ¿Crees que estas leyes serían aprobadas en Estados Unidos? ¿Por qué sí o por qué no?

142

CAPÍTULO 8

11 de abril de 2007

Los resultados de la prueba de paternidad están listos, y Larry Birkhead es el padre de la hija de Anna Nicole Smith Uno de los casos de paternidad más sensacionalistas de 2007 involucró la paternidad del bebé de Anna Nicole Smith, una celebridad de programas de televisión. Después de que Smith murió, dos hombres declararon ser los padres. Smith era la viuda del billonario J. Howard Marshall. Aunque su parte de la herencia de los bienes de Marshall sigue en juicio, su bebé podría heredar millones. Larry Birkhead, fotógrafo de Smith y amigo suyo de años atrás, resultó ser el padre. Él dijo a la prensa: “Se los dije”. PREGUNTAS 1. Algunas personas piensan que una gran cobertura sobre el dna en la prensa incrementa el conocimiento público sobre la ciencia. ¿Estás de acuerdo? ¿Por qué sí o por qué no? 2. La hija de Anna Nicole Smith nació en las Bahamas, que tiene leyes distintas en lo concerniente a la paternidad. En Estados Unidos, el padre con la identidad de dna no es por fuerza considerado el padre legal; un hombre que ha vivido con la niña también la ha reclamado. ¿Estás de acuerdo con esto? ¿Por qué sí o por qué no?

Sitio del producto Identigene, lanzado en junio de 2007

Prueba de paternidad por dna: en casa Con la prueba casera de paternidad de Identigene, obtienes dna de las células del interior de la mejilla, envías la muestra de vuelta al laboratorio de Identigene y en pocos días recibes los resultados. Se necesita que sean 100% certeros para excluir a alguien; los que son certeros en 99% o más son suficientes para identificar al padre. Identigene dice que éstos son los análisis de dna más precisos que podemos encontrar hoy en día. También dice que sus resultados son admisibles en la mayoría de los tribunales. Aunque Identigene se adhiere a los estándares más estrictos para realizar las pruebas, algunos estados pueden diferir en los requisitos. Un hombre entrevistado dijo: “Una mujer con la que salía de vez en cuando me informó que era papá. ¿Qué podía hacer? Tenía que saber si el niño era mío en verdad. Me mandaron un kit, seguí las instrucciones, envié las muestras al laboratorio y días más tarde recibí los resultados que me mostaron que el niño era mío. Ahora, al final, puedo mirarla a los ojos y sentir que hice lo correcto.” Para acceder a este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Hacer que las pruebas de paternidad sean más sencillas y accesibles puede ocasionar algunos problemas. ¿Cuáles podrían surgir si fueran poco costosas y de fácil acceso? 2. Imagina que una mujer piensa que su antiguo novio es el padre de su hijo. Lo cita en un café, toma dna de la taza y lo envía a GeneTree. ¿Crees que esto podría usarse en los tribunales? ¿Por qué sí o por qué no?

CIENCIA FORENSE CON DNA

143

9

El Proyecto Genoma Humano  PUNTOS CENTRALES Un gran proyecto internacional analiza el genoma humano.

❚

Los investigadores obtienen información al secuenciar y mapear todos los genes humanos.

❚

El mapeo genético nos mostrará en qué cromosomas se localizan los genes humanos.

❚

Analizando la secuencia del genoma humano se han encontrado muchas sorpresas.

❚

Los científicos están aplicando la información que brinda el Proyecto Genoma Humano (pgh) a los diagnósticos y tratamientos médicos.

❚

Los médicos usarán el genoma para darte una mejor atención.

❚

La terapia génica es una de las aplicaciones del pgh.

❚

Los aspectos éticos y legales del pgh siguen en debate. Stephen Simpson

❚

144

CAPÍTULO 9

Libby Welch/Alamy Limited

CASO A El futuro lo dice todo Natalie y Ben Coleman ya han ido al obstetra

Todos sus amigos habían realizado el aná-

En la sala de espera, Natalie y Ben estaban

varias veces. Se han sometido a análisis para co-

lisis del genoma fetal antes de que nacieran

ansiosos. ¿De qué se enterarían? ¿Quién sería

nocer su estatus de portadores de varias con-

sus hijos y los convencieron de lo emocio-

su hijo?

diciones. Natalie dio una muestra de sangre

nante que era saber sobre su bebé antes de

Pronto los llamaron para entrar al consul-

para que pudieran aislar las células del feto

que naciera. Muchos dijeron que les había

torio del Dr. Rudin. Él estaba sentando ante

presentes en su sangre y con ellas se hiciera

ayudado a “conocerlo” antes de interactuar

su escritorio con un grueso fajo de papeles.

una secuencia del dna para analizar todos los

con él.

Puso sus manos sobre los papeles y dijo:

genes de su genoma. Este análisis puede pro-

El nacimiento del bebé de Natalie estaba

veer información detallada sobre su hijo,

programado en tres meses. Nacería el 3 de

incluyendo el riesgo de enfermedades gené-

mayo de 2005. El Dr. les dijo que era sencillo

ticas y otras características como inteligen-

predecir los nacimientos con tanta certeza,

cia, apariencia y estatura, sólo por mencionar

incluyendo la hora en que el evento sucedería.

algunas.

“Bien, veamos qué tenemos aquí.” Cuando leemos este caso futurista surgen algunas preguntas. Antes de responderlas, consideremos cómo el Proyecto Genoma Humano puede hacer de esta historia una realidad.

9.1 ¿Cuáles son los objetivos del Proyecto Genoma Humano? El genoma de un organismo es un juego de información hereditaria contenido en su dna. El objetivo a largo plazo del Proyecto Genoma Humano (pgh), que inició en 1990, era descubrir el orden de todos los nucleótidos en el genoma humano. Esta información, conocida como secuencia, parece una cadena de As, Cs, Gs y Ts. Aquí hay un ejemplo: G C A A AA A T A C A A A A A A T C T T G G A T T C T A T C G A T A A C A G C C G A G G TGCCAATCCATATGC T A C A AA T A A A A A G C T T A C T T T G G A T A C T T T G A C A G G T G G A C A C T CAAAAGAATCTTATT T G C G AA G T T A T A T T A A T G G C A A A C G T A T T C C T G A G A C T G C C A G A GCTGTAATCGAACCC T C T A TG A A T A A A A C T G G C T T T A T T G A A G T A C C A T C T T A C A T T T T AAACAAGTTAAGAGA T G T T GT C T T T T A T A A T C A C G T T A C G A A A G A T A A C A T A C T C A A A A GTCTTCAAAACGAAC A A G C TT T T C T A A C A T A T A T C A A A A G T G A T C A T A A T T C T G A A A A T CCTTATATGGTTTAT fotogalería

e uno de los Craig Venter fu apeo y m el en os er on su pi del pgh. Ahora secuenciación secuenciador de un r ne te es lares, meta cueste 1 000 dó eda genomas que pu do un do el m para que así to genoma. tener su propio AFP/Getty Images

Una vez que se obtiene la secuencia, se analiza para identificar los genes. Además, el proyecto busca clasificar todas las proteínas codificadas por estos genes y comprender sus funciones. Los objetivos generales y a largo plazo del pgh son los siguientes: 1.

Crear mapas del genoma humano y los genomas de otros organismos.

2.

Encontrar la localización de todos los genes en estos genomas y ubicar cada gen en un mapa.

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

145

3.

Recopilar listas de los genes expresados y las secuencias no expresadas.

4.

Descubrir la función de todos los genes.

5.

Identificar todas las proteínas codificadas por los genes, así como sus funciones.

6.

Comparar genes y proteínas entre especies.

7.

Analizar diferencias en el dna entre genomas.

8.

Crear y manejar bases de datos basadas en los genomas descubiertos.

Después de obtener una secuencia, ésta debe analizarse para identificar los genes. Una vez que éstos se han identificado, se colocan en el mapa mostrando el orden y la distancia entre ellos ( Figura 9.2). Figura 9.2 Mapa del cromosoma 11 Este mapa del cromosoma muestra la localización de cuatro genes.

LQT1 Síndrome de QT largo Diabetes tipo 2 Anemia falciforme

La historia y la línea del tiempo del Proyecto Genoma Humano se muestran en la Figura 9.1. Línea del tiempo del Proyecto Genoma Humano 1984

Discusión, debate en la comunidad científica

1990

El 1 de octubre comienza el Proyecto Genoma Humano (pgh)

Tumores múltiples en glándulas

1991 1992

Primer mapa genético del genoma humano

1993

En vista de las metas logradas, el genoma será secuenciado para 2005

1994

Mapa genético de alta resolución

1995

Primer mapa físico del genoma

1996

16 000 genes humanos catalogados

1997

Se crea el Instituto Nacional de Investigaciones sobre el Genoma Humano (nhgri, por sus siglas en inglés)

1998

La compañía Celera anuncia planes para secuenciar el genoma humano

1999

Comienza en el pgh la secuenciación a escala completa

2000

pgh y Celera anuncian de manera conjunta un borrador de la secuencia del genoma

2001

Se publica el borrador del genoma humano

2002

Genoma del ratón secuenciado

2003

Se completa la secuencia de la porción codificante del genoma

2004

Genomas de la rata y el pollo secuenciados

2005

Genoma del chimpancé secuenciado

La porción del genoma humano que contiene los genes fue secuenciada por completo en 2003 y ahora se estudia para identificar los genes y asignar sus funciones. Otros programas de investigación están aislando todas las proteínas que contienen las células humanas, a fin de comprender su estructura y función. Este nuevo campo se llama proteómica.

2006

Genoma del mono rhesus secuenciado

9.1 Puntos esenciales

2007

J. Craig Venter secuencia su propio genoma

2008

Genoma del ornitorrinco secuenciado

Figura 9.1 Línea del tiempo del Proyecto Genoma Humano Esta línea del tiempo muestra los descubrimientos más importantes del Proyecto Genoma Humano. Cada mes hay nuevos hallazgos.

Cromosoma 11

El genoma humano contiene cerca de 3.2 billones de nucleótidos (véase Básicos de la biología: dna). Sólo el tamaño de nuestro genoma requirió el desarrollo de métodos computarizados para secuenciar dna. El campo de la bioinformática ha creado nuevo software para recolectar, analizar y almacenar esta información; también se crearon bases de datos de Internet y herramientas de investigación para tener acceso a las secuencias del genoma. El estudio de los genomas con estos métodos se llama genómica.

¿En dónde se encuentra el pgh?

• El Proyecto Genoma Humano (pgh), que busca secuenciar y mapear el genoma humano, comenzó en 1990. • El proyecto también identificará todas las proteínas codificadas por los genes humanos.

9.2 ¿Qué es el mapeo genético? ¿Qué está creando el pgh? Los científicos no sólo están secuenciando el genoma humano, también crean mapas de todos los cromosomas humanos. Un mapa muestra en dónde se localizan todos los genes sobre cada cromosoma. El ejemplo de un mapa se presenta en la figura 9.2.

146

CAPÍTULO 9

Existen varias formas de mapear genes. El método más básico fue desarrollado en la década 1930 e involucra la búsqueda de evidencia de dos genes que se encuentren cercanos entre sí en el mismo cromosoma. A este tipo de genes se les conoce como genes ligados debido a que tienden a heredarse juntos. Entre más cercanos se encuentran, es más probable que se hereden

Debido a que la frecuencia de recombinación se relaciona con la distancia entre dos genes, uno puede predecir qué tan cercanos están estos genes al ver qué tan frecuentemente se heredan juntos. Esta información se usa para construir un mapa de ligamiento del cromosoma. Un mapa de ligamiento (también llamado mapa genético) muestra el orden de los genes sobre un cromosoma y la distancia entre ellos. Las unidades de distancia son expresadas como un porcentaje del número de veces que hay recombinación entre dos genes. Esto significa que dos genes que sufren recombinación 10% de las veces, están separados por 10 unidades en el mapa; los genes que sufren recombinación 1% de las veces, están separados por una unidad en el mapa ( Figura 9.3). Las unidades de los mapas se llaman centimorgans (cM). Podemos usar estos métodos para calcular la distancia entre los genes del Síndrome de uña-rótula y el gen para el tipo de sangre ABO al medir con cuánta frecuencia sufren recombinación. En la genealogía de abajo podemos observar que dos miembros de la familia (II-8 y III-3) de los 16 totales, heredaron sólo uno de los alelos en cuestión, ya sea el alelo del Síndrome de uña-rótula o el tipo de sangre B. En otras palabras, la frecuencia de recombinación es de 2/16 = 12.5%. A partir de esta genealogía podemos calcular que la distancia entre estos dos genes es de 12.5 cM. Para refinar las medidas, muchas genealogías de familias con el Síndrome de uña-rótula se han estudiado y combinado, dando un estimado más preciso de la distancia entre estos dos genes, que es de 10 cM.

juntos. En 1936, usando análisis de genealogía, los científicos mostraron que los genes para la hemofilia y el daltonismo se encontraban en el cromosoma X y, por lo tanto, estaban ligados. Debido a que estas dos condiciones están ligadas a X, fue bastante fácil demostrar que ambos genes se encuentran en el cromosoma X, como se muestra a la derecha. (Véase el Capítulo 4.) Es más difícil mapear genes de autosomas individuales (cromosomas 1-22). Esta tarea requiere grandes familias con dos caracteres genéticos específicos, y estas familias son poco comunes. En 1995, los investigadores encontraron relación entre el alelo B de los tipos de sangre ABO y una condición autosómica dominante llamada Síndrome de uña-rótula, que causa deformidades en las uñas y rótulas. Abajo encontramos la genealogía de una familia con este ligamiento. Observa en la genealogía cómo los dos caracteres se heredan de manera conjunta (es decir, están ligados). Sin embargo, la genealogía también muestra que los individuos II-8 y III-3 (con asterisco) heredaron sólo el alelo del Síndrome uña-rótula o el alelo del tipo de sangre B, pero no ambos. Esto prueba que los dos alelos pueden heredarse por separado. La separación de los dos alelos, o el hecho de que miembros de esta familia sólo hereden uno, es el resultado de la recombinación genética entre los dos genes del cromosoma 9. La figura de la siguiente página muestra dos cromosomas recombinándose. La recombinación, que se lleva a cabo durante la meiosis, ocurre sólo pocas veces en cualquier par de cromosomas. Los eventos de recombinación son aleatorios. Entre más cerca se encuentren dos genes en un cromosoma, es menos probable que haya recombinación entre ellos.

Localización del gen de la hemofilia A

Localización del gen del daltonismo

Cromosoma X

I BO 2

OO 1

CLAVE

II

Síndrome de uña-rótula * OO 1

BO 2

III

BO 3

OO 4

BO BO 5 6

AO

AO OO OO OO BO OO OO 7 8 9 10 11 12 13

* OO 1

BO 2

BO 3

BO 14

BO

Tipo de sangre B

OO

Tipo de sangre O

* AO 4

Tipo de sangre A

Recombinación

AO 5

Figura 9.3 Un mapa de ligamiento humano Este mapa cromosómico indica la localización de tres genes, a, b y c. Nota que cada gen se encuentra a una distancia diferente de los otros. Ésta indica con cuánta frecuencia estos genes se heredan de manera conjunta.

a

b

10.1 cM

c

6.2 cM

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

147

B

N

B

n

O

a

O

n

CLAVE

N n B O

Síndrome de uña-rótula normal Tipo sanguíneo B Tipo sanguíneo O

N

a secuencias fueron los puntos clave para lanzar el Proyecto Genoma Humano (pgh). La idea era que, en lugar de encontrar y mapear marcadores y genes de enfermedades uno por uno, el pgh secuenciaría y mapearía el genoma completo usando secuenciadores de dna y computadoras de alta velocidad.

Pasaron 20 años para encontrar el primer ejemplo de ligamiento entre genes autosómicos, y para 1969 sólo se habían descubierto cinco casos. Era aparente que el esfuerzo de mapear todos los genes humanos mediante el uso de análisis de genealogías progresaba con lentitud.

9.2 Puntos esenciales

¿Qué cambió el mapeo genético?

• Ahora los esfuerzos se centran en idenEn la década de 1980, un método llamado fotogalería enciadoras tificar genes y sus funciones. máquinas secu alta s ta Es clonación posicional se usó para mapear ras de son computado tremo costosas. • La genómica es una extensión de métoex los genes de la fibrosis quística (fq), la neuvelocidad en searchers oto Re /Ph den Og m dos de mapeo genético, como los estuSa rofibromatosis (nf), la Enfermedad de dios de ligamiento genético. Huntington (eh) y docenas de otras condiciones genéticas con el fin de producir mapas genéticos de la mayoría de los cromosomas humanos. Algunas de estas enfer9.3 ¿Cómo se secuencian genomas medades se discutieron en el Capítulo 4. En la clonación posicional, los marcadores se identifican completos? por mostrar diferencias en los cortes de los sitios de reconoLos genetistas han desarrollado un método rápido para decimiento de las enzimas de restricción (véase Capítulo 6) o terminar la secuencia del genoma. En este método, el dna de en el número de secuencias repetidas de dna (como las un organismo se corta con enzimas de restricción para conssecuencias cortas repetidas en tándem (str). Una vez que truir una colección de fragmentos de dna que contenga todas estos marcadores se han asignado a cromosomas específicos, las secuencias en un genoma. Esta colección se llama bibliose usan para seguir la herencia de una enfermedad genética teca genómica. Los fragmentos individuales de la biblioteca en genealogías y establecer el ligamiento entre el marcador se colocan en un secuenciador de dna que genera el orden y el alelo mutante de cada trastorno. Aunque la clonación de los nucleótidos enlistados como A, C, G y T. Con un softposicional identifica un gen a la vez, para finales de 1980 más ware especial llamado ensamblador, se juntan las secuencias de 3 500 genes y marcadores se habían asignado a los cromode los fragmentos para formar la secuencia del genoma comsomas humanos. Algunos de los genes mapeados por clonapleto. ción posicional se enlistan en la tabla 9.1. En 2003, la secuencia de la región codificante del genoma humano fue publicada. Está almacenada en una base de datos ¿Cómo se hace el mapeo hoy en día? pública para poder ser consultada y estudiada por científicos. El desarrollo de métodos para secuenciar rápidamente el dna Se están desarrollando nuevas tecnologías para secuenciar la y la creación de programas de computadora que analicen las porción que resta de nuestro genoma. Pasarán varios años antes de que todo el genoma esté secuenciado.

Tabla 9.1 Genes mapeados por clonación posicional Gen

148

Número de cromosoma

Enfermedad de Huntington

4

Poliposis familiar

5

Fibrosis quística

7

Tumor de Wilms

11

Retinoblastoma

16

Cáncer de mama

17

Distrofia miotónica

19

Esclerosis lateral amiotrófica (ela)

21

CAPÍTULO 9

¿Qué pasa después de secuenciar un genoma? Una vez que se ha secuenciado un genoma, la información se organiza y verifica. La siguiente tarea es encontrar todos los genes de la secuencia que codifiquen proteínas. Al ver la secuencia de dna ( Figura 9.4), ésta no revela si contiene o no genes (sólo 5% del dna humano está compuesto por genes). Los programas de computadora pueden escanear secuencias buscando ciertas combinaciones de pares de bases. Éstas incluyen regiones al comienzo de un gen llamadas secuencias promotoras, que ya se conocen. Cuando la computadora encuentra estas regiones, queda claro que las secuencias que siguen son genes.

Figura 9.4 Secuencia de dna Es difícil encontrar los genes al mirar esta secuencia, sin saber cómo buscar las secuencias codificantes.

AAGTCTCAGG TTAATTCTTG AACATTGTGT TTTACACAGT ATAATCTCCC ATGGGTTAAA GCATTTGTAA CTAATACTTT TTGCACCATT GCATATAAAT GCAGCTACAA TCTGAGTCCA

ATCGTTTTAG CTTTCTTTTT ATAACAAAAG CTGCCTAGTA TACTTTATTT GTGTAATGTT TTTTAAAAAA CCCTAATCTC CTAAAGAATA ATTTCTGCAT TCCAGCTACC AGCTAGGCCC

TTGCTGTTCA CGCAATTTTT TGAGATACAT TGGAATATAT TTAATTGATA TACACATATT TTTTAATATA GGCAATAATG TTTCTGGGTT ACTGATGTAA TATTTTATGG CATGTTCATA

TTTCTTTTAT TTTTCTTCTC GAAATATCTC CATTACTATT TCTTTTATTT TTAATATGTG TGCTTTCTTC TTTCTTTCAG ACAGTGATAA ATAAATTGTA ATTCTGCTTT TTTTGCTAAT

TAACAATTGT ACTATTATAC TAAGTAACTT GTGTGCTTAT CATAATCATT GACCAAATCA CTTTTTTGTT ATACAATGTA AAGGCAATAG GAGGTTTCAT TTGGGATAAG CCTCTTATCT

TTTCTTTTGT TTAATGCCTT AAAAAAAAAC TTGCATATTC ATACATATTT GGGTAATTTT TATCTTATTT TCATGCCTCT CAATATTTCT ATTGCTAATA GCTGGATTAT TCCTCCCACA

genoma. Las repeticiones de Alu aparecieron en los genomas de los primates hace 65 millones de años y han desempeñado funciones importantes en la evolución del nuestro. ¿Cualquiera de estos tipos de repeticiones podría produ9.3 Puntos esenciales cir una enfermedad genética o desactivar genes? Así es. De • El desarrollo de nueva tecnología, como sehecho, copias de secuencias Alu insertadas dentro o cerca de cuenciadores y programas de computación, los genes causan cerca de 0.1% de todas las enfermedades ayudó a que el pgh continuara. genéticas conocidas, incluyendo la hemofilia, la neurofibromatosis y algunas formas de cáncer de mama. Por otra parte, una secuencia Alu puede haber desempe9.4 ¿Qué hemos aprendido ñado una función importante en la evolución humana. Hace 2.8 millones de años, una secuencia Alu se insertó y apagó un del genoma humano? gen que regula el crecimiento celular en uno de nuestros ancesEl contenido del genoma humano ha protros. Aproximadamente al mismo tiempo, bado ser una gran sorpresa. De cierta mael tamaño del cerebro comenzó a increnera, el genoma es como muchos sótanos o en cuanto a números mentarse en el linaje que derivó en nuestra áticos, llenos de cosas viejas que parecen especie. Los científicos creen que desac20 000–25 000 no tener valor, mezclado con pequeños tivar este gen causó dicha divergencia Número de genes que codifican cúmulos de artículos de utilidad. evolutiva. proteínas en el ser humano. En el genoma, estos artículos son los Otras secuencias repetitivas se pueden genes que codifican proteínas. Mucho del 20 000 encontrar como conjuntos a lo largo del resto es dna que representa los remanentes Número de genes que codifican proteínas genoma. Éstas incluyen las secuencias corde la historia evolutiva de nuestro genoma. tas repetidas en tándem (str) que se usan en Drosophila (mosca de la fruta). A pesar de que el genoma humano para identificar individuos, y que se discucontiene cerca de 3 billones de nucleóti50% tieron en el Capítulo 8. dos de dna, sólo cerca de 5% de este dna Porcentaje de genes humanos que contiene información para fabricar proson similares a los de un plátano. ¿Existen otros hallazgos teínas. Más de la mitad del genoma se sorprendentes acerca de compone de secuencias que se repiten nuestro genoma? cientos o miles de veces, llamadas dna repetitivo o repeticiones. Al catalogar las proteínas encontradas en las células humanas, los científicos se sorprendieron al descubrir que el número ¿Qué son las repeticiones de proteínas que nuestras células pueden y de dónde provienen? producir sobrepasa los genes que portaExisten diferentes tipos de repeticiones mos. Se estima que nuestro genoma en nuestro genoma. Uno de estos tipos son 540+ tiene entre 20 000 y 25 000 genes, pero el los llamados trasposones, los cuales comNúmero de genomas que catálogo de proteínas humanas incluye ponen cerca de 45% de nuestro genoma. actualmente 500 000 y puede exceder los han sido secuenciados. Si los trasposones se replican, las nuevas 2 millones. ¿Cómo es que los 20 000 a copias pueden moverse (o trasponerse) e 1 089 25 000 genes pueden codificar la inforinsertarse en otra región del genoma. Por Número de genomas bacterianos mación de tantas proteínas? La diferenfortuna, casi ninguno de ellos se replica o que se están secuenciando. cia es el resultado de varios mecanismos se mueve a lo largo del genoma. que pueden trabajar de forma conjunta Millones El segundo tipo de repetición se llao independiente. Número de genomas bacterianos ma secuencia LINE-1; compone 17% de Durante el procesamiento del rna que faltan por secuenciar. nuestro genoma. Un tercer tipo, la secuenmensajero en el núcleo (véase Capítulo 5), cia Alu, contribuye con 10% de nuestro John A. Rizzo/Getty Images

Una vez que se han identificado los genes, al empatar los tripletes de nucleótidos con los aminoácidos correspondientes, las proteínas codificadas por ese gen pueden ser derivadas.

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

149

los segmentos codificantes en el rna pueden recomponerse, incrementando el número de proteínas diferentes que pueden ser producidas por un solo gen. Además, una vez que son sintetizadas, las proteínas pueden ser modificadas en su composición química. Estas modificaciones pueden cambiar su estructura y función, lo que multiplica el número de proteínas diferentes que pueden derivarse de un solo gen. Un esfuerzo internacional, llamado Proyecto Proteoma Humano (pph), trabaja para identificar todas las proteínas que el ser humano puede producir, además de establecer las funciones e interacciones con otras proteínas.

9.4 Puntos esenciales • Al completar el pgh, los científicos se encontraron con varias sorpresas.

9.5 ¿Cómo se puede usar la información del Proyecto Genoma Humano?

aminoácidos de la proteína de la fq. Cuando se comparó esta secuencia con las que estaban disponibles en la base de datos, se reveló que la proteína fq era similar a las que se encontraban en la membrana plasmática de las células. Algunas de estas proteínas controlan el flujo de moléculas dentro y fuera de la célula. Este hallazgo ayudó a establecer que la fq es el resultado de una mutación que afecta una proteína de membrana plasmática. Una vez que la secuencia de aminoácidos del gen de la fq fue identificada, la atención se centró en el desarrollo de nuevos medicamentos para tratarla. Quienes la padecen tienen una proteína defectuosa que no puede regular la entrada y la salida de iones cloro a la célula. Esto hace que el moco secretado por las células sea más espeso y tape los ductos y pulmones de los individuos afectados. Para tratar la fq los científicos están creando medicamentos que restauren la función de la proteína fq, ya sea de forma parcial o completa. Al menos cinco Localización fármacos para reparar esta proteína están del gen en estudio o pruebas. de la fq

9.5 Puntos esenciales

Los genetistas humanos se interesan en estudiar los desórdenes genéticos en nuestra especie. De manera general, les interesa lo siguiente: 1. 2. 3.

Cromosoma 7

¿Dónde se localiza el gen de cierta condición? ¿Cuál es la función de la proteína codificada por este gen? ¿Cómo el gen mutado o su producto proteico resultan en una enfermedad?

Si podemos recopilar esta información sabremos cómo trabajan un gen y su producto, y después desarrollar pruebas de diagnóstico y tratamientos específicos para cada enfermedad. Aunque esto parece una tarea difícil, se han logrado ciertos progresos en lo que respecta a varias enfermedades como la fibrosis quística (fq). Como puedes recordar del Capítulo 4, la fq es una condición heredada como un caracter recesivo que causa que se acumulen mucosidades en ciertos órganos del cuerpo. Al usar la clonación posicional, el gen de la fq fue localizado en una región sobre el brazo largo del cromosoma 7, como se muestra en la siguiente figura. Poco después, el gen mismo fue aislado y secuenciado. La secuencia de nucleótidos fue convertida a la secuencia de

• La información del PGH se usa para desarrollar fármacos que puedan tratar enfermedades genéticas.

9.6 ¿Cuál es el futuro de la secuenciación de genomas? Hoy en día, la secuenciación de genomas es costosa y consume bastante tiempo. Se desarrollan nuevas tecnologías para reducir el costo y el tiempo que se requiere para secuenciar áreas del genoma o un genoma completo. Estos avances pueden hacer que la secuenciación sea parte rutinaria del cuidado médico, y muchas parejas vivirán la experiencia que los Coleman tienen en el consultorio del Dr. Rudin. Eventualmente la secuenciación del genoma costará 1 000 dólares o menos, y tomará menos de un día. Tener la secuencia de tu genoma hará posible que los médicos monitoreen tu salud, te brinden información sobre cómo reducir los riesgos de padecer ciertas enfermedades y realizarán un diagnóstico temprano de condiciones como cáncer, lo cual hará que la enfermedad sea tratable con éxito.

caso a. preguntas Si deciden no tomar la oportunidad de

¿cómo cambiará esto el trato que se da a

puede afectar nuestras vidas, veamos el caso

conocer toda la información, ¿qué partes

los niños? Explica tu respuesta.

de los Coleman desde una nueva perspectiva.

de la información genética deberían sa-

Ahora que comprendes cómo el futuro del pgh

1.

¿Qué debió decirles el Dr. Rudin a los Coleman antes de secuenciar el genoma

3.

4.

del hijo que esperan? 2.

¿Los Coleman deberían conocer toda la información genética del hijo que esperan? ¿Por qué sí y por qué no?

150

CAPÍTULO 9

5.

6.

Saber que tu feto porta el gen de una

ber?

enfermedad genética es una cosa, pero

Si se te diera la oportunidad de conocer

saber cosas como su estatura de adulto o

toda la información genética del hijo que

su nivel de inteligencia es otra. ¿La socie-

esperas, enlista cinco cosas que quisieras

dad querrá esta información cuando esté

saber.

disponible? ¿Por qué?

En el futuro, cuando seamos capaces de saber más sobre la información genética,

9.6 Puntos esenciales • En el futuro cercano, la secuenciación de genomas probablemente será parte del cuidado médico rutinario.

9.7 ¿La terapia génica es parte del futuro del Proyecto Genoma Humano? Como vimos en el Capítulo 6, al usar técnicas de dna recombinante los científicos pueden transferir genes de células humanas a bacterias para crear fármacos y otras proteínas humanas. ¿Es posible transferir genes a humanos? Imagina que si un gen no funciona correctamente y produce una proteína incorrecta, y se transfiriera el gen normal a la persona con la enfermedad genética, se produciría la proteína correcta y la condición se curaría. Justo antes de 1990, los investigadores comenzaron a usar la tecnología del dna recombinante para desarrollar un método llamado terapia génica con el fin de tratar enfermedades genéticas. La idea de la terapia génica es transferir copias de genes normales en las células (o personas) que portan copias defectuosas de estos genes. Una vez transferidas, los genes normales deben dirigir la síntesis de un producto génico normal, que a su vez produce el fenotipo normal.

¿Cómo se transfieren los genes a las personas en la terapia génica? En la mayoría de los casos, se remueven células del cuerpo de la persona afectada con la enfermedad genética y se modifican en el laboratorio. Las copias normales del gen son insertadas usando un virus que porte esos genes. El virus, llamado vector, entra a la célula e inserta el gen normal en el cromosoma humano. Entonces el gen se convierte en parte de la información genética que la célula porta.

Después de la transferencia genética, las células se cultivan en el laboratorio y se verifican para asegurarse de que el gen normal se encuentre activo y creando la proteína correcta. Luego las células se transfieren de nuevo al cuerpo.

¿Se han tratado enfermedades genéticas con terapia génica? En 1990, Ashanti DeSilva, una niña con una enfermedad genética llamada inmunodeficiencia combinada severa (ics), se sometió a terapia génica. Los niños con esta enfermedad no tienen un sistema inmunitario funcional y por lo general mueren de una infección que no sería severa para la mayoría de las personas. Se removieron leucocitos de su cuerpo y en ellos se insertó un gen para producir la enzima adenosín desaminasa (ada). Las células tratadas se inyectaron a su cuerpo y Ashanti desarrolló un sistema inmunitario, lo que le permitió tener una vida normal.

¿Hay problemas con la terapia génica? A pesar de su comienzo prometedor, la terapia génica todavía no se ha convertido en un tratamiento de las enfermedades genéticas. En muchos casos la terapia no ha funcionado. En otros, los pacientes han desarrollado leucemia y, al menos, dos personas han muerto a causa de la terapia. Los científicos trabajan para corregir los problemas y desarrollar nuevas aproximaciones para usar genes como tratamiento de enfermedades genéticas.

9.7 Puntos esenciales • La terapia génica está disponible sólo de manera experimental.

Technogene ha estado en el negocio de la bio-

la función de la secuencia, ni sabían si sería de

tecnología por bastante tiempo. Durante es-

utilidad.

tos años, ha trabajado en el mercado secun-

La doctora Mersiant quería usar la secuencia

dario supliendo materiales (dna y células) a

en sus experimentos, pero sabía que Techno-

otras compañías biotecnológicas, pero nunca

gene tendría que pagar una cantidad sustancial

ha patentado nada.

para tener el derecho a usarla. Esto incrementa-

En algunos de sus trabajos más recientes, en el que buscaban un gen para tratar la hipertensión, sus científicos descubrieron un área interesante del genoma que pensaron que podría ser parte de este importante gen. Cuando buscaron la secuencia en las bases de datos, se

ría el costo de cualquier descubrimiento que hiciera, posiblemente en millones de dólares. 1.

¿Qué podría hacer la Dra. Mersiant o

2.

Muchas compañías han patentado genes

Technogene?

por los que fueron identificados. ¿Crees

ñía, ya la había patentado.

que esto ayuda o dificulta el conocimiento

La científica en jefe de Technogene, Julie Markogene había patentado una sección de un gen? Cuando fue patentada, nadie conocía

4.

científico? ¿Por qué sí o por qué no? 3.

Si fueras un abogado de Technogene, ¿Qué argumentarías para obtener el derecho de usar esta información?

Si fueras abogado de Markogene, ¿Qué argumentarías para obtener el derecho

humanos, sus productos y los métodos

dieron cuenta de que Markogene, otra compa-

Mersiant, estaba asombrada. ¿Cómo es que

Friedrich Saurer/Photo Researchers

CASO B Se cuestiona la propiedad de los genes

de usar esta información? 5.

Muchas personas piensan que la información obtenida del Proyecto Genoma Humano debería estar disponible a todo el público. ¿Estás de acuerdo? ¿Por qué sí o por qué no?

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

151

9.8 ¿Cuáles son las cuestiones éticas y legales asociadas con el Proyecto Genoma Humano? Muchas de las cuestiones éticas y legales respecto al pgh se han resuelto conforme la tecnología se vuelve disponible. Algunas cuestiones llegarán en el futuro, como las que rodean el caso de los análisis del feto de los Coleman.

Los que fundaron el pgh previeron algunos de estos problemas y donaron un porcentaje de su financiamiento para estudiar los aspectos éticos, legales y sociales (elsi, por sus siglas en inglés) relacionados con la secuenciación del genoma humano y sus múltiples aplicaciones. La siguiente tabla analiza algunas de las preguntas éticas y legales generadas por el pgh.

9.8 Puntos esenciales • Algunas de las cuestiones éticas y legales que rodean el pgh aún son debatidas.

¿Cómo se resuelven estas cuestiones?

¿Cómo podrían resolverse estas cuestiones en el futuro?

¿Quién tendrá el control de la informa-

La confidencialidad de los registros mé-

Si hubiera una mayor comprensión de la

ción que resulte del pgh?

dicos está controlada por la ley. Parte de

genética y su importancia, los tribunales

la información científica ha estado dis-

decidirían disminuir el derecho a la con-

ponible para los laboratorios de todo el

fidencialidad. Esto haría más fácil la con-

mundo por medio de bases de datos.

sulta de registros y su uso para los

Pregunta

científicos. ¿Conforme haya más información dispo-

La comunidad académica está desarro-

Los médicos buscarán expertos para que

nible, tendremos más consejeros

llando más programas en orientación

trabajen con sus pacientes y les expli-

genéticos?

genética.

quen sus análisis genéticos y los resultados que se obtienen.

¿El uso de esta información nos llevará al

Los primeros pasos en el diseño genético

La evolución de los seres humanos

diseño genético de nuestros hijos?

ya se están dando con el uso del pgd y

puede verse afectada por la ingeniería

otros análisis genéticos. Muchas perso-

genética, y quienes sufren discapacida-

nas temen que surjan problemas si esta

des pueden tener esto en contra.

tecnología se vuelve común. ¿Los empleadores podrían usar la infor-

Por ley, los empleadores no pueden dis-

Si hay más información genética dispo-

mación genética para rechazar a algunas

criminar a los empleados o solicitantes.

nible, los empleadores podrían requerir que los empleados potenciales se hagan

personas en el trabajo?

análisis genéticos. ¿La gente puede patentar genes

Secuencias genéticas, genes y genomas

Algunos científicos sienten que la infor-

humanos?

completos pueden ser patentados en Es-

mación que arroja el pgh debería ha-

tados Unidos y otros países. Estas paten-

cerse pública para que todos los labora-

tes permiten a las compañías trabajar en

torios tengan acceso a ella. Éste aún es

áreas del genoma sin que otro laborato-

un fuerte tema de debate hoy en día.

rio haga la misma investigación.

152

CAPÍTULO 9

La ley bajo la lupa En 1976, John Moore llegó al Hospital de la Universidad de California, en Los Ángeles, a recibir tratamiento para la tricoleucemia. La leucemia es una condición en la que los leucocitos de la sangre crecen a una tasa acelerada; en la tricoleucemia, los leucocitos con salientes parecidas a tricomas proliferan e invaden el bazo, causando que se agrande. En general la padecen hombres jóvenes. Una esplenectomía (extirpación del bazo) se realiza como tratamiento inicial de la tricoleucemia; la convalecencia dura meses o hasta varios años. El bazo de Moore fue removido en octubre de 1976. Su leucemia entró en remisión y él se sentía aliviado por la cura. De noviembre de 1976 hasta septiembre de 1983, Moore regresó periódicamente de Washington a California para que se recolectara su sangre y otros tejidos (suero, médula ósea y espermatozoides). Se le informó que estos procedimientos eran parte de su tratamiento y que todos sus gastos serían pagados por la ucla. El 11 de abril de 1983, se le pidió firmar un formato de consentimiento que permitiera a los médicos investigar sus células. Moore firmó. Los médicos de la ucla habían determinado que las células del bazo de Moore eran únicas porque creaban una proteína llamada linfocina que se había usado para tratar ciertos tipos de cáncer. Con ingeniería genética, los médicos crearon un cultivo continuo de sus células (una línea celular) que duraría por siempre; después unieron secciones del dna de células de su bazo con dna de E. coli. La línea celular resultante produjo una sustancia farmacéutica que se podía usar en numerosos aspectos médicos y que tendría un alto valor comercial. A Moore no se le informó del uso de sus células, del producto anticancerígeno derivado de ellas o de su potencial valor comercial. El 20 de marzo de 1984, la Oficina de Patentes de Estados Unidos otorgó a los médicos de Moore una patente por la línea celular, listando a los doctores David Golde y Shirley Quan como los inventores. Originalmente, la línea se llamó “línea celular de Moore”, pero después el nombre se cambió a “Línea RLC”. Los Dres. Golde y Quan hicieron pactos con la Corporación Sandoz y el Instituto Genético para desarrollar comercialmente e investigar esta línea celular. Para ello, recibieron la opción de comprar 75 000 acciones del Instituto Genético en un precio reducido de 330 000 dólares en efectivo. John Moore presentó una demanda el 9 de septiembre de 1984, acusando a Golde, Quan, los rectores de la Universidad de California, la Corporación Sandoz y el Instituto Genético bajo el cargo de remoción de la propiedad ajena. Para ganar el caso, los abogados de Moore debían probar que sus células y sus derivados eran de su propiedad.

Moore vs Rectores de la Universidad de California [249 Cal.Rep. 494 (1988), 793 P.2d 479 Cal.Lex. 2858 (1990)]

PROBLEMAS Dos problemas importantes se asocian con este caso: el consentimiento informado y la relación paciente/médico. Consentimiento informado Los abogados de Moore argumentaron que a él no se le concedió el consentimiento informado. Todos los pacientes que sufren una cirugía o un procedimiento médico deben firmar un consentimiento. El médico es responsable de dar al paciente toda la información que necesita para que éste dé un consentimiento informado. Un médico que no brinda suficiente información o no dice todo lo que se hará puede ser demandado. Moore sí firmó un formato de consentimiento de la cirugía y más tarde para los análisis de sangre, pero no recibió información acerca de que sus células serían usadas y vendidas. En otros casos, los médicos han hecho trabajos experimentales en prisioneros y otros sujetos sin decirles qué tan severas pueden ser las consecuencias. Estos casos, como el del Instituto Tuskegee en los años 1940, tuvieron serios resultados. A hombres con sífilis se les suministraron fármacos experimentales para ver si la enfermedad podía ser curada. Cuando las drogas experimentales no funcionaron, se pidió a los pacientes regresar a casa. Veinte años más tarde, muchos murieron de esa enfermedad. Hubo varios problemas éticos en este caso: a los hombres nunca se les dijo que tenían sífilis ni se les administraron antibióticos cuando estaban disponibles. Casos como éstos pavimentaron el camino de las leyes del consentimiento informado. Conforme pasaron los años, estas leyes se refinaron y ahora se necesita más información para asegurar el consentimiento informado.

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

153

La ley bajo la lupa [Continuación]

La relación médico/paciente Debido a la falta de consentimiento informado, los abogados de Moore argumentaron que la relación con sus médicos fue violada. Gracias a esta violación, a Moore se le trató en forma fraudulenta y experimentó un estrés emocional extremo. RESULTADOS Corte del juicio La Corte del juicio no permitió la demanda por extracción de propiedad ajena debido a que Moore, en el momento de la cirugía, no especificó que no quería que su tejido se usara para investigación; además, no añadió una copia del formato de consentimiento de la esplenectomía en los documentos que entregó al tribunal. Éste no debatió la cuestión de la propiedad de las células, dejando que una Corte con mayor poder tomara la decisión. John Moore recurrió a la Corte de Apelaciones de California. Corte de Apelaciones El 21 de julio de 1988, después de una larga discusión, la Corte de Apelaciones decidió, en una base de dos contra uno, que el alegato de Moore sobre la propiedad de derecho de sus propios tejidos “era suficiente en materia de ley”, y que él era dueño de sus propias células. Debido a que los derechos de la línea celular ya habían sido vendidos, sólo era una cuestión de la Corte decidir quién debería dar una parte en los procedimientos. Los acusados apelaron ante la Corte Suprema de California. Corte Suprema Estatal El 1 de julio de 1990, la Corte Suprema de California revirtió la decisión del Tribunal de Apelaciones en la que se había establecido que Moore era dueño de sus células e hizo un nuevo juicio con base en la violación de la relación médico/paciente, ya que el Dr. Golde debió informar a Moore sobre el posible uso futuro de sus células. Al considerar el problema de la propiedad, la Corte estableció que permitir a Moore un interés de propietario sobre sus células podría imponer una “obligación a todos los científicos para investigar la genealogía consensual de cada muestra de células humanas que se usan en investigación”. Esto, razonó el Tribunal, era demasiado difícil y limitante. También podría incrementar los litigios en estas áreas. La Corte temía que la experimentación científica, algo muy necesario, se volviera más difícil si no se permitía a los médicos trabajar con células humanas libremente. Este trabajo es en extremo importante, ya que los efectos de los fármacos y otros tratamientos deben ser probados en células humanas vivas antes de probarse en seres humanos. Verificar la propiedad de las células previamente a la experimentación tomaría mucho tiempo y dinero, lo que disminuiría la velocidad del estudio científico. La Corte no permitió que Moore impidiera que las compañías usaran sus células ni tener parte de las ganancias. Pero la calidad de la relación médico/paciente es importante; el Tribunal dijo que Moore podría volver a la Corte y demandar a los médicos debido a que no le informaron que sus células serían usadas para este propósito. Moore no ha presentado demanda alguna. Por lo tanto, se asume que llegó a un acuerdo por una cantidad no revelada, quizá con una orden de mordaza. PREGUNTAS 1. ¿Crees que los médicos debían parte de sus ganancias a John Moore? De ser así, ¿cuánto? Si no, ¿por qué? 2. Si fueras el abogado de Moore, ¿qué argumentos usarías para probar que sus células son de su propiedad? Enlista tres o más razones. 3. Si fueras el abogado de los médicos, ¿qué argumentos usarías para ganar tu caso? Enlista tres o más argumentos. 4. ¿Hicieron algo mal los médicos? ¿Qué? 5. ¿Estás de acuerdo con la decisión de la Corte Suprema de California? ¿Por qué sí o por qué no?

154

CAPÍTULO 9

Lee los siguientes casos y responde las preguntas que los acompañan.

La ley bajo la lupa

CASO 1 Recientemente, en Illinois, a un hombre se le diagnosticó leucemia y se le dijo que necesitaba un trasplante de médula ósea. Una computadora encontró a alguien compatible para su tipo de tejido, que era poco común. La mujer, una extraña, fue analizada en el hospital para otro tratamiento. Ella se negó a donar su médula ósea, aun cuando sabía lo grave de la enfermedad y que el paciente la había llamado para rogarle. El paciente la llevó ante los tribunales para obtener una orden judicial que la forzara a donar su médula ósea, pero el juez dijo al hombre que no podría molestarla. Eran sus células de médula ósea.

[Continuación]

CASO 2 Una mujer llega a un hospital para someterse a una apendicetomía. Ella pide al cirujano que le devuelva su apéndice. Él dice que no, pues será examinado en patología y después destruido. Ella fue a los tribunales para forzar a que el hospital le devolviera su apéndice. CASO 3 Recientemente, en California, una pareja tuvo un segundo hijo para obtener médula ósea para su primer hijo, quien padece leucemia. Una organización intentó detener el uso de las células de este infante al pedir a los tribunales que detuvieran el trasplante. 6. Desde el punto de vista ético, una de nuestras preocupaciones más importantes es la autonomía, el derecho a controlar nuestro destino y lo que nos sucede. ¿Qué papel juega la autonomía en el caso Moore? ¿Cómo usarías un argumento de autonomía si fueras uno de sus abogados? 7. Conforme hay más información sobre nuestra genética y más pruebas disponibles, podemos analizar a nuestros hijos no nacidos, nuestras familias y a nosotros mismos. Si no somos dueños de nuestras células, como ha dictaminado la Corte Suprema de California, ¿somos dueños de los resultados de los análisis de estas células? ¿Qué opinas? 8. A las personas se les permite donar órganos para trasplantes. Los tribunales han permitido que algunas partes del cuerpo (como espermatozoides y ojos) se hereden a alguna persona. ¿Esto significa que estas partes son propiedades? ¿Este argumento habría cambiado los resultados de Moore? 9. En Texas, el ojo de una mujer fue removido debido a una enfermedad y se perdió en el drenaje. Ella presentó una demanda por trauma emocional debido a que sus órganos fueron tan mal tratados. ¿Cómo usarías el caso Moore aquí? 10. ¿Cuál de estos casos está más relacionado con el de Moore? Colócalos en orden de mayor a menor parecido. 11. ¿Cómo podrías usar el caso Moore para argumentar como el abogado del demandante en estos juicios? 12. ¿Cómo usarías el caso Moore para argumentar como el abogado de los acusados en estas demandas?

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

155

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES

CONCEPTOS CLAVE

1. En 1990 comenzó el Proyecto Genoma Humano (pgh), que busca secuenciar y mapear el genoma humano. [Sección 9.1] ❚ Los científicos trabajan para identificar todos los genes humanos y sus funciones.

Adenosín desaminasa (ada) (p. 151) Alu, secuencia (p. 149) Biblioteca genómica (p. 148) Bioinformática (p. 146) Centimorgans (cM) (p.147) Clonación posicional (p. 148) Consentimiento informado (p. 153) Ensamblador (p. 148) Genes expresados (p. 146) Genoma (p. 145) Genómica (p. 146) Inmunodeficiencia combinada severa (ics) (p. 151) Ligamiento (p. 146) Linfocina (p. 153) Mapa (p. 146)

2. Este proyecto también identificará todas las proteínas codificadas por los genes humanos. [Sección 9.1] ❚ Este nuevo campo se denomina proteómica. 3. Hoy en día los esfuerzos se centran en identificar los genes y sus funciones. [Sección 9.2] ❚ Esta información nos ayudará a descubrir qué sucede cuando los genes funcionan incorrectamente. 4. La genómica es una extensión de los primeros métodos de mapeo de genes, como los estudios de ligamiento. [Sección 9.2] ❚ Conforme los científicos encontraron maneras más rápidas y sofisticadas de trabajar con el dna, la genómica ha avanzado aceleradamente. 5. El desarrollo de nueva tecnología, como los secuenciadores y los programas de computadora, ayudó a que el pgh avanzara con mayor velocidad. [Sección 9.3] ❚ Los secuenciadores se acoplan a computadoras de alta velocidad que analizan y almacenan los datos. 6. Al completar el pgh, los científicos encontraron varias sorpresas. [Sección 9.4] ❚ Se producen muchas más proteínas que el número de genes en el genoma. 7. La información del pgh se usa para desarrollar fármacos que puedan tratar enfermedades genéticas. [Sección 9.5] ❚ La principal razón para decodificar el genoma humano es tratar y, posiblemente, curar estas enfermedades. 8. En el futuro cercano, la secuenciación de genomas quizá será parte del cuidado médico rutinario. [Sección 9.6] ❚ Los científicos que trabajan en el pgh ven la transformación en el cuidado de la salud como uno de los usos más sofisticados de su trabajo. 9. La terapia génica está disponible sólo de manera experimental. [Sección 9.7] ❚ La investigación se dirige a lograr que la terapia génica sea un procedimiento eficaz y seguro para tratar enfermedades genéticas. 10. Algunas de las cuestiones éticas y legales que rodean el pgh aún son debatidas. [Sección 9.8] ❚ Estas preguntas éticas y legales son discutidas por la rama del pgh que se encarga de los aspectos éticos, legales y sociales (elsi).

156

CAPÍTULO 9

Mapa de ligamiento (p. 147) Mapa genético (p. 147) Marcadores (p. 148) Proteómica (p. 146) Proyecto Genoma Humano (pgh) (p. 145) Secuencia (p. 145) Secuencia promotora (p. 148) Secuenciador de dna (p. 148) Secuencias no expresadas (p. 146) Síndrome de uña-rótula (p. 147) Terapia génica (p. 151) Trasposones (p. 149) Tricoleucemia (p. 153) Vector (p. 151)

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage.com/ login para obtener un examen de prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso A y La ley bajo la lupa de este capítulo, “El futuro lo dice todo” y “Moore vs Rectores de la Universidad de California”, estarán disponibles en la sección de tareas de Cengagenow.

PREGUNTAS DE REPASO 1. ¿Cuál es la diferencia entre una secuencia y un mapa de dna? 2. Si una secuencia no se expresa, ¿qué significado tiene esto en términos del fenotipo? 3. ¿Cómo se llama a la combinación de programas, computadoras y genética? 4. ¿Por qué la recombinación es importante para el mapeo genético? 5. ¿Cómo se construye un mapa de ligamiento? 6. ¿Cuál es el siguiente paso después de aislar y localizar el gen que causa una enfermedad genética? 7. ¿Qué es la clonación posicional? 8. ¿Quiénes fueron los científicos líderes del pgh? 9. Enlista tres posibles consecuencias de la finalización del pgh. 10. ¿Cuáles son las metas de este proyecto?

PREGUNTAS APLICADAS 1. Algunas personas han comparado el Proyecto Genoma Humano con el desarrollo de la bomba atómica. Lo llaman “ciencia en grande”. Investiga los proyectos de la bomba atómica y enlista tres similitudes y tres diferencias. 2. Conforme progrese el pgh, se crearán bastantes empleos. ¿Qué tipos de empleos son? Enlista tres. 3. ¿En qué se parecen el pgh y la ciencia forense con uso del dna? Ve al Capítulo 8 y vuelve a leer la sección sobre cómo se realizan las pruebas forenses. 4. Después de mapear y clonar todos los genes humanos, tendremos mucha información sobre nosotros mismos, nuestros hijos y de dónde provenimos. ¿Queremos saber todo esto? 5. Investiga el programa elsi y observa qué progresos permite en el estudio de las cuestiones éticas, legales y sociales. 6. Uno de los casos más interesantes que involucran la terapia génica es el de Jesse Gelsinger. Jesse participó en una prueba clínica de terapia génica y murió. Investiga este caso y discute qué pasó como resultado de su muerte. 7. Si existen tantas áreas del genoma que no funcionan, ¿por qué crees que sigan investigando el genoma humano? 8. Investiga algunos de los genomas animales que ya hayan sido mapeados y secuenciados. ¿Por qué son importantes?

¿Qué harías si… 1. …estuvieras decidiendo qué tan lejos debe llegar el Proyecto Genoma Humano? 2. … tu estado recolectara muestras de dna de todas las personas para que fueran estudiadas?

3. … la escuela de tus hijos comenzara a recolectar muestras de dna para entregarlas a una organización que busca ciertos genes dentro de la población? 4. … se te pidiera votar para recabar más fondos que financien el trabajo del Proyecto Genoma Humano?

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

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En los medios In the Media Science Creative Quarterly, septiembre 07–abril 08

Ahora, genomas completos se analizan rápidamente K. J. Shelswell Gracias a la constante mejora de los métodos de secuenciación de dna, los científicos ahora pueden analizar comunidades enteras de microbios, un campo conocido como metagenómica. Al comparar estas comunidades bacterianas en los intestinos de distintas personas, los científicos pueden estudiar varios problemas de salud. Ellos esperan encontrar cómo los microorganismos previenen o incrementan el riesgo de ciertas enfermedades, y si éstos pueden ser manipulados para mejorar la salud. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Crees que haya diferencias entre las bacterias en los intestinos de personas de distintas edades? ¿Por qué? 2. Generalmente los microbios nos enferman; ¿queremos estudiar sus genomas para encontrar curas?

Biology News Net, 7 de febrero de 2007

Se anuncian áreas de riesgo de diabetes tipo 2 en el dna Científicos de varias compañías y universidades han anunciado el descubrimiento de tres regiones del dna humano que contienen claros factores de riesgo genético para la diabetes tipo 2. La diabetes tipo 2 se incrementa entre los estadounidenses conforme la población envejece. Los resultados principales derivan del trabajo de la Iniciativa Genética de la Diabetes (dgi, por sus siglas en inglés), una asociación privada-pública establecida en 2004 entre Novartis, una farmacéutica, el Instituto Broad de Harvard y el mit, y la Universidad de Lund. Esta información proviene del Proyecto Genoma Humano mientras que el mit y Harvard trabajan sobre ella. La información se usará directamente en investigaciones clínicas con pacientes diabéticos. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Cómo ayuda a los pacientes con diabetes saber la localización del gen de riesgo? 2. ¿Cómo ayuda a los pacientes que no tienen diabetes saber la localización del gen de riesgo?

New Scientist, 12 de octubre de 2002

La carrera por el genoma de 1 000 dólares ha comenzado Sylvia Pagán Westphal En 2001, Craig Venter, director ejecutivo del Instituto Craig Venter, retó a los científicos a producir un genoma con menos de 1 000 dólares. Dará un premio de 500 000 dólares a cualquier compañía o individuo que pueda secuenciar 10 genomas en 10 días cada uno y con un costo menor a 1 000 dólares. Venter dijo a New Scientist que él “no tomará órdenes” de nadie ni hará de esto un servicio comercial, como algunos reporteros habían dicho previamente. En cambio, su única meta es recolectar la información de la secuencia de muchas personas. Para consultar este artículo, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Crees que las personas secuenciarán sus genomas si cuesta sólo 1 000 dólares? ¿Por qué sí o por qué no? 2. ¿Las compañías aseguradoras pagarán por secuenciar genomas? ¿Por qué sí o por qué no?

158

CAPÍTULO 9

New York Times, 1 de junio de 2007

Ha sido descifrado el genoma del descubridor del dna Nicholas Wade El genoma completo de James D. Watson, quien descubrió conjuntamente la estructura del dna en 1953, ha sido descifrado, marcando lo que algunos científicos piensan que será una nueva era de la medicina genómica personalizada. Una copia de su genoma, grabada en dos dvd, se presentó al Dr. Watson, ayer, en una ceremonia que se llevó a cabo en Houston. El director del Centro de Secuenciación del Genoma Humano del Colegio Baylor de Medicina, Richard A. Gibbs, y Jonathan M. Rothberg, fundador de la compañía 454 Life Sciences, hicieron la entrega del documento. Watson dijo: “Estoy muy emocionado de ver mi genoma.” Fuente: Para consultar este artículo en línea visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Cuáles crees que fueron las razones para escoger al Dr. Watson? 2. Watson ganó un premio Nobel; ¿su genoma será diferente del de una persona ordinaria? Explica tu respuesta.

fotogalería

n, , James Watso Recientemente a, se convirtió dn el r po su famoso rsona en tener en la primera peciado. en cu genoma se Markus Schreiber

/AP Photos

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

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básicos de la biología

Tim Graham/Getty Images

Básicos de la biología: genes, poblaciones y ambiente

BB3.1 ¿Cómo interactúan los genes con el ambiente? Nuestros fenotipos no sólo son afectados por nuestros genomas. Nuestro entorno también desempeña una función importante para moldearnos. El ambiente puede incluir factores en los que por lo general no pensamos, como nuestro ambiente prenatal, lo que comemos, lo que respiramos y el lugar en el que vivimos. Si, por ejemplo, alguien cercano a nosotros tiene un resfriado, puede contagiarnos o nuestro sistema inmunológico puede contratacarlo. Las interacciones entre la genética y el ambiente nos hacen lo que somos. Los caracteres que sufren la influencia tanto de los genes como del ambiente se denominan caracteres multifactoriales. Los discutiremos con detalle en el Capítulo 10.

160

CAPÍTULO 4

básicos de la biología

BB3.2 ¿La genética afecta nuestra percepción y respuesta al ambiente? A principios de la década de 1930 los investigadores observaron que las personas reaccionaban de forma diferente ante ciertas características ambientales. En 1933, un químico encontró diferencias en el sabor que ciertas personas sentían de un reactivo llamado feniltiocarbamida (ptc). Algunas pueden saborearlo y otras no. Las que sí lo saborean dicen que tiene un sabor muy fuerte y amargo, mientras que las demás no sienten ningún sabor. Más tarde, se demostró que la capacidad de saborear la ptc tiene una base genética. Los que no pueden saborearla son homocigotos para un alelo recesivo (aa) y los que lo saborean son heterocigotos u homocigotos para un alelo del gusto (Aa o AA). Las personas que lo pueden saborear se encuentran en una distribución geográfica particular a lo largo de todo el globo terráqueo. En el mapa de abajo, los tonos más fuertes muestran la región en donde hay un porcentaje más alto de degustadores (hasta 85%), mientras que los colores claros representan los lugares donde hay un menor porcentaje de éstos (hasta 5%). ¿Cuál crees que sea la causa?

los y ver si ellos pueden ofrecer respuestas a estas preguntas: ¿los superdegustadores escogen las frutas y los vegetales que contienen mayor cantidad de compuestos que combaten el cáncer? ¿Cómo es que nuestro estatus de degustación afecta nuestra elección de alimentos? ¿Se pueden usar aditivos que bloqueen la sensación amarga para mejorar la nutrición?

BB3.3 ¿Cómo afectan las variaciones poblacionales la respuesta a los fármacos? En años recientes se han desarrollado miles de fármacos nuevos que se utilizan en el tratamiento de ciertas enfermedades. Algunos de ellos producen en diferentes personas reacciones muy distintas que pueden estar genéticamente determinadas. Por ejemplo, algunos individuos metabolizan más rápido ciertos fármacos, haciendo que éstos sean menos efectivos sin importar que se use una dosis más alta. Otros metabolizan el mismo fármaco más lentamente, y altos niveles de éste permanecen en el cuerpo, lo cual puede ser tóxico. Las compañías farmacéuticas han respondido a este problema de muchas formas. Algunos medicamentos se ponen en cápsulas para retardar su liberación, repartiendo la concentración del fármaco por un periodo más largo, mientras que otras sustancias se producen en una variedad de dosis.

BB3.4 ¿Cuál es la relación entre el cáncer y el ambiente? En 1970, Linda Bartoshuk y sus colegas de la Universidad de Yale se preguntaron si la genética del gusto también tendría un impacto sobre la dieta y la elección de los alimentos. Descubrieron que los degustadores podían dividirse en dos grupos: los degustadores y los superdegustadores, quienes tienen reacciones intensamente negativas a la ptc. En su estudio, ella encontró que cerca de 25% de las personas no es degustador, 50% es degustador y 25% está integrado por grandes degustadores. Esto parece correlacionarse con los genotipos aa, Aa y AA. También descubrió que los superdegustadores tienen 10 veces más papilas gustativas que los no degustadores y son muy sensibles a los sabores. Parece ser que las preferencias de alimentación se relacionan con el estatus de degustación. Los grandes degustadores con frecuencia encuentran que los alimentos con alto contenido de azúcar son muy dulces, el café es demasiado amargo, los pimientos y especias tienen un sabor intenso y en general poco placentero. Como resultado de sus papilas gustativas tan sensibles, no suelen incluir ciertos alimentos como col de Bruselas, coliflor, espinaca, productos de soya, jugo de uva y alcohol en sus dietas. Estos hallazgos hicieron que surgieran algunas preguntas sobre la relación entre nuestro genotipo, las preferencias de sabor y la dieta. Los nutriólogos están interesados en estudiar-

Existe evidencia de que el ambiente desempeña una función importante en el desarrollo del cáncer. Muchos factores ambientales han sido implicados en este padecimiento, como la radiación natural (rayos X, gas radón), la exposición ocupacional a reactivos químicos (cloruro de polivinilo), las infecciones virales (hepatitis B, papiloma humano), y las elecciones personales como la exposición a la luz ultravioleta (luz del Sol o camas de bronceado), fumar y la dieta. Parte de esta evidencia proviene del estudio realizado con trabajadores que llevan años de exponerse por causas laborales a pesticidas sintéticos, asbesto u otras sustancias químicas industriales como el benceno y el cloruro de polivinilo, entre otras. Los agentes de ocurrencia natural también pueden desempeñar una función vital en la aparición del cáncer. Éstos incluyen infecciones virales que son responsables de casi 15% de los casos de cáncer a nivel mundial. La tabla BB3.1 lista algunos de los virus humanos que están asociados al cáncer. En la mayoría de los casos las infecciones virales no son suficientes para convertir células normales en cancerígenas; hay otros factores involucrados. Algunos de ellos incluyen el daño al dna, las infecciones virales o las células que crecen de manera activa y la capacidad del virus para romper el control del ciclo celular.

¿COMO SEBÁSICOS TRANSFIEREN GENES DE GENERACIÓN EN GENERACIÓN? DE LALOS BIOLOGÍA: GENES, POBLACIONES Y AMBIENTE

161

básicos de la biología

BB3.6 ¿Cómo afectan al comportamiento

Tabla BB3.1 Virus y cáncer Virus

Cáncer(es) asociado(s)

Virus Epstein-Barr

Linfoma de Burkitt,

Virus hepatitis B

Cáncer de hígado

Virus 8 del herpes humano

Sarcoma de Kaposi

Virus del papiloma humano

Cáncer cérvico-uterino

las interacciones entre los genes y el ambiente?

cáncer nasofaríngeo

relacionado con el sida

BB3.5 ¿Existe alguna relación entre la genética y la terapia contra el cáncer? Más de 70% de los casos de cáncer de mama están clasificados como sensibles al estrógeno. Esto significa que las células tumorales tienen receptores de estrógeno en la superficie celular y que la presencia de estrógeno en el cuerpo promueve el crecimiento del cáncer. Uno de los fármacos que más se usan para tratar el cáncer de mama sensible al estrógeno es el tamoxifen. Una vez en el cuerpo, la forma inactiva del fármaco se convierte en un poderoso compuesto anti-estrógeno llamado endoxifen. La conversión del tamoxifen en endoxifen está controlada por la enzima CYP2D6, como se muestra en la siguiente imagen. El gen que codifica esta enzima tiene varios alelos. Se han identificado cuatro grupos de mujeres: uno metaboliza el tamoxifen muy lentamente, mientras que los otros tres lo convierten rápido en endoxifen. El análisis de la tasa de recurrencia muestra que las mujeres que metabolizan lentamente el tamoxifen tienen mayor riesgo de recurrencia que las que lo metabolizan a tasas más rápidas. Cuando se desarrollan fármacos para la terapia contra el cáncer es importante tomar en cuenta la genética. En algunos casos se realizan pruebas genéticas antes de prescribir el medicamento, para asegurar los máximos beneficios de la terapia. Las interacciones genéticas y ambientales en el cáncer se discutirán en el Capítulo 11.

Tamoxifen Forma inactiva del fármaco Tamoxifen Tamoxifen

162

Endoxifen

Metabolismo Enzima CYP2D6

Endoxifen

Todos sabemos que el estrés puede hacer que las personas cambien su comportamiento. En ciertas situaciones, una persona puede deprimirse, mientras que otras pueden manejarlo mejor. Los científicos han descubierto que la variación de un gen puede ser la causa de estas diferencias. Dos alelos, uno corto y otro largo, de un gen llamado 5-HTT, parecen controlar estas diferencias. Al investigar la genética del 5-HTT, un estudio analizó personas entre 21 y 26 años de edad que ha-bían experimentado cuatro o más eventos estresantes (divorcios, deudas, desempleo o la muerte de un ser querido). Las personas que tenían dos copias del alelo corto de 5-HTT tenían mayores probabilidades de deprimirse que las que portaban dos alelos largos. Esto suma evidencia al hecho de que tanto la genética (el tipo de alelo 5-HTT) como los factores ambientales (el evento estresante) pueden influir sobre el comportamiento y la reacción que tenemos en nuestras vidas. La función de los genes, el comportamiento y el ambiente se discutirán en el Capítulo 12.

BB3.7 ¿Cómo interactúan los factores ambientales y los genes con el sistema inmunitario?

Las enfermedades autoinmunitarias son el tercer padecimiento más común en Estados Unidos (después de las enfermedades cardiacas y el cáncer). Existen de 15 a 80 enfermedades que afectan a 5-8% de la población. Las enfermedades autoinmunitarias suceden cuando el sistema inmunológico produce anticuerpos que atacan células y tejidos específicos de nuestro propio cuerpo. Casi todos los tejidos y órganos pueden ser afectados por ataques autoinmunitarios. Ejemplos de éstos son la piel, el tejido conectivo y los sistemas digestivo y nervioso. Algunas de estas enfermedades incluyen la diabetes, la esclerosis múltiple y la artritis reumatoide. Como se muestra en la gráfica de la siguiente página, más de 75% de las personas con enfermedades autoinmunitarias son mujeres. La razón se desconoce. Estudios en gemelos idénticos han dejado claro que tanto los factores genéticos (la presencia Forma de alelos específicos) como los ambientales (infecterapéutica ción) participan en el desencadenamiento de estas y activa del medicamento enfermedades. Con frecuencia los pacientes no presentan síntomas de una condición autoinmunitaria hasta que contraen un virus específico. Esta infección hace que la condición comience o Endoxifen empeore. La tabla BB3.2 lista algunas de las enfermedades autoinmunitarias que están relacionadas con infecciones.

CAPÍTULODE 4 LA BIOLOGÍA: GENES, POBLACIONES Y AMBIENTE BÁSICOS

básicos de la biología

100

CLAVE

90

Mujeres Hombres

70 60

BB3.8 ¿Cómo afecta el ambiente la frecuencia y el lugar donde ocurren las enfermedades genéticas?

50 40 30 20

Dia b me etes llit us

ulc Colit era is tiv a

reu Art ma ritis toi de Esc le mú rosis ltip le

(lu

pu

0

s) En fe de rmed la t ad iro es ide s Esc ler od erm a

10

sle

Incidencia por sexo (%)

80

Un complejo de genes llamado sistema hla controla el sistema inmunitario de una persona y puede determinar quién desarrollará una enfermedad genética. La genética del sistema inmunitario y el complejo hla se discutirán en el Capítulo 13.

La distribución de enfermedades autoinmunitarias entre hombres y mujeres. Por razones todavía desconocidas, más de 75% de los afectados son mujeres.

Además, bacterias, hongos y algunos parásitos pueden causar enfermedades autoinmunológicas o el incremento de una respuesta autoinmunitaria que ya esté en proceso. La conexión entre la infección y las enfermedades autoinmunitarias aún sigue en estudio. A veces es difícil establecer una conexión entre la infección y la respuesta porque, en ocasiones, las infecciones se han presentado por un largo tiempo antes de que la respuesta inmunitaria anormal dé inicio. De manera extraña, estudios recientes también muestran el efecto opuesto. Algunas infecciones pueden ofrecer protección a partir de respuestas autoinmunitarias. Esto sucede cuando el sistema inmunitario deja de atacar los tejidos del paciente para proteger al cuerpo de la infección. Algún día esto puede conducir al desarrollo de un tratamiento contra las condiciones autoinmunitarias.

Tabla BB3.2 Enfermedades autoinmunitarias e infecciones Enfermedad autoinmunitaria

Infección asociada

Esclerosis múltiple

Sarampión, virus Epstein-Barr

Artritis reumatoide

Virus de hepatitis C, Enfermedad

Diabetes tipo 1

Paperas y virus de la rubeola

(ebv) de Lyme

Algunas veces, tanto las poblaciones como el ambiente desempeñan una función en la genética. Un ejemplo es la anemia falciforme. Es mucho más común entre las personas que viven en el oeste de África, en las tierras bajas que rodean el Mar Mediterráneo y en algunas regiones de Medio Oriente e India, pero casi es inexistente en otras poblaciones. En el Capítulo 5, Marcia Johnson y su esposo tenían ancestros que provenían del oeste de África, lo que ponía a ambos en un mayor riesgo de ser portadores del gen de la anemia falciforme. Pero, ¿por qué las personas en esta región de África padecen con mayor frecuencia esta enfermedad? Los genetistas a menudo observan los factores ambientales que puedan ser responsables. En el caso de la anemia falciforme, se ha establecido con claridad la relación entre un gen y el ambiente; en otros casos, la relación es elusiva y todavía se desconoce. Como discutimos en el Capítulo 4, es una enfermedad autosómica recesiva causada por la sustitución de un solo aminoácido en la proteína que acarrea el oxígeno, la hemoglobina. El gen de esta enfermedad está presente con mayor frecuencia en algunas poblaciones donde hay malaria, una enfermedad infecciosa. Los científicos descubrieron que las personas portadoras de la anemia falciforme son resistentes a la malaria, lo que hace que estas dos condiciones estén relacionadas. Las razones de esta relación se discutirán en el Capítulo 14.

Glosario Caracteres multifactoriales Caracteres determinados por la genética y el ambiente. 5-HTT Gen que regula los impulsos nerviosos. Endoxifen Compuesto anti-estrógeno que se usa en la quimioterapia contra el cáncer. Enfermedad autoinmunitaria Condición en la que el sistema inmunológico de una persona ataca sus propios tejidos. Feniltiocarbamida (ptc) Compuesto químico que sólo ciertas personas de una población pueden degustar. Tamoxifen Fármaco que se administra a los pacientes de cáncer de mama y controla la cantidad de estrógeno en el torrente sanguíneo.

¿COMO SEBÁSICOS TRANSFIEREN GENES DE GENERACIÓN EN GENERACIÓN? DE LALOS BIOLOGÍA: GENES, POBLACIONES Y AMBIENTE

163

10

Herencia poligénica y multifactorial  PUNTOS CENTRALES Los caracteres poligénicos son controlados por dos o más genes.

❚

Los caracteres multifactoriales son poligénicos con un componente ambiental.

❚

La espina bífida es un ejemplo de caracter multifactorial.

❚

Existen muchos otros caracteres multifactoriales.

Richard Hutchings/PhotoEdit

❚

164

CAPÍTULO 10

Faye Norman/Science Photo Library/ Photo Researchers

CASO A Píldoras prenatales Justo después de que sus amigos Brian y Laura

nia. Le mencionó que debía consultar a un

de que el bebé naciera con un defecto llamado

habían ido a ver al Dr. Franco (véase caso A del

médico para el cuidado prenatal. Vera llamó

espina bífida. Vera se preguntó qué quería

Capítulo 2), Vera Smith se enteró de que estaba

a Laura y obtuvo el teléfono del Dr. Franco. En

decir eso; la enfermera le dio un folleto sobre

embarazada. Tenía 33 años y era soltera. Sabía

su cita, lo primero que le preguntó la enfer-

la nutrición, el ácido fólico y el embarazo.

que debía ver a un médico de inmediato, pero

mera fue que si estaba tomando ácido fólico.

su agenda estaba muy apretada. Sus amigos le

Vera nunca había escuchado del ácido fólico

dijeron que comiera bien y que no tomara nin-

y dijo orgullosamente: “No estoy tomando

gún medicamento, ni siquiera una aspirina,

nada; no quiero lastimar al bebé.” La enfer-

porque esto podría afectar al feto.

mera señaló un letrero que decía que todas

Cuando Vera tenía casi tres meses de

las mujeres debían tomar ácido fólico cuando

embarazo, su madre la llamó desde Califor-

estaban embarazadas para reducir el riesgo

Cuando leemos sobre Vera y su embarazo surgen ciertas preguntas. Antes de responderlas, consideremos cómo los genes y los factores ambientales trabajan en conjunto para afectar el fenotipo y el resultado del embarazo.

10.1 ¿Qué es un caracter poligénico? ¿Alguna vez te has preguntado por qué un grupo extenso de personas reunidas en una habitación, un tren o una cafetería lucen diferentes pero son casi lo mismo? Esto quizá se debe a los caracteres poligénicos, que están determinados por dos o más pares de genes. Un ejemplo de un caracter poligénico es el sistema inmunológico humano, que es el encargado de protegernos contra las infecciones. Este sistema tiene al menos 30 millones de genotipos diferentes, que son una combinación de muchos alelos de múltiples genes. El sistema inmunológico determina el tipo sanguíneo, la aceptación o el rechazo de órganos trasplantados y la susceptibilidad a cierto número de enfermedades (este sistema inmunitario se discutirá con detalle en el Capítulo 13). El color de la piel, del cabello y los ojos son caracteres poligénicos porque están influenciados por uno o más genes, con frecuencia localizados en diferentes cromosomas. El resultado es el ligero y a menudo variable rango de diferencias que vemos en una población o en una familia. Los caracteres poligénicos en general pueden medirse de cierta forma. Incluyen la estatura, el color de la piel y el tamaño de las partes corporales. Esta parte medible del fenotipo se llama valor del caracter. La gráfica de la izquierda ilustra la distribución de un caracter poligénico típico dentro de una población. La curva muestra que la mayoría de las personas tiene un valor de caracter promedio. En esta distribución, llamada curva de campana, los valores de la mayoría de los individuos se agrupan cerca del promedio y hay muy pocos en los extremos del fenotipo. El color de la piel es un caracter poligénico con muchas diferencias fenotípicas; algunas personas son muy pálidas, mientras que otras son muy oscuras. Estas diferencias, causadas por varios HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL

165

Fotografía cortesía de Ray Carson, Universidad de Florida, News and Public Affairs.

genes y factores ambientales, pueden ocurrir en una población o en una familia extensas. Por definición, los caracteres poligénicos involucran cierto número de genes, y cada uno contribuye sólo con una pequeña parte del fenotipo. Imagina un caracter poligénico controlado por 10 genes. Existen muchas más de 10 combinaciones posibles de los fenotipos de estos genes. Pero la situación es más complicada porque algunos contribuyen más que otros y, además, casi siempre el ambiente influye mucho en el fenotipo de un caracter poligénico.

10.1 Puntos esenciales • Un caracter poligénico es aquel que está regido por dos o más genes. 5.3

• Los caracteres poligénicos tienen una distribución poblacional en forma de curva de campana.

5.4 5.5

5.6

5.7

5.8 5.9 5.10 5.11 6.0 Estatura (pies/pulgadas)

6.1

6.2 6.3

6.4 6.5

Figura 10.1 La estatura como un caracter multifactorial La distribución de la estatura entre los hombres de una clase de biología.

10.2 ¿Qué es un caracter multifactorial?

Porcentaje de hombres

Un caracter multifactorial está controlado por dos o más genes y es afectado por factores ambientales. A pesar de que cada gen que controla caracteres multifactoriales se hereda de acuerdo con la teoría mendeliana (véase Capítulo 4), las interacciones de los genes con el ambiente pueden producir muchos fenotipos diferentes. La estatura es un buen ejemplo ( Figura 10.1). Si observas la foto de arriba, puedes ver que hay un amplio rango de distribución de estatura entre los estudiantes. Ésta es un caracter multifactorial porque está determinada por más de un gen y porque los factores ambientales como la nutrición pueden contribuir a la estatura adulta. La gráfica de abajo muestra cómo puede distribuirse la variación en estatura en un grupo de hombres. 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

• Los factores ambientales interactúan con los genes para producir el fenotipo. • Hay muchas diferencias fenotípicas en el caracter dentro de la población; cuando se grafican estas diferencias, crean una curva en forma de campana. La estatura es claramente un caracter multifactorial; cumple todos los requisitos mencionados arriba. Una de las primeras preguntas que hay que considerar respecto de los caracteres multifactoriales es cuántos genes los controlan. Después tenemos que determinar si hay factores ambientales que influyan sobre el caracter. Para la estatura, los factores ambientales incluyen las hormonas y la dieta. Determinar la cantidad de interacción entre genes y factores ambientales específicos puede ser una tarea difícil.

¿Qué enfermedades son caracteres multifactoriales?

50

55

60

65

70

75

80

85

Fenotipo (estatura en pulgadas)

¿Cuáles son las particularidades de los caracteres multifactoriales? Los caracteres multifactoriales tienen algunas características particulares importantes: • Varios genes controlan el caracter. • El caracter no se hereda de manera dominante o recesiva.

166

• Cada gen que controla el caracter contribuye con una pequeña cantidad al fenotipo.

CAPÍTULO 10

Muchas enfermedades comunes son caracteres multifactoriales y las personas que las padecen conforman la mayoría de pacientes hospitalizados por enfermedades genéticas. Las fotos de la siguiente página ilustran algunas de estas condiciones. Algunas otras enfermedades que muestran influencia de caracteres multifactoriales son el cáncer (que se discute en el Capítulo 11), la espina bífida (que se menciona de manera breve), la hipertensión y padecimientos cardiovasculares.

10.2 Puntos esenciales • Cuando un caracter poligénico tiene un componente ambiental significativo, se denomina caracter multifactorial. • El ambiente puede interactuar con un caracter multifactorial de muchas formas.

Kevin Shea, MD./Custom Medical Stock

NMSB/Custom

Medical Stock

Coneyl Jay/Science Photo Library/ Photo Researchers

Algunos caracteres multifactoriales

Diabetes

Labio y paladar hendido

10.3 ¿Qué es la espina bífida? La espina bífida (eb) es un defecto de nacimiento que afecta el sistema nervioso. Aparece en el primer mes de desarrollo embrionario, cuando se forma el tubo neural. La eb pertenece a un grupo de condiciones llamadas defectos del tubo neural. Estas enfermedades obtienen ese nombre debido a que involucran problemas con el desarrollo del sistema nervioso del embrión ( Figura 10.2). El tubo neural da lugar al cerebro y a la médula espinal. Otras células forman las meninges, membranas que cubren y protegen dichas estructuras. El dibujo de la derecha muestra las partes principales del sistema nervioso. Nota que las meninges rodean el cerebro y la médula espinal.

Formación del tubo neural

Células del ectodermo

Células del ectodermo

Figura 10.2 Formación del tubo neural Una capa de células llamada ectodermo normalmente se dobla sobre las células que de modo eventual formarán la médula espinal, dando lugar al tubo neural.

Pie equinovaro

Meninges que rodean el cerebro Cerebro Médula espinal

Vertebra

Meninges rodeando la médula espinal (coberturas protectoras)

La eb es un tipo de defecto del tubo neural. Las tres formas básicas de eb se muestran en la figura de la siguiente página. El defecto más extremo del tubo neural se llama anencefalia. En esta condición, el extremo de la cabeza del tubo neural no se cierra. Como resultado, no se forman las porciones más importantes del cerebro y el cráneo, y las partes remanentes del cerebro quedan fuera del cráneo (véase la fotografía del Caso B de la página 171). Los fetos que tienen esta condición sólo pueden sobrevivir en el vientre de la madre y la mayoría no nace viva. Aquellos que nacen, por lo general mueren en pocas horas o días debido a problemas de respiración o del corazón. En muchos casos donde la porción baja del tubo neural no cierra, la espina puede ser reparada quirúrgicamente, pero el daño al sistema nervioso es permanente. Los niños que nacen con eb tienen grados de parálisis diferentes que dependen del sitio en el que ocurrió la apertura. Además, muchos individuos con eb tienen discapacidades de aprendizaje y problemas de la vejiga y el intestino grueso.

HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL

167

Tipos de espina bífida

soma 1, el cromosoma humano más grande. Abajo encontramos un diagrama del cromosoma 1 que muestra la localización de este gen. Gen VANGL1

La médula espinal y las meninges sobresalen de la base de la espina.

La médula espinal se desarrolla normalmente pero las meninges sobresalen.

No hay cura para la eb. Los nervios dañados no pueden ser reparados; el tratamiento consta de terapia y asistencia, acompañadas de uso de muletas, abrazaderas o sillas de ruedas. Las complicaciones que surjan en la niñez tardía quizá requieran cirugía y más terapias. La mayoría de los individuos con eb vive hasta la edad adulta.

Una o más vertebras están malformadas, pero ninguna sobresale del cuerpo.

en cuanto a números 10% Porcentaje de recién nacidos que serán diagnosticados por un caracter multifactorial a lo largo de su vida.

En los ratones, el VANGL1 actúa en las etapas tempranas del desarrollo del tubo neural, y las mutaciones en este gen causan condiciones similares a la eb. Con base en la acción del gen sobre los ratones, un estudio de más de 100 pacientes con defectos del tubo neural mostró que todos los individuos afectados tenían mutaciones en el gen VANGL1. Cromosoma 1 Una de estas mutaciones, llamada V239I, puede causar la pérdida parcial de la función de la proteína VANGL1. Esta mutación, junto con otros factores ambientales, pueden ocasionar algunas formas de eb.

1 en 1 000 Frecuencia de la espina bífida mundial.

3% Riesgo de tener un segundo hijo con espina bífida.

¿Cuáles son los riesgos ambientales que pueden contribuir a la formación de la espina bífida?

image100/CORBIS

Recientemente, se ha identificado un factor de riesgo ambiental para la formación de la eb. Se ha demostrado que las dietas deficientes en ácido fólico, una vitamina del complejo B, son un factor de riesgo para esta condición. Las fuentes alimenticias del ácido fólico incluyen fotogalería se a semillas, vegetales verdes y frutas. Se refid bí espina Este niño con . comienda que todas las mujeres embaraen bi ña desempe oEdit zadas tomen 0.4 mg de ácido fólico al Ellen Senisi/Phot día, al menos durante los primeros tres 61% meses antes del embarazo, y que contiPorcentaje de adultos en Estados Unidos La espina bífida puede ser diagnosnúen tomándolo hasta la decimoseque tienen sobrepeso de acuerdo con un ticada por varios métodos de pruebas gunda semana. Esto es necesario aunque estudio realizado en 2006. prenatales (véase el Capítulo 7). Vera los alimentos en Estados Unidos hayan Smith esperó para tomar el ácido fólico 26% sido fortificados con ácido fólico desde y sus efectos preventivos no la ayudaPorcentaje de adultos que fueron 1998. Para las mujeres que ya han tenido rán. Sin embargo, los análisis de sangre identificados como obesos en el un hijo con eb u otro defecto del tubo materna y el ultrasonido pueden revelar mismo estudio. neural, la dosis diaria recomendada es la presencia de defectos del tubo neural. de 4 mg/día. Esta dosis es 10 veces más fuerte que la de las mujeres que no han ¿La espina bífida es un caracter multifactorial? tenido hijos con tales defectos. Se ha comprobado que la La espina bífida es un caracter multifactorial. Tiende a agruingesta de ácido fólico que comienza tres meses antes del parse en familias; el riesgo de tener un segundo hijo con eb embarazo reduce el riesgo de eb y condiciones relacionadas u otro defecto del tubo neural se incrementa de manera conen 70%. siderable. Aún no se sabe cómo interactúa el ácido fólico con los genes Se ha identificado un gen asociado con defectos del tubo que controlan la formación del tubo neural. Todavía no se han neural. Este gen, llamado VANGL1, se encuentra en el cromodescubierto otros factores ambientales, si es que los hay.

168

CAPÍTULO 10

caso a. preguntas 2.

Ahora que sabes cómo es posible prevenir la

fólico aun cuando ya tiene tres meses de

tas involucradas con la decisión de Vera sobre

embarazo? 3.

tomar el ácido fólico. 1.

decisión de Vera? ¿Por qué sí o por qué

¿Vera debería tomar las píldoras de ácido

espina bífida, veamos algunas de las pregun-

no? 4.

tomar el ácido fólico?

Se ha comprobado que muchos complementos alimenticios que alguna vez se

¿Vera debería sentirse escéptica acerca del uso del ácido fólico debido a que su mecanismo de acción aún no se ha des-

¿Qué tanto debería investigar si decide

5.

Supón que Vera haya tomado el ácido

consideraron buenos son inútiles o dañi-

fólico, pero su hijo nace con eb. ¿Qué

nos. ¿Es posible que este sea el caso del

debería hacer? Enlista cuatro acciones.

ácido fólico? ¿Esto debería influir en la

cubierto?

• Un ejemplo de carácter multifactorial es la espina bífida. • La espina bífida pertenece a una clase de condiciones genéticas llamadas defectos del tubo neural. • Tomar ácido fólico reduce el riesgo de que una mujer tenga un hijo con espina bífida.

Departamento de Justicia de Wisconsin

10.3 Puntos esenciales

Figura 10.3 Gemelos idénticos y huellas digitales Las huellas digitales de gemelos idénticos (a y c) son ligeramente diferentes. Cada una de las huellas, incluyendo las de una persona no relacionada (b), son diferentes.

10.4 ¿Qué otros caracteres multifactoriales existen? Las huellas digitales son un caracter poligénico que se forma en los primeros tres meses del desarrollo embrionario (semanas 6-13). Al estudio de las crestas de los dedos y de las palmas, dedos de los pies y planta del pie se le llama dermatoglifia. Las huellas dactilares pueden sufrir la influencia del ambiente prenatal durante este corto periodo de desarrollo. Algunos de esos factores ambientales incluyen la nutrición de la madre, la tasa de formación del dedo y la tasa de crecimiento promedio del embrión. Cada persona, incluyendo los gemelos idénticos, tienen un juego único de huellas digitales. Aun cuando los gemelos idénticos tienen el mismo juego de genes y ocupan el mismo útero de manera simultánea, cada uno está expuesto a un ambiente prenatal ligeramente diferente. Estos sutiles factores ambientales son suficientes para crear patrones diferentes de huellas digitales ( Figura 10.3).

¿La obesidad es un caracter multifactorial?

John Sholtis, Universidad Rockefeller, Nueva York

El estudio de ratones ha revelado un gen que, si ha mutado, conduce a la obesidad. Abajo encontramos la foto de un ratón (izquierda) que porta un alelo mutante para el gen de la obesidad, junto a un ratón normal (derecha). También mostramos la genealogía de una familia de ratones con el caracter de la obesidad.

I 1

2

II 1

2

3

4

5

III

1

2

3

4

5

6

7

8

CLAVE IV

Obesidad 1

2

3

4

5

6

7

8

9

HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL

169

En Estados Unidos ha ocurrido un incremento espectacular en la incidencia de la obesidad durante los últimos 30-40 años, que no puede explicarse por modificaciones drásticas en nuestra composición genética. En cambio, debemos considerar las alteraciones en los factores ambientales que interactúan con nuestros genes. Los estudios con gemelos se han utilizado para estimar en qué medida influye la genética en la obesidad. Los gemelos idénticos, también llamados gemelos monocigóticos (mc), son genéticamente idénticos, ya que fueron concebidos a partir de un óvulo único fertilizado. Si un caracter se encuentra en ambos gemelos mc, se considera que tiene una base genética; si no es así, se piensa que tiene un origen o componente ambiental. La obesidad está presente en ambos gemelos mc aproximadamente en 70% de las veces. El cálculo numérico de la presencia del mismo caracter en los dos gemelos se llama concordancia. Gracias a estudios hechos recientemente en ratones se ha descubierto cómo regulan los genes el peso corporal. Se han identificado, aislado, clonado y analizado varios genes que controlan el peso de los ratones. El gen ob codifica la hormona del control de peso, la leptina, que se produce en los adipocitos. Este gen, junto con receptores celulares en el cerebro, controla cuánta energía usa el cuerpo. El gen humano para codificar la leptina, equivalente al gen ob del ratón, se encuentra en el cromosoma 7. Abajo vemos un diagrama del cromosoma 7 en el que se muestra la localización de este gen. Las mutaciones en los genes que controlan la regulación de energía y en otros genes también pueden resultar en obesidad. Pero estas mutaciones sólo son un pequeño porcentaje de todos los casos. Es evidente que la obesidad es una enfermedad compleja que involucra la acción e interacción de múltiples genes y factores ambientales. Gen de la leptina (LEP) Los científicos estudian a poblaciones y familias extensas en busca de genes adicionaCromosoma 7 les asociados con la obesidad. Algunos de estos estudios han revelado que genes importantes para este trastorno se localizan en los cromosomas 2, 3, 5, 6, 8, 10, 11, 17 y 18. Abajo vemos un diagrama de los cromosomas 2, 5, 8 y 18 mostrando la localización de algunos genes de obesidad. Gen causante de obesidad identificado Gen causante de obesidad identificado Gen causante de obesidad identificado

Cromosoma 2

170

CAPÍTULO 10

¿La inteligencia es un caracter multifactorial? La idea de que la inteligencia podía cuantificarse se investigó a finales del siglo xviii y principios del xix. Al principio, medir el tamaño de la cabeza era el método para determinar qué tan inteligentes eran las personas; entre más grande, mejor. Pero al comienzo del siglo xx empezaron a usarse técnicas psicológicas en lugar de físicas para medir la inteligencia. Alfred Binet, un psicólogo francés, desarrolló una serie de tareas graduales relacionadas con procesos mentales básicos, y analizó a niños para ver su capacidad de realizar estas tareas. Calculaba su edad mental al registrar qué tan bien las llevaban a cabo comparados con otros niños de la misma edad. Wilhelm Stern, otro psicólogo, dividió la edad mental estimada a partir de estas pruebas entre la edad cronológica y multiplicó el número resultante por 100. Este valor se denominó cociente intelectual (iq, por sus siglas en inglés). El supuesto que yace detrás de las pruebas de iq es que la inteligencia es biológica y que puede analizarse y expresarse como un número. Para saber si este supuesto es correcto, hay que analizar si la inteligencia es un carácter multifactorial. El iq tiene ciertos componentes hereditarios. Esta evidencia resulta de estudiar gemelos mc que fueron criados juntos y de manera separada. Una alta concordancia en los gemelos mc criados juntos (80%) indica que la genética desempeña una función significativa en la de-terminación del iq. Pero las diferencias son es un fotogalería ca de la fruta) mucho mayores si los gemelos Drosophila (mos il porque sus vías út modelo animal muy parecidas a son criados por separado. Claoquímicas son bi ramente, esto muestra que tanano. las del ser hum seum of Science, Art and Mu to la genética como los factores Exploratorium/The Fine Arts n at the Palace of Human Perceptio ambientales contribuyen de manera importante a la inteligencia; sin embargo, por el momento, la cantidad relativa de contribución de cada uno no puede ser medida con precisión.

¿Cómo estudian los científicos los genes que controlan la inteligencia? Gen causante de obesidad identificado

Cromosoma 18 Cromosoma 8

Cromosoma 5

Trabajos posteriores pueden identificar genes adicionales involucrados en la obesidad, dándonos fundamentos para estudiar cómo estos genes interactúan con los factores ambientales para causarla.

Al igual que en la búsqueda de los genes de la obesidad, los científicos usan modelos animales que los ayuden a localizar los genes de la inteligencia. Intentan ubicar los genes que controlen los aspectos del aprendizaje, la memoria y la percepción espacial. Los modelos animales incluyen la mosca de la fruta Drosophila y el ratón.

Cuando Samantha se enteró de su embarazo,

tuvo un hijo con una condición similar donó sus

estaba en extremo feliz. Ya había tenido una

órganos a bebés que necesitaban un trasplante.

niña maravillosa y saludable. En su primer

Si estás interesada en hacer esto, se puede

ultrasonido, le sorprendió que el médico no

hacer poco después de que el bebé nazca.”

le dijera que todo estaba bien; su rostro mos-

El Dr. Chang había leído que la pareja en

traba preocupación. Cuando Samantha le

California colocó a su bebé en un respirador

preguntó qué estaba mal, el Dr. Chang le dijo

cuando nació. Después donó su corazón, sus

que la cabeza del bebé se veía pequeña y que

pulmones y riñones a bebés que los esperaban. Samantha pensó acerca de otras decisio-

enviaría el ultrasonido a un experto. El análisis del experto confirmó que el bebé de Samantha tenía anencefalia, una condición en la que el cerebro y la cabeza son anormalmente pequeños, y a veces no están. “¿Mi bebé vivirá?”, preguntó Samantha. “Probablemente viva hasta el nacimiento, pero no mucho tiempo después de eso”, le dijo el Dr. Chang. “En California, una pareja que

Joseph R. Siebert, Ph.D./Custom Medical Stock

CASO B Donación de órganos de bebé

nes. ¿Debía seguir todo el embarazo sólo para que su bebé muriera? 1.

¿Qué debería hacer Samantha? Enlista 4.

tres opciones. 2. 3.

ayuda para esta decisión?

¿Cuáles serían sus razones para tener al 5.

bebé y donar sus órganos? ¿Qué motivos tendría para abortar?

¿A dónde podría recurrir Samantha por Si Samantha se entera de que su bebé puede nacer muerto y los órganos no sirven, ¿su decisión sería diferente?

De manera sorprendente, Drosophila tiene muchas vías bioquímicas idénticas a las que Gen de la habilidad hay en los seres humanos. Tanto en el sistema cognoscitiva Gen de la nervioso de la mosca de la fruta como en del habilidad ser humano, algunas de estas vías desempecognoscitiva ñan funciones importantes en el aprendizaje Gen de y la memoria. la dislexia Cromosoma 15 Otro enfoque para estudiar los caracteres multifactoriales usa las técnicas del adn recombinante y la información del Proyecto Cromosoma 6 Cromosoma 4 Genoma Humano con el fin de identificar genes que afecten caracteres poligénicos, como la capacidad para leer y el iq. Con estas técnicas, los 10.5 ¿Cuáles son los aspectos éticos y científicos han descubierto genes asociados con discapacidalegales relacionados con los des de lectura (como la dislexia). A la derecha encontramos un diagrama de los cromosomas 6 y 15 que muestran la locacaracteres multifactoriales? lización de algunos genes relacionados con las habilidades El caso de Vera trae a la mente varios aspectos legales. Por cognoscitivas. Éstas van más allá del iq y las pruebas para las ejemplo, si una paciente no quiere tomar el ácido fólico, habilidades verbales y espaciales, la memoria, la velocidad de ¿tiene el derecho a rehusar? Si ella rehúsa, ¿su médico podría percepción y el razonamiento. forzarla a tomarlo? Recientemente se ha identificado en el cromosoma 4 un Esta situación se relaciona con las preguntas sobre el congen asociado con la habilidad cognoscitiva. Las mutaciones en sentimiento que otorgamos ante un tratamiento médico. Hemos este gen causan la dislexia. Su localización se muestra en el discutido el consentimiento informado en capítulos previos. En cromosoma 4, cuya ilustración se encuentra a la derecha. los capítulos 5 y 7, Marcia y Victoria consintieron en someterse Los resultados acumulados de las investigaciones indican a análisis para detectar enfermedades genéticas. que la inteligencia es un caracter poligénico y multifactorial. Marcia se sometió a la prueba y Victoria permitió que se 10.4 Puntos esenciales le practicaran análisis a su hijo. ¿Cómo maneja la ley el derecho a rehusar practicarse análisis y recibir tratamientos? • La obesidad es un caracter multifactorial. Cualquier paciente puede consentir en recibir un trata• La inteligencia es otro ejemplo de un caracter miento, pero también puede rehusar tomarlo, tanto él como multifactorial. que sus hijos lo tomen. De acuerdo con la ley de Estados • La interacción del ambiente y la herencia es Unidos, cualquier adulto puede consentir o negarse a un traun área activa de la investigación genética, tamiento médico sin ningún problema. Los problemas surgen psicológica y también de otros campos. cuando hay niños involucrados. HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL

171

En los casos de este capítulo, tanto Vera como Samantha están embarazadas. Una mujer que espera un hijo puede consentir en recibir un tratamiento para ella y para su feto. Esto se basa en el hecho de que el feto está dentro del cuerpo de la mujer y, por lo tanto, ella es la paciente. Después de que su bebé haya nacido, Samantha puede donar sus órganos porque ella es la madre y el niño no puede dar el consentimiento de la donación. Hay varias excepciones al consentimiento informado y al consentimiento de tratamientos médicos, y una de ellas es la edad. Si un niño es menor de 16 años (esto varía en cada estado de Estados Unidos) no puede dar su consentimiento,

Pregunta

¿Qué pasaría si una mujer embarazada consume drogas que puedan dañar a su feto?

y los padres o tutores deben firmar el formato de consentimiento. Ningún estado concede ese derecho a fetos o recién nacidos. Si una mujer está embarazada, sin importar su edad, se considera como un adulto en cuanto concierne a las decisiones médicas. Muchas mujeres embarazadas tienen problemas médicos (diabetes, etc.) y necesitan tratamientos especiales. Si rehúsan, los médicos tratarán de convencerlas de aceptarlo, pero no pueden forzarlas. La tabla siguiente se enfoca en algunas de las preguntas éticas y legales que hacen referencia al consentimiento de tratamientos.

¿Cómo se resuelven estas preguntas

Generalmente, no se puede hacer mucho para forzar a una mujer a dejar de consumir drogas, aun cuando éstas sean ilegales.

Casos o cuestiones legales relacionados

Algunos jueces han tratado de llevar a mujeres embarazadas a la cárcel para que dejen de consumir drogas, pero se ha demostrado que esto es anticonstitucional. En un caso, un juez trató de encarcelar a una mujer cuando se supo que ésta había abusado de sus hijos. Ella fue liberada y él tuvo que renunciar a su cargo.

¿Se puede forzar a una mujer a tomar medicamentos que sean benéficos para su feto, pero no para ella?

Los estados de Estados Unidos no obligan a las mujeres, o a cualquier otro paciente, a recibir un tratamiento médico, porque son considerados adultos y, por lo tanto, pueden tomar sus propias decisiones.

En ningún caso se ha tratado de obligar a una mujer a tomar medicamentos o vitaminas si ésta se rehúsa. Probablemente los jueces no lo permitirían. Algunas religiones no aceptan tratamientos médicos y el derecho a rehusarse sólo se otorga a los adultos.

Si un recién nacido o un feto necesitan tratamiento especial, pero la madre se rehúsa, ¿qué se puede hacer?

Las leyes permiten a los médicos ir a juicio y obtener una orden judicial para el tratamiento de recién nacidos o niños críticamente enfermos de gravedad, cuyos padres se niegan al tratamiento. Esto no se ha extendido a fetos.

Los miembros de los Testigos de Jehová se han negado a dar transfusiones de sangre a sus hijos en situaciones de vida o muerte, y los tribunales han decidido forzarlos a dar el tratamiento.

172

CAPÍTULO 10

La sociedad bajo la lupa Los científicos han tratado de medir la inteligencia desde hace ya algunos años. Francis Galton (primo de Darwin) pensó que todos los caracteres hereditarios, incluyendo la inteligencia, podían ser medidos. Pero, como mencionamos en este capítulo, fue un francés, Alfred Binet, quien desarrolló una prueba de inteligencia cuando el gobierno de su país le pagó para distinguir a los niños normales de los que entonces fueron llamados niños inferiores. La prueba de Binet llegó a Estados Unidos en 1917 y se usó para saber en qué trabajos serían más aptos los soldados de la Primera Guerra Mundial. Poco después, una prueba de Binet se aplicó a un prisionero que estaba en juicio por homicidio en Wyoming. Debido a que los resultados del prisionero fueron tan bajos, el jurado decidió exonerarlo debido a su condición mental. Las escuelas de todo el mundo comenzaron a usar la prueba de Binet para ubicar a los niños en grupos de aprendizaje. El valor del iq de una persona la seguiría por el resto de su vida. Originalmente, el iq se calculaba de acuerdo con la siguiente proporción: 100 veces la edad mental de la persona (determinada por la prueba de Binet) dividida entre su edad cronológica. Un iq de 100, como se muestra en la curva de campana de la Figura 10.4, era considerado promedio.

Revisión de la curva de campana

Figura 10.4 iq y la curva de campana La distribución del iq adulto es una curva de campana típica. El resultado promedio es de 100; aproximadamente la mitad de los resultados están debajo de 100 y la otra mitad por encima. 55

70

85

100

115

130

145

En sus inicios, estos cálculos sólo se aplicaban a niños; pero en 1939 David Wechsler publicó la primera prueba de inteligencia diseñada de manera explícita para la población adulta: la Escala de Inteligencia Wechsler para Adultos (wais, por sus siglas en inglés). Aunque la herencia del iq se ha investigado por casi un siglo, aún hay controversia acerca de cuánto de la inteligencia es genético, qué genes la regulan y cuáles son los mecanismos de herencia. Muchos estudios y educadores se han preguntado: ¿cómo se puede analizar la inteligencia?, y ¿qué se debería incluir en una prueba de inteligencia? En las escuelas se empezó a ubicar a los niños en ciertos grupos con base en los resultados de estas pruebas, lo que con frecuencia ocasionó errores debido a las preguntas que se hacían en la prueba. Así que, de modo gradual, la prueba del iq fue descalificada. En 1994, la publicación de La curva de campana, del psicólogo Richard J. Herrnstein y el científico político Charles Murray, cambió la percepción de la prueba de iq. En su libro, los autores trataron de analizar las pruebas de iq de los niños estadounidenses para promover el cambio social. Sin embargo, hoy en día muchas de sus conclusiones son controversiales, como las siguientes: 1. Una medida de inteligencia baja se relaciona con el comportamiento antisocial. 2. Las puntuaciones bajas de los afroamericanos (comparadas con las de los blancos y los asiáticos) son el resultado de factores genéticos. 3. La curva de campana de los resultados del iq comprobaba que algunos grupos eran inferiores, y que una baja inteligencia se relacionaba con la pobreza. El libro causó revuelo e indujo a revalorar el uso de la prueba de iq como medida de la inteligencia.

fotogalería

iq. Una prueba deited Stockdisc/Alam

y Lim

PREGUNTAS 1. Si pudiéramos determinar que la inteligencia (como se mide en el iq) es causada por ciertos genes, ¿qué significado tendría esto en nuestra sociedad? 2. Investiga lo que sucedió cuando se publicó el libro La curva de campana. 3. La siguiente pregunta se usa con frecuencia para mostrar los sesgos asociados con las pruebas de iq en niños pequeños: después de mostrar tres dibujos, se le pide a un niño que escoja el bolso de mano. ¿Por qué crees que esto puede considerarse una predisposición en la prueba? 4. Muchas escuelas no usan la prueba del iq para ubicar a los niños en grupos especiales. Haz una investigación para encontrar tres razones de por qué no lo hacen. 5. Investiga a Mensa, un grupo que dice tener miembros con un iq muy alto. ¿Quiénes son algunos miembros de esta organización?

HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL

173

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Un caracter poligénico está controlado por dos o más genes. [Sección 10.1] ❚ El término poligénico significa muchos genes. 2. Los caracteres poligénicos por lo general tienen una distribución de curva de campana en las poblaciones. [Sección 10.1] ❚ Esto significa que los caracteres o condiciones tienen varios grados de expresión, de ligeros a severos. 3. Los caracteres poligénicos con un componente ambiental son llamados caracteres multifactoriales. [Sección 10.2] ❚ Esto significa que tanto los factores genéticos como los ambientales afectan la expresión de la condición. 4. El ambiente puede interactuar con un caracter multifactorial de muchas formas. [Sección 10.2] ❚ Los factores ambientales pueden alterar la expresión de un caracter.

CONCEPTOS CLAVE Ácido fólico (p. 168) Anencefalia (p. 167) Caracter multifactorial (p. 166) Caracter poligénico (p. 165) Cociente intelectual (iq) (p. 170) Concordancia (p. 170) Curva de campana (p. 165) Defectos del tubo neural (p. 167)

PREGUNTAS DE REPASO 1.

5. La espina bífida es ejemplo de un caracter multifactorial. [Sección 10.3] ❚ Existen muchos otros caracteres multifactoriales.

2.

6. La espina bífida pertenece a una clase de condiciones genéticas llamadas defectos del tubo neural. [Sección 10.3] ❚ La espina bífida afecta la formación de la médula espinal y el cerebro.

3.

7. Tomar ácido fólico reduce las probabilidades de que una mujer tenga un hijo con espina bífida. [Sección 10.3] ❚ Añadir ácido fólico a la dieta es una manera de alterar el ambiente, que puede afectar el riesgo y el resultado de una condición multifactorial. 8. La obesidad es un caracter multifactorial. [Sección 10.4] ❚ Los genes y factores ambientales como la dieta afectan este fenotipo. 9. La inteligencia es otro ejemplo de caracter multifactorial. [Sección 10.4] ❚ La definición de la inteligencia es el primer paso en la investigación de su herencia y los efectos del ambiente sobre este fenotipo. 10. La interacción del ambiente y la herencia es un área activa de la investigación en la genética, la psicología y otros campos. [Sección 10.4]. ❚ Conforme se identifican más caracteres multifactoriales, los investigadores siguen trabajando para comprender cómo afecta cada uno al cuerpo.

174

CAPÍTULO 10

Dermatoglifia (p. 169) Drosophila (p. 170) Espina bífida (eb) (p. 167) Gemelos monocigóticos (mc) (p. 170) Gen ob (p. 170) Meninges (p. 167) V239I (p. 168) Valor del caracter (p. 165) VANGL1 (p. 168)

4.

5. 6. 7.

8. 9.

Enlista dos factores ambientales que influyen en el cáncer y en las condiciones cardiacas. Si todavía no hemos identificado el gen responsable de una condición, ¿ésta puede ser considerada multifactorial? ¿Por qué sí o por qué no? Piensa en una condición genética humana que creas que sea multifactorial. Después identifica las influencias ambientales y genéticas. Elabora una tabla de todas las condiciones multifactoriales enlistadas en el capítulo e incluye sus componentes genéticos y ambientales. Realiza una investigación para añadir esta información. ¿Qué puede hacer una mujer embarazada para reducir el riesgo de tener un hijo con espina bífida? Explica qué significa el término valor del caracter y da un ejemplo. ¿Es más fácil o más difícil encontrar genes de un caracter poligénico que encontrar caracteres controlados por un solo gen? ¿Por qué? Haz una investigación sobre el pie equinovaro. ¿Qué se hace para tratar esta condición? Explica por qué las huellas digitales son consideradas caracteres multifactoriales.

PREGUNTAS APLICADAS 1.

¿Qué pasaría si se identificara un gen cuyo alelo mutante causara un detrimento en la inteligencia? ¿Qué se podría hacer si se detectara que un bebé porta este gen? 2. Se ha encarcelado a mujeres para evitar que lastimen a sus hijos. En general esto ocurre con las drogadictas que no pueden dejar de consumir drogas aun cuando están embarazadas.

3.

4.

5. 6. 7.

¿Esto también sería una solución para una mujer que no quiere tomar el ácido fólico? ¿Por qué sí o por qué no? Considera una familia en la que un progenitor tiene una piel muy oscura y el otro una muy pálida. Haz una investigación y discute cómo lucirían sus hijos y por qué. Si puedes, haz un retrato de dicha familia. Como sabemos, los factores ambientales influyen sobre los caracteres multifactoriales. ¿Qué sucedería si se alteraran las condiciones ambientales? Por ejemplo, imagina que una madre se entera de que su recién nacido tiene una mutación en el gen de la leptina y, por lo tanto, tiene un riesgo elevado de ser obeso. Después, ella lo alimenta con la dieta adecuada y siempre lo monitorea. ¿Esto haría una diferencia? ¿Por qué sí o por qué no? ¿Es posible que la mayoría de los caracteres humanos sea multifactorial? Explica tu respuesta. Haz una investigación sobre los siameses. ¿Son dicigóticos o monocigóticos? ¿Por qué? Si los maestros estudian los resultados del sat (un examen de conocimientos que se aplica en Estados Unidos) de un grupo

de estadounidenses y se enteran de que dichos resultados son especialmente altos, ¿ podría concluirse que eso es hereditario? ¿Por qué sí o por qué no? 8. Un hombre cuya estatura es de 7 pies (cerca de 2 m) se siente atraído por una mujer de estatura baja (5 pies; 1.52 m). Él en verdad quiere tener hijos o hijas altos. Si se casa con la mujer, ¿podrá tener hijos altos? Explica tu respuesta.

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage.com/ login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso B y La sociedad bajo la lupa de este capítulo, “Donación de órganos de bebé” y “Revisión de la curva de campana”, estarán disponibles en la sección Assignments de Cengagenow.

¿Qué harías si . . . 1. …se le pidiera a tu hijo hacerse una prueba de iq? 2. …básandose en los resultados del iq de tu hijo, se le ubicara en un grupo de estudiantes con iq bajo? 3. …basándose en los resultados de iq de tu hijo, se le ubicara en un grupo para estudiantes con iq alto?

4. …tu diagnóstico prenatal mostrara que tu hijo tiene espina bífida? 5. …se te dieran suplementos con ácido fólico durante tu embarazo?

HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL

175

En los medios In the Media dBusinessNews.com, 1 de octubre de 2007

Las tasas de espina bífida decrecen en Carolina del Norte En los últimos 10 años las tasas de espina bífida se han reducido notablemente en Carolina del Norte. La organización March of Dimes ha dado un reconocimiento al estado por los programas que promueven la ingesta de ácido fólico en las mujeres. Se han utilizado la televisión y medio impresos para difundir la importancia de esta vitamina prenatal. Las siguientes estadísticas muestran el éxito del programa: • Entre 1995 y 2005, el número de niños que nacían con defectos del tubo neural se redujo 40%. • Entre 1995 y 2005, el número de niños con espina bífida disminuyó en 45%. • En el oeste de Carolina del Norte, donde el programa tiene mayor antigüedad, los números se han reducido aún más (80%). Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Si el programa funciona tan bien, ¿cómo se podría ampliar a todo el país? 2. ¿Esto funcionaría igual para otras condiciones multifactoriales? ¿Por qué sí o por qué no?

176

CAPÍTULO 10

Evansville (Indiana) Courier & Press, 9 de octubre de 2007

Tomando medidas para reducir la muerte de cuna Libby Keeling La muerte de cuna es el deceso repentino e inexplicable de un bebé en apariencia sano que tenga desde un mes hasta un año de edad. Al observar los factores de riesgo en el caso específico de un infante, los médicos encontraron un modelo de triple riesgo que puede ser el causante de la muerte súbita infantil. Piensan que se combinan tres factores: primero, la predisposición genética del infante, como una anormalidad en el cerebro; después, un periodo inestable de crecimiento y, finalmente, un disparador ambiental, por ejemplo, el humo del tabaco. El programa, llamado “Vuelve a dormir”, recomendaba a los padres de familia que se aseguraran de que los bebés durmieran boca arriba. Por alguna razón, esto ha contribuido a disminuir la incidencia de la muerte de cuna. Los especialistas afirman que es un evento multifactorial, pero la policía sigue investigando las muertes ocasionadas por este fenómeno. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Hace 20 años un especialista en muerte infantil escribió un libro en el que argumentaba que la muerte de cuna se debía a causas genéticas, y ésta fue la creencia prevalente durante 10 años. A una mujer, cuyos cinco bebés murieron por esta causa, no se le encontró culpable de homicidio debido al libro. Investiga este caso y redacta un informe sobre el sorprendente resultado. 2. ¿Por qué crees que dormir boca arriba sea más seguro para el bebé?

HERENCIA POLIGÉNICA Y MULTIFACTORIAL

177

11

Cáncer y el ciclo celular  PUNTOS CENTRALES El cáncer involucra una división celular descontrolada.

❚

Las mutaciones en ciertos tipos de genes pueden causar cáncer.

❚

El cáncer es una enfermedad del ciclo celular.

❚

El cáncer de mama es una forma común de cáncer.

❚

Los cambios cromosómicos con frecuencia son causa de cáncer.

❚

Las causas ambientales del cáncer aún se siguen estudiando.

❚

Se han presentado demandas relacionadas con el tabaquismo como causa de cáncer.

Custom Medical Stock

❚

178

CAPÍTULO 11

¿¿VIVES VIVESCON CONCÁNCER? CÁNCER? Si eres un adulto de entre 18 y 55 años de edad y sufres dolor crónico asociado a tu condición, tal vez seas candidato para participar en un estudio sobre los efectos de un fármaco en desarrollo que puede reducir la inflamación que sientes. La participación está abierta aun cuando estés en tratamiento o postratamiento; esto tiene una duración de seis a ocho semanas. Las compensaciones pueden ser hasta de 500 dólares a la semana, recibiendo el fármaco sin costo, el estacionamiento sin costo o el reembolso del gasto del transporte público.

CASO A Se ofrece a un paciente tratamiento nuevo contra el cáncer

Para más información y solicitud del participante, por favor comuníquese al Departamento de Oncología del Hospital Johnston Walters Memorial.

555-555-4095 Harriet Abeline había enfrentado malas noticias antes. Se le diagnostió cáncer de mama

De modo que, con cada recurrencia del

Le dijo a Harriet que podría entrar a la fase

hace cinco años y sufrió una lumpectomía

cáncer, ella investigaba su situación y los fár-

dos de un ensayo clínico de la fda para probar

además de tratamiento con radiación. Dos

macos que se usaban para el tratamiento. Con

un medicamento nuevo diseñado genética-

años después, una mamografía de rutina re-

cada búsqueda en Google, leía sobre los tra-

mente para tratar su tipo de tumor. Harriet

veló otra protuberancia. Ella había enfren-

tamientos experimentales que estaban dis-

sabía que la fase dos de los ensayos consistía

tado este reto con un tratamiento similar.

ponibles para el cáncer en etapa terminal y

en analizar los efectos secundarios y los ries-

los mantenía guardados en su mente.

gos del tratamiento. No hay garantía de cura.

Harriet entendía de medicina; trabajó durante años como reclutadora de una com-

Ahora, cuando su médico le dijo que el cán-

pañía farmacéutica importante, en la que

cer se había extendido a sus huesos, Harriet se

entrevistaba y contrataba a científicos y mé-

asustó. La doctora Hill comprendía su miedo.

dicos. La empresa era honesta y tenía buena

Ella había trabajado por años con pacientes de

reputación, y desarrollaba fármacos que se

cáncer y conocía algunos de los tratamientos

usaban en todo el mundo.

más novedosos.

Algunas preguntas surgen cuando leemos sobre el dilema de Harriet y la decisión que enfrenta. Antes de responderlas, consideremos la biología del cáncer.

11.1 ¿Qué es el cáncer? El cáncer es una enfermedad compleja que afecta a muchas células y tejidos del cuerpo. Se caracteriza por la división celular descontrolada y la capacidad de que estas células se propaguen, o hagan metástasis, a otros sitios del cuerpo. Por lo general nos referimos a éstas como malignas. Este crecimiento sin control puede resultar en la muerte, haciendo del cáncer una enfermedad devastadora y temida. Las ilustraciones siguientes muestran algunas diferencias entre las células malignas y las normales. Cáncer

Normal Citoplasma Núcleo

Nucleolo Cromatina

• • • •

Citoplasma grande Un solo núcleo Un solo nucleolo Cromatina fina

• • • •

Citoplasma pequeño Múltiples núcleos Nucleolos múltiples y grandes Cromatina densa

CÁNCER Y EL CICLO CELULAR

179

Los avances en el cuidado médico han reducido las posibilidades de muerte causada por enfermedades infecciosas y han incrementado la esperanza de vida, pero el cáncer se vuelve una causa mayor de enfermedad y muerte entre más tiempo vive una persona. El riesgo de muchos tipos de cáncer se relaciona con la edad, y debido a que más estadounidenses viven más años, se encuentran en un elevado riesgo de desarrollar cáncer. La relación entre el cáncer y la genética fue decubierta a principios del siglo xx por Theodore Boveri. Él propuso que las células normales se convierten en malignas por causa de los cambios en los cromosomas. Al estudiar las genealogías de familias con cáncer se revela que, en algunos casos, la enfermedad tiene un componente genético. La genealogía de abajo muestra a una familia con cáncer de mama.

11.1 Puntos esenciales • El cáncer se define como una división celular descontrolada.

11.2 ¿Cómo se relacionan los genes con el cáncer?

II

Dos clases de genes causan que las células se vuelvan cancerosas cuando mutan: los oncogenes y los genes supresores de tumores. Los alelos normales de estos genes trabajan de manera opuesta para controlar la división celular. Las células normales portan genes que activan la división celular, por lo general en respuesta a señales extracelulares. Estos genes se llaman proto-oncogenes. Los alelos mutados de esos genes se denominan oncogenes. Cuando éstos se activan, causan que las células se dividan de manera incontrolable. Los alelos normales de la otra clase, los genes supresores de tumores, desactivan la división celular y hacen que las células no formen tumores. Cuando mutan, el control sobre la división se pierde y se forman tumores cancerosos.

III

¿Cómo un proto-oncogen normal se convierte en oncogen?

I

IV CLAVE No afectado Cáncer de mama

Un cambio en la composición genética de una célula, llamado mutación, puede hacer que ésta se vuelva cancerosa y se divida sin control. Entonces, el cáncer es una enfermedad genética que actúa a nivel celular. Algunos agentes de nuestro ambiente, llamados carcinógenos (como la luz ultravioleta, las sustancias químicas y los virus) y ciertos estilos de vida (como la dieta y el tabaquismo) pueden incrementar la tasa de estas mutaciones, influyendo en el riesgo de contraer cáncer. Los riesgos por lo general se expresan como frecuencias (como uno en un millón). Esta frecuencia describe la posibilidad de que alguien desarrolle cáncer después de exponerse a un agente tóxico o de un incremento en la edad. No todos los tumores son cancerosos. Los crecimientos no cancerosos, llamados tumores benignos, aumentan de tamaño, pero no se propagan (hacen metástasis) a otros tejidos. Algunos de estos tumores, como los quistes, sólo causan problemas cuando se hacen demasiado grandes para interferir en la función de ciertos órganos vecinos. El crecimiento canceroso se identifica con base en tres características: 1. 2. 3.

180

Los tumores comienzan por una sola célula que se reproduce por mitosis. Las células de estos tumores se dividen continuamente. Estas células son invasivas y se mueven a otras partes del cuerpo, proceso que se conoce como metástasis.

CAPÍTULO 11

Como discutimos antes (véase el capítulo 5), las mutaciones pueden originarse debido a errores en la replicación del dna, la exposición a agentes ambientales o elecciones del estilo de vida. Cuando un proto-oncogen es expuesto a estos agentes, puede mutar y cambiar a un oncogen, causando que una célula normal se convierta en cancerosa. Ciertos virus también desempeñan una función importante en las mutaciones cancerosas. En estos casos, después de que un virus entra a una célula normal, puede activar eventos que transforman la célula en cancerosa. Un ejemplo es la infección del virus del papiloma humano (vph). La interacción entre las proteínas fabricadas por el vph y las que crea la célula causa la división descontrolada de las células del cérvix. El resultado es cáncer cervical. Casi a 12 000 mujeres se les diagnosticó esta forma de cáncer en 2008. Los errores en la replicación del dna pueden causar mutaciones, y algunas de éstas pueden producir cáncer. En los capítulos anteriores describimos cómo una mutación de un solo par de bases puede causar una condición seria como la anemia falciforme. En el cáncer, la mutación quizá esté en uno o varios sitios del gen. Una mutación que causa cáncer puede ocurrir en una o ambas copias de un gen.

11.2 Puntos esenciales • El cáncer puede aparecer en algunas familias. • Los proto-oncogenes, oncogenes y los genes supresores de tumores controlan la división celular. • Cuando estos genes mutan, se forman tumores cancerosos.

11.3 ¿Qué es el ciclo celular? Las células del cuerpo se alternan entre dos estados básicos: la división y la no división. El tiempo entre las divisiones

varía de minutos a meses, o incluso años. La secuencia de eventos entre una división y otra se llama ciclo celular. Éste se divide en dos partes: interfase y mitosis, y citocinesis. La primera parte del ciclo celular, llamada interfase, es el tiempo entre las divisiones. Tiene tres etapas: G1, S y G2. La división ocurre durante la otra parte del ciclo celular: la mitosis (división de los cromosomas) y la citocinesis (división del citoplasma). El cáncer es una enfermedad del ciclo celular. Ciertos puntos de control de éste regulan la división celular. Las células cancerígenas pasan por alto estos puntos de control, lo que tiene como consecuencia la división celular descontrolada. Desde que estos hechos se descubrieron, los estudios del ciclo celular se han convertido en parte importante de la investigación del cáncer. Si encontramos una manera de restaurar el control del ciclo celular, tal vez podamos evitar que las células cancerígenas se dividan. Sigue el diagrama de abajo conforme discutimos el ciclo celular, comenzando con una célula que se ha dividido. Des-

pués de la división, las dos células hijas tienen casi la mitad del tamaño de la célula parental. Antes de que se dividan de nuevo, deben pasar por un periodo de crecimiento. La mayor parte de este crecimiento se lleva a cabo en la primera de las tres etapas de la interfase: G1, S y G2. 1.

2.

3.

4.

La G1 comienza inmediatamente después de la división. Es el tiempo en el que se forman nuevos organelos (incluyendo membranas y ribosomas) y el citoplasma. Al terminar la G1, la célula ha duplicado su tamaño. Durante la fase S, se hace un duplicado de cada cromosoma (en los seres humanos esto quiere decir que los 46 cromosomas se duplican). Durante la fase G2, la célula se prepara para iniciar la mitosis. Al finalizar la G2, la célula está lista para dividirse. Durante la fase M, la célula se divide por mitosis. Después de ésta, el citoplasma se divide y se forman dos células.

Etapas del ciclo celular Punto de control G2/M 4 División celular 3 Reparación del dna

Mitosis

1

G2

G1

La célula crece y duplica su tamaño.

S

2

Duplicación de cromosomas Punto de control G1/S

CÁNCER Y EL CICLO CELULAR

181

¿Cuáles son las etapas de la mitosis? Cuando una célula humana completa la fase G2, entra en la mitosis, la segunda parte del ciclo celular. Durante ésta, un juego completo de los cromosomas se distribuye a cada célula hija y el citoplasma se divide entre las nuevas células. Aunque la mitosis es un proceso continuo, para fines didácticos se divide en cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. A. Profase. Al comienzo de la profase, los cromosomas replicados (recuerda que se duplicaron durante la fase S de la interfase) se condensan y se hacen visibles por el microscopio. Cada uno de los 46 cromosomas duplicados consiste en dos cromátidas hermanas unidas por un centrómero. Cerca del final de la profase, la membrana nuclear se rompe y una red de fibras especializadas llamada huso acromático o mitótico se forma en el citoplasma y se esparce a lo largo de la célula.

B y C. Metafase temprana y metafase. La metafase comienza cuando los cromosomas junto con el huso acromático se desplazan hacia el centro de la célula. D. Anafase. Durante la anafase, los centrómeros se dividen, convirtiendo cada cromátida hermana en un cromosoma. Después de esto, los cromosomas recién formados migran hacia los polos opuestos de la célula. Al final de la anafase hay un juego completo de 46 cromosomas en el extremo de la célula. E. Telofase. En la etapa final de la mitosis, los cromosomas comienzan a desenrollarse, el huso acromático se degrada y la membrana nuclear se vuelve a formar.

¿Qué sucede en la citocinesis? En esta última etapa del ciclo celular, la membrana celular se constriñe y divide gradualmente la célula en dos células hijas, cada una con un juego de 46 cromosomas.

Fases de la mitosis

A. Profase

B. Metafase temprana

C. Metafase

Células hijas

E. Telofase y citocinesis

D. Anafase

¿Qué ayuda a regular el ciclo celular? El ciclo celular es regulado en varios puntos (véase el diagrama de la página anterior): 1. 2.

182

Un punto de control en G1, justo antes de entrar a S, conocido como punto de control G1/S. La transición entre G2 y mitosis, llamada punto de control G2/M.

CAPÍTULO 11

Los genes supresores de tumores y los proto-oncogenes, de los que hablamos antes, regulan los puntos de control. Las proteínas codificadas por los genes supresores de tumores desactivan o disminuyen la tasa de división celular. Los protooncogenes codifican las proteínas que activan o aumentan la tasa de división celular. Los productos de estos genes normalmente actúan en cualquiera de los puntos de control, G1/S o G2/M, para regular la transición de la célula a través del ciclo celular.

En las células normales, señales extracelulares pueden activar los genes supresores de tumores o las proteínas que producen para terminar con la división celular. Las señales también pueden activar los proto-oncogenes para comenzar de nuevo la división celular. Este proceso se llama transducción de señales. Estas señales, que se originan fuera de la célula, pueden ser proteínas, hormonas o impulsos nerviosos. También pueden provenir del ambiente, esteroides, contaminantes u otras moléculas. Como se muestra en la figura de abajo, la transducción de señales comienza cuando una molécula señalizadora se une a un receptor de la membrana plasmática celular. Esta unión desata una serie de interacciones entre las moléculas de proteína que están dentro de la célula. En la mayoría de los casos, la molécula señalizadora permanece fuera de la célula. La unión de la molécula cambia la forma del receptor, lo que permite que transmita la señal a otras proteínas dentro de la célula. A su vez, estas proteínas pueden alterar otras proteínas, activándolas para generar una respuesta celular.

Fuera de la célula

¿Cómo se relaciona la transducción de señales con el cáncer? El cáncer se relaciona con una pérdida de control del ciclo celular. Esto involucra mutaciones o cambios en las vías de transducción de señales o en la maquinaria de control del ciclo celular. Analicemos un ejemplo de cómo una mutación de un proto-oncogen llamado RAS puede resultar en cáncer. La proteína RAS (producida por el proto-oncogen) se une al interior de la membrana plasmática y es parte de una vía de señales que activa la división celular. Cuando está activada, la proteína RAS cambia su forma y transfiere su señal a otra proteína de la vía. Una vez que la señal se ha transmitido, la proteína RAS vuelve a cambiar su forma y se desactiva. Cuando hay una mutación en el gen RAS, la proteína se queda en posición de “encendido”, diciéndole a la célula que permanezca en la división celular. Esto hace que la célula pierda el control del ciclo celular y se divida de manera incontrolable, volviéndose cancerígena. Las mutaciones en el gen RAS se pueden encontrar en muchos tipos de cáncer, como el de colon, el pancreático y el estomacal.

11.3 Puntos esenciales Molécula señalizadora

Unión del receptor con la molécula señalizadora

• El ciclo celular es importante para comprender el cáncer y el control de la división celular.

11.4 ¿Cómo desarrollan cáncer de mama

Receptor

las mujeres? Membrana Plasma membrane plasmática

Citoplasma Respuesta celular

Moléculas de proteínas

Núcleo

Cambios en la expresión genética

Generalmente, el proceso básico de la transducción de señales involucra la interacción proteína-proteína. Conforme la señal se moviliza, es cambiada, o transducida, de una forma a otra. Por ejemplo, una señal se puede unir y cambiar la forma de un receptor; a su vez, esto puede causar que una proteína dentro de la célula sea modificada químicamente e interactúe y active una proteína secundaria. Esta proteína activada puede unirse a otra y este par de proteínas interactúan con una tercera, causando un efecto dominó, lo que eventualmente resulta en un nuevo patrón de expresión genética.

El cáncer de mama es la forma de cáncer más común en las mujeres de Estados Unidos. Cada año, más de 40 000 mueren de cáncer de mama. Un estimado de 178 000 casos nuevos se espera cada año en Estados Unidos. Aunque los factores ambientales pueden influir en este cáncer, los genetistas han luchado durante años para resolver la siguiente pregunta: ¿existe una predisposición genética al cáncer de mama? Después de 20 años de trabajo, la respuesta es que sí. Mutaciones en dos genes diferentes pueden predisponer a una mujer al cáncer de mama y de ovario. Los genes se llaman BRCA1 y BRCA2. El gen BRCA1 se localiza en el cromosoma 17. En 1970, Mary-Claire King y sus colegas analizaron las genealogías de 1 500 familias con cáncer de mama. Encontraron que en aproximadamente 15% de ellas había casos múltiples de cáncer de mama. La doctora King decidió analizar la sangre de tantas familias como fuera posible, tratando de localizar un marcador genético para el cáncer de mama, aun cuando era difícil, puesto que estos casos, como en otros BRCA1 cánceres, ocurren de manera aleatoria. En 1980, cuando las técnicas del dna recombinante estuvieron disponibles (véase el Capítulo 6), su equipo comenzó a usar marcadores de dna y la reacción en cadena de la polimerasa (pcr) para analizar las muestras de sangre. Cromosoma 17

CÁNCER Y EL CICLO CELULAR

183

Muchas preguntas sobre los productos Finalmente, en 1990, después de analiproteicos y las funciones de los genes BRCA1 y zar a cientos de familias usando otros tantos BRCA2 siguen sin ser respondidas, así como las marcadores, el equipo encontró una relacuestiones sobre cómo las mutaciones en estos ción entre el cáncer de mama y un marcador genes pueden resultar en cáncer de mama. llamado D17S74 sobre el cromosoma 17. Como se discutió en el Capítulo 9, un marcador genético es un segmento pe-queño ¿Los hombres pueden desarrollar de dna sobre un cromosoma que puede cáncer de mama? utilizarse para localizar un gen. Muchas de ría le ga ió la foto Aunque la mayoría de las personas piensa que aire King dirig las familias originales del estudio de la La Dra. Mary-Cl la que se el cáncer de mama es una enfermedad de mujeen n ió ac ig invest Dra. King fueron analizadas con este marn BRCA1. res, los hombres también pueden desarrollarla. descubrió el ge cador y se encontró una relación entre éste Newscom Ellos heredan los genes del cáncer de mama de y el cáncer de mama. Esto significa que se sus padres. Debido a que tienen poco tejido en las mamas, no había localizado un gen para la predisposición genética al cánse cree que ésta pueda ser una enfermedad masculina. Por lo cer en algún punto del cromosoma 17 cercano al marcador general a los hombres se les diagnostica la enfermedad en genético encontrado por la Dra. King. Este gen hoy en día se etapas tardías debido a que no creen que puedan tener este llama BRCA1. padecimiento. Como los casos se detectan tarde, con frecuenNo todas las mujeres que heredan una mutación en cia tratarlos es más difícil. BRCA1 desarrollarán cáncer de mama; lo que heredan es un En Estados Unidos, cerca de 1% del cáncer de mama riesgo elevado de padecerlo. Las mujeres que portan una ocurre en hombres, con un estimado de 2 000 casos nuevos copia mutante del gen BRCA1 tendrán cáncer de mama si su reportados cada año. En ciertas zonas de África las tasas son otra copia muta en una célula mamaria. Aproximadamente mucho mayores. En Egipto, los hombres componen 6% de 82% de las mujeres que heredan un alelo mutante de BRCA1 los casos, y en Zambia el cáncer de mama en varones repredesarrolla una mutación en su otro alelo. Las mujeres con una senta 15% de todos los casos. mutación en BRCA1 también corren riesgo (44% de probabiLos factores de riesgo de cáncer de mama en hombres son lidades) de desarrollar cáncer ovárico. la edad, la historia familiar (generalmente en miembros femeUn segundo gen de predisposición ninos de la familia) y la exposición ocupacional a calor, gasoal cáncer de mama, BRCA2, se descubrió lina o cremas que contienen estrógenos en la industria del en 1995. Cuando el BRCA1 muta, el BRCA2 jabón o la perfumería. Los hombres con ascendencia judía del incrementa el riesgo de padecer cáncer de este de Europa, también llamados judíos ashkenazi, y los homBRCA2 mama. Este último gen se localiza en el bres negros, también tienen tasas altas de cáncer de mama. cromosoma 13. Los investigadores trabajan para descubrir las razones de las Aun cuando estas mutaciones son tasas elevadas en estas poblaciones. raras (menos de 1%), en algunas poblaciones la frecuencia es mucho más alta. 11.4 Puntos esenciales Una de estas poblaciones es la de ascen• Los investigadores han descubierto dos genes mudencia judía europea (judíos ashkenazi); tantes, BRCA1 y BRCA2, que incrementan el riesgo la frecuencia combinada de BRCA1 y de que una mujer contraiga cáncer de mama. BRCA2 es de 1 en 40. Cromosoma 13

caso a. preguntas Ahora que entendemos que diversos casos de

3.

Muchos estudios necesitan pacientes en

5.

El consentimiento informado es una parte

cáncer de mama son causados por una predis-

estado terminal para ver cómo ayuda-

muy importante de cualquier ensayo clí-

posición genética, analicemos algunos de los

rían los fármacos a las personas que

nico. ¿Hay algo que un médico o un inves-

problemas que surgen a partir del caso de

están muy enfermas. ¿Estas personas

Harriet.

pueden comprender en realidad para

1.

¿Qué debería hacer Harriet?

2.

Si la Dra. Hill le dijera que ningún otro tratamiento la ayudaría, ¿haría esto alguna diferencia?

184

CAPÍTULO 11

4.

tigador no debería decirle al paciente? 6.

Un problema serio dentro de los ensayos

qué son los ensayos y dar un consenti-

clínicos es que los investigadores con fre-

miento informado?

cuencia no pueden persuadir a la gente

¿Qué debería decirle la Dra. Hill a Harriet

para que participe en los estudios. ¿Por

sobre los tratamientos propuestos antes

qué crees que suceda esto?

de que ella acepte? Enlista cinco acciones.

11.5 ¿Cuáles son otras causas genéticas del cáncer? Cambios en el número y la estructura de los cromosomas son algo que se ve a menudo en las células cancerígenas. Por ejemplo, como se discutió en el Capítulo 3, el Síndrome de Down es causado por una copia extra del cromosoma 21. Además de los síntomas discutidos en el Capítulo 3, las personas con Síndrome de Down tienen de 18 a 20 veces más probabilidades de desarrollar leucemia (cáncer de los leucocitos) que la población general. Ésta fue una pista para que los científicos buscaran un gen asociado con la leucemia dentro del cromosoma 21. Esta conexión aún no se ha descubierto. La relación entre los arreglos cromosómicos, o traslocaciones, y el cáncer se descubrió en la leucemia. En esta enfermedad hay una división descontrolada de los glóbulos blancos o leucocitos. Es fácil identificar los cambios específicos en los cromosomas de estas células, y se usan para diagnosticar este tipo de cáncer. En una forma de leucemia sucede una traslocación entre partes del cromosoma 9 y el 22, donde ambos intercambian ciertas partes. Este inusual arreglo cromosómico (llamado

cromosoma Filadelfia a partir de la ciudad en la que se descubrió), es común en pacientes con leucemia mielógena crónica (lmc). Otros tipos de cáncer, como la leucemia mieloblástica aguda, el linfoma de Burkitt y el mieloma múltiple, están asociados con otras traslocaciones específicas. El descubrimiento de que ciertas formas de cáncer se asocian de manera consistente con tipos específicos de anormalidades cromosómicas es significativo en el estudio de estos cánceres. La figura de abajo muesfotogalería raltra genes asociados con cánFiladelfia gene El cromosoma tra en pacientes con en cer y los cromosomas en los mente se encu na crónica (lmc). ge que se localizan. leucemia mieló netics, Addenbrookes Hospital/

11.5 Puntos esenciales

Cytoge Dept. of Clinical rchers rary/Photo Resea Science Photo Lib

• Anormalidades cromosómicas también pueden causar cáncer.

Genes de cáncer en otros cromosomas Cromosoma

Condición

Gen

Tipo de gen

Poliposis adenomatosa familiar (paf, una forma de cáncer de colon)

Sobre el cromosoma 5 y una mutación en K-RAS del cromosoma 18

Oncogen

Tumor de Wilms (un tumor del riñón)

En el brazo corto del cromosoma 11

Gen supresor de tumores

Cáncer de pulmón de células pequeñas

En el brazo largo del cromosoma 13

Gen supresor de tumores

APC K-RAS

Cromosoma 5

Cromosoma 18

Tumor de Wilms

Cromosoma 11

Gen del cáncer de pulmón

Cromosoma 13

CÁNCER Y EL CICLO CELULAR

185

en cuanto a números 5%

11.6 ¿Cuál es la relación entre Existe una sólida relación entre los factores ambientales y el cáncer. Los epidemiólogos son científicos que estudian los factores relacionados con las enfermedades. Por ejemplo, pueden estudiar las áreas geográficas en donde ciertas enfermedades suceden con mayor frecuencia. Un gran número de casos de cáncer que se encuentran en un área restringida se denomina cluster de cáncer. Los epidemiólogos examinan el medio ambiente que rodea el clúster de cáncer en busca de una relación causa-efecto. El libro llamado Una acción civil, de Jonathan Harr, escrito en 1986, describe un clúster de cáncer en Woburn, Massachusetts. El factor ambiental que lo desató resultó ser el derrame de solventes industriales que entraron en el suministro de agua del pueblo. Otra forma en la que los epidemiólogos estudian la relación entre enfermedades y factores ambientales es observar a las poblaciones para determinar qué tipos de cáncer desarrollan. Debido a que muchas formas de cáncer en Estados Unidos se relacionan con el medio que las rodea, el comportamiento personal, o ambos, se estima que al menos 50% de todos los casos pueden atribuirse a algún tipo de factor ambiental.

Porcentaje de mujeres con cáncer de mama que tienen un alelo mutante para BRCA1.

1 en 200 Número de mujeres que heredarán un gen mutante del cáncer de mama.

82% Porcentaje de mujeres con el alelo mutante de BRCA1 que desarrollarán cáncer de mama.

0.12% Frecuencia de los alelos mutantes BRCA1 y BRCA2 en la población general.

¿Qué factores ambientales están asociados con el cáncer?

2.5% Frecuencia de los alelos mutantes BRCA1 y BRCA2 en la población de judíos ashkenazi.

85% Porcentaje de hombres cuyo cáncer es causado por fumar. Nick Hawkes/Alamy Limited

el ambiente y el cáncer?

de pulmón es de 13%, lo que significa que de aquellos a quienes se les diagnostica, en promedio sólo 13% tendrá una tasa de supervivencia de cinco años. Los riesgos de cáncer asociados con el tabaco no se limitan a fumar; las personas que inhalan o mastican tabaco tienen 50% más probabilidades de desarrollar cáncer de la boca comparado con los que no lo utilizan. Un estimado de un millón de casos nuevos de cáncer de piel se reporta en Estados Unidos cada año, y casi todos ellos están relacionados con la exposición a la luz ultravioleta (uv) proveniente del Sol o de camas de bronceado. El cáncer de piel se incrementa con rapidez en la mayoría de las poblaciones, presumiblemente como resultado de un aumento en las formas de recreación en exteriores y porque la gente se muda a regiones de Estados Unidos en las que hay mayor exposición solar. Las encuestas epidemiológicas muestran que las personas con pigmentación ligera en la piel tienen mayor riesgo de contraer cáncer de piel que los individuos muy pigmentados. Esto apoya la idea de que las características genéticas junto con los agentes ambientales pueden afectar la susceptibilidad de individuos o grupos.

75% Porcentaje de mujeres cuyo cáncer es causado por fumar.

1 en 5 Probabilidades de que un estadounidense tenga cáncer de piel.

El tabaquismo es el factor ambiental número uno implicado en el cáncer, ya sea directamente, en los fumadores activos, o indirectamente, en los fumadores pasivos. El tabaquismo se relaciona con el cáncer en la cavidad bucal, la laringe, el esófago y los pulmones, y ocasiona 30% de las muertes causadas por este padecimiento. Muchos de estos cánceres tienen tasas muy bajas de supervivencia. La del cáncer

fotogalería

er a forma de cánc Melanoma, un de piel. Researchers Dr. P. Marazzi/P

hoto

La disminución del ozono en la atmósfera de ciertas regiones geográficas también contribuye al incremento en los niveles de exposición a la radiación uv, que a su vez está asociada con el aumento en la frecuencia del cáncer de piel. Esto se debe a que la capa de ozono que rodea el planeta bloquea gran parte de la radiación uv. Más de 80% del daño a la piel se da a los 18 años. A pesar de esto, muchos estadounidenses creen que los bronceadores son saludables y sólo 25% de ellos usa bloqueadores o filtros solares de manera constante.

11.6 Puntos esenciales fotogalería

los pulmones La apariencia de fuma. no e qu n ie en algu Photo Library/ /Science James Stevenson Photo Researchers

186

CAPÍTULO 11

fotogalería

los pulmones La apariencia de . or ad de un fum y/ ience Photo Librar /Sc James Stevenson Photo Researchers

• Fumar es sólo un factor del estilo de vida que puede aumentar el riesgo de contraer cáncer. • Los agentes ambientales con frecuencia causan que las células normales se vuelvan cancerígenas.

Aun cuando sucedió en 1969, Robin Matchi-

Recientemente, Robin leyó un

son todavía tiene pesadillas. Una mañana, su

artículo en el periódico sobre los

madre le dijo que se levantara y le dijera adiós

experimentos que los laboratorios

a su hermano, pues se iba a ir por un largo

del gobierno de Estados Unidos

tiempo. Robin sólo tenía 10 años, pero lo

llevaban a cabo. Algunos de ellos

recuerda con claridad. Un gran vehículo se

consistían en exponer a personas

encontraba estacionado frente a su casa y su

a la radiación cuando no estaban

hermano de cinco años, Jack, era conducido

enteradas de esto. Uno de los

hacia el automóvil.

lugares en los que esto sucedía era

“¿A dónde va?”, preguntó a su madre. “A un lugar en el que puedan cuidarlo”, dijo su madre. “Pero nosotros podemos cuidarlo, ¿no es así, mami?”, preguntó Robin.

el hogar en Massachusetts donde

1.

de la leucemia en 1977. Robin no sabía mucho

2.

¿A quién podría acusar el abogado como

3.

Da tres argumentos sobre por qué está

parte de la demanda?

sobre esta enfermedad, pero fue a la biblioteca y aprendió que una de sus causas es la exposición a la radiación, especialmente en

dijo que a Jack lo habían llevado a un hogar

niños. Ella se preguntó si esto era lo que había ocasionado la muerte a su hermano.

setts. Fueron a visitar a Jack, quien entonces

Parecía injusto que el gobierno de Estados

estaba muy enfermo. Los médicos dijeron a

Unidos hubiera usado a niños como su her-

su madre que Jack tenía leucemia, que se aso-

mano para que fueran conejillos de indias. Un

cia con el Síndrome de Down (la razón del

amigo del trabajo le dijo que debía consultar

retraso de Jack).

a un abogado.

¿Robin debía consultar a un abogado? ¿Por qué sí o por qué no?

Jack había vivido hasta su muerte por causa

Seis años más tarde, la madre de Robin le para niños con retraso mental en Massachu-

Michael Newman/PhotoEdit

CASO B Experimentos del gobierno en niños

mal experimentar con personas que tienen retraso mental. 4.

Da tres argumentos para considerar correctos tales experimentos.

5.

¿Qué problemas podrían surgir debido a

6.

¿Qué podría haber hecho el gobierno en

que haya ocurrido hace tantos años? 1969 para que este tipo de experimentos fuera más aceptable? 7.

¿Se debería experimentar en seres humanos? ¿Por qué sí o por qué no?

11.7 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales relacionados con el cáncer? En nuestra sociedad, algunas personas con cáncer buscan a alguien a quién culpar por su enfermedad. Ciertos tipos de demandas, llamados casos de agravio, resuelven los problemas de las personas que han sido tratadas de manera injusta. Estos casos afectan a los individuos involucrados, pero en realidad su intención es cambiar a la sociedad. Algunas de las demandas más famosas se refieren a las compañías tabacaleras. En estos casos, las personas con cáncer y, en algunas ocasiones, los familiares de gente que ha muerto de cáncer, demandan a las compañías tabacaleras por negligencia. Una de las principales evidencias que se han presentado en estos casos fue que las compañías tabacaleras sabían dos cosas: que el tabaco es dañino y posiblemente fatal, y que es adictivo. Al principio, estas demandas no tenían éxito, pero más tarde se encontraron memorándos en los archivos de las

empresas en los que constaba que sí sabían que el tabaco es dañino y adictivo, y que no lo habían advertido a los fumadores. Hoy en día, gracias a esas demandas, aparecen leyendas de advertencia en todos los productos que contienen tabaco y quizá esto logró que muchas personas dejaran de fumar. Un problema ético interesante surge con los fumadores. Uno de los principios éticos que la mayoría de las sociedades sostiene en alto es la autonomía. Esto significa que tenemos el derecho de tomar las decisiones por nosotros mismos, sin importar cuáles sean. Se han creado leyes que establecen que las personas no pueden tomar decisiones independientes hasta que cumplen 18 años de edad o, en ciertos países, 21. Después de esta edad, las decisiones son propias. Esto aplica al tabaquismo porque muchas personas creen que no se debería restringir su decisión de fumar. En los juicios para impedir que se fume en el interior de edificios se presentó otro argumento: que quienes escogen no fumar eran dañados por el humo de los fumadores. CÁNCER Y EL CICLO CELULAR

187

La siguiente tabla se enfoca en algunas de las preguntas éticas y legales relacionadas con el tabaquismo.

11.7 Puntos esenciales • Se han presentado demandas exitosas contra las compañías tabacaleras.

¿Cómo se resuelven estas cuestiones?

Pregunta

Casos y cuestiones legales relacionados

Si una persona quiere fumar, ¿se puede

La mayoría de los estados de Estados Uni-

Las personas que son mayores pueden

crear una ley que establezca si puede o no

dos tiene una edad mínima legal (16 o 18

decidir por ellas mismas. La autonomía se

hacerlo?

años) para comprar cigarros.

mantiene.

¿Las leyes pueden controlar dónde puede

La mayoría de los estados de Estados Uni-

Estas leyes protegen a los fumadores pa-

fumar una persona?

dos tiene leyes que impiden fumar en edi-

sivos de inhalar tabaco. Los que entabla-

ficios públicos o en espacios cerrados, con

ron estos juicios fueron los empleados de

excepción de los hogares privados.

bares, quienes demandaban a sus jefes cuando se enfermaban de cáncer, pues en su empleo estaban expuestos a mucho humo de tabaco.

¿Se podrían crear leyes que controlen las

Tanto el gobierno federal como los esta-

Aun con estas leyes en vigor, se han pre-

causas ambientales del cáncer?

tales tienen legislaciones que regulan el

sentado demandas para obtener el pago

manejo de sustancias químicas peligro-

del tratamiento de los pacientes que se

sas, como pesticidas y contaminantes.

enfermaron al estar expuestos a estos reactivos.

La ética bajo la lupa La línea celular HeLa es una línea de células inmortales que se usa en las investigaciones médicas. La mayoría de las células sólo se divide un número limitado de veces y después muere, pero la línea celular HeLa es una excepción. Esta línea fue derivada de las células de cáncer cervical de Henrietta Lacks, a quien se muestra en la foto de la derecha, quien murió de cáncer en 1951. Las células fueron extraídas durante una biopsia tomada de una lesión visible en el cérvix uterino. Una línea celular se crea a partir de una sola célula o un grupo de células que se mantienen vivas in vitro (en el laboratorio) y se usan para investigaciones científicas. Se dice que las células HeLa son inmortales porque se pueden dividir un número ilimitado de veces en las placas de cultivo de laboratorio, siempre y cuando se les den los nutrientes adecuados. Los estudiantes de medicina y científicos de todo el mundo usan las células HeLa para estudiar estas células de cáncer cervical. Estas células se muestran a continuación:

Dr. Tosten Wittmann/Science Photo Library/ Photo Researchers

inmortales

188

CAPÍTULO 11

Obstetrics & Gynaecology/Science Photo Library/Photo Researchers

Henrietta Lacks y sus células

Las células de esta línea celular fueron cultivadas en un inicio por George Otto Gey sin el conocimiento o permiso de Lack. Más tarde, se vendieron a escuelas de medicina. Esto dio al Dr. Gey un buen ingreso. Sin embargo, él nunca patentó la línea celular o las células en su forma original. Recuerda el caso Moore vs Rectores de la Universidad de California, del Capítulo 9, donde el tribunal estableció que los médicos no tenían que informar a Moore sobre el uso que se les daba a sus células después de que éstas eran extraídas. Lo mismo sucede con la línea celular HeLa y Henrietta Lacks. Aun cuando ninguna ley obliga a los médicos o científicos a informar a los pacientes sobre el uso que se hace de las partes removidas, ¿están obligados desde el punto de vista ético? En la transcripción del caso Moore se discutió el de Henrietta. Es difícil saber si esto pudo haber influido en la decisión de la Suprema Corte de California. Inicialmente, se dijo que la línea celular HeLa se había nombrado así a partir del nombre “Helen Lane” o “Helen Larson”, para preservar el anonimato de Lack. Pero la prensa usó su nombre real a pocos años de su muerte. Más tarde, su hija pidió que la línea celular fuera nombrada como su madre para mostrar su contribución. De manera reciente, estas células se han usado para encontrar la conexión entre ciertas cepas del virus del papiloma humano, discutidas antes, y el cáncer cervical humano. Se ha desarrollado una vacuna para esta forma de papiloma y está destinada a niños y niñas mayores de 14 años.

La ética bajo la lupa [Continúa]

PREGUNTAS 1. Considera el siguiente caso hipotético basado en la línea celular HeLa: Heidi Hagawa recuerda muy bien a su madre, Frieda. Heidi tenía 20 años cuando a su madre le diagnosticaron cáncer y pasó por muchos análisis en el hospital, durante los cuales Heidi se mantuvo a su lado. Los padres de Heidi se habían divorciado y ella era el único familiar que su madre tenía. Heidi recordó cuando los médicos le dijeron que las células sanguíneas de su madre producían moléculas especiales llamadas anticuerpos monoclonales. Estas células podían usarse para luchar contra el cáncer y algunas infecciones virales en otros pacientes. Les pidieron muestras de su sangre, que serían utilizadas para ayudar a Frieda y a otros pacientes. Frieda firmó un formato de consentimiento diciendo que estaba bien que usaran su sangre para tratar a otras personas con cáncer. Murió ocho meses después. En realidad, después de que su madre murió, Heidi no pensaba en las muestras de sangre pero, algunos años más tarde, escuchó sobre un hombre llamado Moore, en California, al que le habían extraído el bazo. Las células de su bazo producían linfocinas que podían usarse para tratar a otros. Él demandaba a sus médicos por una parte de los millones de dólares que habían amasado a partir de vender sus células (junto con su dna) a una compañía biotecnológica que creó una línea celular. Una línea celular mantiene las células reproduciéndose, junto con sus productos, por muchos, muchos años, y estos productos pueden venderse. Heidi se preguntó si ésta era una situación parecida a la de su madre. Llamó a Irv Kutler, un amigo abogado, para preguntarle. Irv le dijo que él creía que ella tenía un caso para demandar. Los médicos habían vendido la línea celular de Frieda, y obtuvieron mucho dinero y acciones. Los derechos de la línea celular de Frieda se habían vendido a una compañía llamada Montansic, y aun cuando Frieda había firmado un formato de consentimiento, nunca se le dijo qué harían con las células. Irv dijo que deberían demandar. ¿Podrían ganar? ¿Por qué sí o por qué no? 2. La compañía que fabrica la vacuna del papiloma humano usa una interesante estrategia publicitaria. Hizo anuncios de televisión que parecían ser educativos. Informaba a las mujeres que un virus causa el cáncer. Poco después de que se difundieron estos anuncios, apareció otro publicitando la vacuna con niñas que decían que querían ser una mujer menos con cáncer cervical. ¿Qué piensas sobre la manera en la que se publicitó este producto? 3. Después, la compañía hizo campañas para crear legislaciones que hicieran que todas las niñas entre nueve y 14 años fueran vacunadas antes de su ingreso a la escuela. ¿Es esto correcto desde el punto de vista ético? ¿Por qué sí o por qué no? 4. Haz una lista en la que compares y contrastes el caso Moore con el de Henrietta. 5. Después de todos estos años, ¿existirá alguna forma de determinar lo que Henrietta Lacks hubiera querido hacer con sus células de cáncer cervical? ¿Cuál?

CÁNCER Y EL CICLO CELULAR

189

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. El cáncer se define como una división celular descontrolada. [Sección 11.1] ❚ La división descontrolada puede producirse en cualquier célula. 2. El cáncer parece ocurrir en ciertas familias. [Sección 11.2] ❚ Las genealogías de familias con frecuencia muestran cierto número de integrantes con diferentes formas de cáncer. [Sección 11.2] 3. Los proto-oncogenes, los oncogenes y los genes supresores de tumores controlan la división celular. [Sección 11.2]. ❚ Dependiendo de qué tipo de gen mute, es posible que resulte una división celular descontrolada. 4. Cuando estos genes mutan, se forman tumores cancerosos. [Sección 11.2] ❚ Algunos de estos genes activan la división celular, mientras que otros la detienen. 5. El ciclo celular es importante para comprender el cáncer y el control de la división celular. [Sección 11.3] ❚ El ciclo celular normal nos da una idea de dónde puede ocurrir el crecimiento descontrolado. 6. Los investigadores han descubierto que dos genes mutantes, BRCA1 y BRCA2, incrementan el riesgo de que una mujer desarrolle cáncer de mama. [Sección 11.4] ❚ Las pruebas para identificar estos dos genes se han hecho populares y se promocionan directamente con el público vía Internet u otros medios. 7. Las anormalidades cromosómicas también pueden causar cáncer. [Sección 11.5] ❚ Se ha probado que un cromosoma 21 extra incrementa el riesgo de ciertas formas de leucemia. 8. El tabaquismo es sólo un factor del estilo de vida que puede afectar el riesgo de cáncer. [Sección 11.6] ❚ Ahora se presentan advertencias en los paquetes de cigarros para informar a los consumidores sobre el riesgo. 9. Los agentes ambientales también provocan que las células normales se vuelvan cancerígenas. [Sección 11.6] ❚ Los científicos estudian qué agentes ambientales están relacionados con el cáncer.

CONCEPTOS CLAVE Agravio (p. 187) BRCA1 (p. 183) BRCA2 (p. 183) Benigno (p. 181) Cáncer (p. 179) Carcinógenos (p. 180) Ciclo celular (p. 180) Citocinesis (p. 181) Cluster de cáncer (p. 186) Cromosoma Filadelfia (p. 185) G1 (p. 181) G1/S, punto de control (p. 182) G2 (p. 181) G2/M, punto de control (p. 182) Genes supresores de tumores (p. 180) Interfase (p. 181)

Judíos ashkenazi (p. 184) Leucemia mieloblástica aguda (p. 185) Leucemia mielógena crónica (lmc) (p. 185) Linfoma de Burkitt (p. 185) Maligno (p. 179) Metástasis (p. 180) Mieloma múltiple (p. 185) Mitosis (p. 181) Mutación (p. 180) Oncogenes (p. 180) Proto-oncogenes (p. 180) ras (p. 183) S (p. 181) Transducción de señales (p. 183) Virus del papiloma humano (vph) (p. 180)

PREGUNTAS DE REPASO 1. ¿Por qué es tan difícil tratar el cáncer? 2. ¿Cuál es la diferencia entre los tumores cancerígenos benignos y malignos? 3. Hace poco se pensaba que el cáncer no tenía un componente genético. Ahora sus causas genéticas se discuten en los libros de genética humana. ¿Qué ha cambiado? 4. ¿Cuáles son las diferencias entre los genes supresores de tumores y los oncogenes? Enlista tres. 5. ¿Qué tanto deberíamos hacer para mantener a los carcinógenos fuera de nuestro ambiente? ¿Qué harías tú? 6. Enlista las partes del ciclo celular. 7. ¿Qué es la transducción de señales y cómo se relaciona con el cáncer? 8. ¿Cómo se encontraron los marcadores del cáncer de mama? 9. ¿Qué es el cromosoma Filadelfia y por qué lo llamaron así? 10. Si sabemos qué factores ambientales causan cáncer, ¿por qué no nos deshacemos de ellos?

PREGUNTAS APLICADAS 1.

10. Se han presentado demandas exitosas contra las compañías tabacaleras. [Sección 11.7] ❚ Las compañías tabacaleras sabían que sus productos causaban cáncer.

Da tres razones por las que las personas temen tanto al cáncer. Aplica la ciencia que has aprendido. 2. Recientemente se creó una vacuna para proteger a las mujeres del cáncer cervical. Investiga la vacuna y cómo se ha publicitado. 3. Es fácil comprender porqué las células de las personas mayores se vuelven cancerígenas, pero muchos niños, incluso bebés, también tienen cáncer. Investiga este tópico y escribe un informe breve.

¿Qué harías si . . . 1. …se te ofreciera participar en un estudio experimental para encontrar la cura del cáncer?

4. …trabajaras en una propuesta para sacar los cigarros del mercado?

2. ...aconsejaras a tu madre unirse al estudio?

5. …trabajaras en estrategias de mercado que mantuvieran a las personas lejos de la exposición al Sol y tuvieras que llegar a quienes trabajan en exteriores (constructores, carteros, etcétera)?

3. …ofrecieras consejos para que los jóvenes no fumen?

190

CAPÍTULO 11

4. Un gran número de casos de cáncer en cierta área geográfica se denomina clúster de cáncer. Investiga un clúster de cáncer en tu comunidad y escribe un informe breve. 5. Investiga los problemas con los plásticos en nuestro ambiente y el cáncer. Escribe un informe breve. 6. Ahora que sabes sobre la transducción de señales, regresa y lee de nuevo el ejemplo del gen RAS. ¿Cómo podrías usar este conocimiento para prevenir el cáncer? 7. Haz una investigación sobre las causas ambientales del cáncer. Elabora una lista sobre las cosas que tal vez cambiarías para disminuir el riesgo que tuvieras de contraer cáncer. 8. Haz una investigación sobre Mary Claire King y cómo se volvió científica.

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage. com/login para obtener un examen de prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso A y La ética bajo la lupa de este capítulo, “Se ofrece a un

paciente tratamiento nuevo contra el cáncer” y “Henrietta Lacks y sus células inmortales”, estarán disponibles en la sección Assignments de Cengagenow.

Aprende escribiendo En el Capítulo 1 te sugerimos crear un blog con los miembros de tu clase y otras personas interesadas en nuestros tópicos. Ahora es tiempo de que revises tu blog y consideres algunas de las preguntas de los capítulos 9 y 10. Envía un correo electrónico a otras personas que creas que puedan estar interesadas e invítalas a contribuir. Aquí hay algunas ideas para tu blog: • Ahora que sabemos que hay un componente genético en el cáncer, ¿debería haber cambios en los tratamientos para pacientes con esta enfermedad? • ¿Es importante que los pacientes como Henrietta sepan acerca de los ensayos clínicos sobre el cáncer? • Haz una investigación sobre los ensayos clínicos que se hacen en tu comunidad y comparte los sitios de Internet en tu blog. • ¿La ley debería participar en las preguntas que surgieron en los capítulos 9-11? • Discute cualquier otra pregunta o comentario que surja con tus compañeros.

En los medios ABC News, 6 de septiembre de 2007

El cáncer de mama tiene mayor mortalidad entre mujeres de color Marilynn Marchione Un nuevo estudio explica por qué el cáncer de mama tiene una tasa de mortalidad mayor en las mujeres negras: sus tumores no responden a los tratamientos basados en hormonas que son tan eficaces en otras mujeres. Antes, las diferencias en la recuperación se atribuían al hecho de que las mujeres negras parecían hacerse menos mamografías y tratamientos menos agresivos. Aun cuando a las mujeres que se estudiaron se les diagnosticó en una etapa temprana y sus tumores eran prematuros, tuvieron mayores probabilidades de morir a causa de esta enfermedad. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Qué podrían hacer los médicos para ayudar a los pacientes en esta situación? 2. ¿Se podrían crear leyes para disminuir el número de mujeres de color que mueren de cáncer?

Times of India, 8 de septiembre de 2007

Análisis de sangre para detectar el cáncer temprano Los científicos británicos analizaron a 11 000 mujeres durante 30 años con la premisa de ubicar cuáles desarrollaban cáncer de mama para crear un análisis de sangre que pudiera detectarlo antes de que aparecieran los síntomas. Las mujeres daban muestras de sangre que se analizaban para encontrar biomarcadores, que son proteínas creadas por las células cancerígenas. Muchos de estos biomarcadores se han relacionado con ciertos tipos de cáncer. Después de estudiar las muestras de sangre, se encontraron marcadores en mujeres que desarrollaron cáncer. El análisis se ha usado para detectar señales de cáncer de mama, y se espera que esto pueda ayudar en la detección temprana y la prevención de esta enfermedad. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Tú te harías la prueba de sangre que se describe en este artículo? ¿Por qué sí o por qué no? 2. Algunas veces, los investigadores toman muestras de sangre y las analizan, pero no le dicen a los participantes los resultados. ¿Crees que los científicos deberían de haber dicho a las mujeres su posible diagnóstico?

CÁNCER Y EL CICLO CELULAR

191

12

Comportamiento

192

CAPÍTULO 12

❚

El comportamiento es una reacción a nuestro ambiente.

❚

Los animales y los seres humanos tienen conductas similares.

❚

Las sustancias químicas cerebrales desempeñan funciones importantes en el comportamiento humano.

❚

Un solo gen o un grupo de genes pueden afectar el comportamiento humano.

❚

Los estudios en gemelos son una parte importante de la genética del comportamiento.

❚

Los tribunales todavía no tienen claro cómo actuar respecto de los problemas de genética y comportamiento.

image100/Alamy Limited

 PUNTOS CENTRALES

Richard G. Rawlins, Ph.D./Custom Medical Stock

CASO A Se encuentran dos gemelos extrañamente parecidos Jim Lewis no supo que tenía un gemelo hasta

exactamente lo mismo (180 lb [81.6 kg]),

•

que cumplió cinco años; pero nunca profun-

tenían el mismo primer nombre, y la estatura

•

Los dos bebían cerveza Miller Lite.

dizó en el asunto. Jim Springer supo que tuvo

de ambos era de 6 pies (1.80 m).

•

Ambos habían trabajado como comisa-

un gemelo cuando era más pequeño, pero

rios de tiempo parcial.

Además de sus características físicas similares, compartían lo siguiente:

pensó que había muerto.

Los dos fumaban cigarros Salem.

•

Ambos tenían migrañas recurrentes.

• Cada uno tenía un perro llamado “Toy”.

•

Los dos se mordían las uñas.

los investigadores del Grupo de Estudios

•

Los dos se habían casado dos veces.

•

Muchos de sus patrones gestuales y de

sobre Gemelos de la Universidad de Min-

•

La primera esposa de ambos se llamaba

Cuando los dos hombres tenían 39 años,

Linda.

nesota, que estudiaban gemelos criados por •

separado, los reunió.

maba Betty.

Los “dos Jim” son famosos porque compartían muchas similitudes. Incluso los médicos se sorprendieron debido a que pesaban

La segunda esposa de ambos se lla-

•

Ambos tenían un hijo llamado James Allan.

discurso eran similares. Cuando leemos sobre los gemelos Jim y Jim, vienen a la mente muchas preguntas. Antes de responderlas, consideremos la genética del comportamiento.

12.1 ¿Cómo se define el comportamiento?

fotogalería

Jim Lewis, lo Jim Springer y os. el m “dos Jim” ge hy Enrico Ferorelli Pho

tograp

s

En su forma más simple, el comportamiento puede ser definido como una reacción ante un estímulo. La mayoría de los estudios de conducta comienzan con animales. Todavía experimentamos con ellos porque tienen formas conductuales más simples, lo que los hace más fáciles de estudiar, pero el comportamiento humano tiene muchas similitudes con el comportamiento animal. Sin embargo, la respuesta al porqué de la conducta humana puede variar más, y las personas pueden reaccionar de formas diferentes ante situaciones similares, lo que complica el estudio de la conducta. Tomemos, por ejemplo, el alcoholismo. Puede ser definido como el consumo excesivo de alcohol. Pero, ¿esta definición es lo suficientemente clara para identificar a los alcohólicos? Muchas personas reaccionan de manera diferente ante la bebida, y eso hace que esta enfermedad sea difícil de definir. La genética del comportamiento es el estudio de la influencia de los genes sobre la conducta. Una de las grandes preguntas en la genética del comportamiento es: ¿qué es más importante: la genética o el ambiente? La manera en que reaccionamos ante ciertas situaciones puede estar influida por la genética, los padres, los hermanos, la educación y muchas otras variables. Las interacciones entre todos estos factores hacen que los estudios de nuestro comportamiento sean algo complejos.

12.1 Puntos esenciales • El comportamiento es la respuesta a un estímulo. • Una persona se comporta de cierta manera basándose en su herencia y en su ambiente. COMPORTAMIENTO

193

12.2 ¿Cómo trabaja el cuerpo para causar el comportamiento? Las sustancias químicas cerebrales, o neurotransmisores, pueden cambiar nuestro humor y nuestras acciones. Estas sustancias se liberan cuando ciertas neuronas del cerebro se activan en un proceso llamado neurotransmisión. La velocidad o la frecuencia de la neurotransmisión pueden alterar la forma en que reaccionamos ante ciertas situaciones.

proteínas son sintetizadas en las células. En el caso de los neurotransmisores, las proteínas participan en la síntesis de estas moléculas, y los sentimientos y la conducta son el resultado de ello. Por lo tanto, está claro que, al menos, una parte de nuestro comportamiento es genética.

12.2 Puntos esenciales • La liberación de neurotransmisores en el cerebro causa que actuemos y reaccionemos.

12.3 ¿Cómo las modificaciones en los

Neurona 1

genes pueden causar cambios en el comportamiento?

Sinapsis

Receptores que se unen al neurotransmisor

Neurona 2

Como se muestra en la imagen superior, con frecuencia encontramos a las neuronas una junto a otra. Cuando un impulso viaja del extremo de la neurona 1, debe “saltar” a la neurona 2 para continuar su ruta. Sigue las flechas hacia la sinapsis, un espacio entre ambas neuronas. Un neurotransmisor (o sustancia química) se libera para acelerar el “salto” por medio de la sinapsis. El comportamiento de una persona puede cambiar si algo incrementa o disminuye la liberación del neurotransmisor. Un ejemplo prominente es el grupo de sustancias químicas cerebrales conocidas como endorfinas. Cuando se liberan endorfinas, a menudo durante el ejercicio, situaciones de estrés o excitación, sentimos una oleada de alegría o regocijo. Muchas drogas que cambian nuestro humor o reacciones, como la cocaína, imitan a los neurotransmisores naturales y crean sentimientos similares (tabla 12.1). Debido a que las sustancias químicas cerebrales son producidas por las neuronas, su dna contiene la información genética de estos compuestos. Como se discutió en el Capítulo 5, las

Tabla 12.1 Drogas recreacionales y los neurotransmisores que imitan Droga

Sustancia química cerebral equivalente

Cocaína, morfina

Endorfinas

y heroína

194

Mezcalina

Dopamina

Nicotina

Endorfinas

Anfetaminas

Norepinefrina

CAPÍTULO 12

Malcolm S. Kirk/Peter Arnold, Inc.

Neurotransmisores liberados durante el impulso nervioso

Una variedad de cambios genéticos, como las anormalidades cromosómicas, defectos de un solo gen y las condiciones poligénicas, pueden alterar nuestro comportamiento. Un ejemplo de un defecto causado por un solo gen que tiene efectos sobre el comportamiento es la Enfermedad de Huntington (eh). (Revisa el caso de Alan en el Capítulo 4.) Algunos de los síntomas de la eh son movimientos involuntarios y una progresión de cambios en la personalidad. El gen eh codifica una proteína llamada huntingtina. Ésta es necesaria para la supervivencia de ciertas células cerebrales. Cuando una persona padece eh, el gen mutante produce una versión modificada de la proteína que se acumula y rompe las células cerebrales. Aquellas con acumulaciones de huntingtina mueren y, conforme más células mueren, aparecen los cambios conductuales. La siguiente fotografía muestra la diferencia entre un cerebro normal y un cerebro con eh.

Cerebro normal

Cerebro con Enfermedad de Huntington

Los cambios en el comportamiento también pueden deberse a anormalidades cromosómicas. Las personas con una mutación en una región específica del cromosoma X tienen cambios conductuales específicos. Esta condición, llamada Síndrome de X frágil, causa comportamientos parecidos a los del autismo y también conductas agresivas. La fotografía del cromosoma X de la siguiente página muestra la localización del sitio frágil que causa rupturas del cromosoma. Una condición multifactorial (los caracteres multifactoriales se discutieron en el Capítulo 10) que afecta el comportamiento es la esquizofrenia. Esta enfermedad es un conjunto

Christine J. Harrison, Ph. D.

Sección rota del cromosoma X

de trastornos mentales que puede manifestar muchos síntomas. Algunos de éstos son alucinaciones, delirios, pensamientos desordenados y cambios de conducta. Los genes asociados con la esquizofrenia se encuentran en el cromosoma X y en los autosomas. También parece haber un componente ambiental en esta enfermedad. Muchos científicos aún estudian las relaciones de la genética y el ambiente con la esquizofrenia.

12.3 Puntos esenciales • La Enfermedad de Huntington es un ejemplo de una condición genética que causa cambios en el comportamiento.

12.4 ¿Cómo estudiamos la genética del comportamiento? Los genetistas del comportamiento buscan influencias genéticas sobre el comportamiento humano, un área que también es estudiada por psicólogos y psiquiatras. Los genetistas médicos estudian las bases genéticas de enfermedades mentales que pueden ser tratadas también por médicos. Sin embargo, las diferencias entre estos campos no quedan muy claras. Tomemos, por ejemplo, el estudio de la depresión. Al principio, los psicólogos trataban la depresión y se consideró que ésta sólo se basaba en el comportamiento. Ahora, con la información obtenida del análisis de genealogías, la genética molecular y la neurobiología, es evidente que la depresión es una condición médica cuyos componentes son genéticos. Los médicos, así como los especialistas en psicología, ahora la tratan como una enfermedad física. Una de las formas en la que los científicos estudian las bases genéticas del comportamiento es el estudio de casos como el de los Jim. Estos gemelos son muy especiales porque fueron idénticos, adoptados por diferentes familias y criados

en ambientes separados. Como sabemos, los gemelos idénticos tienen genomas iguales y, por tanto, cada uno tiene un juego de genes que es exactamente igual que el de su gemelo. Esto quiere decir que, si un caracter o comportamiento específico es idéntico en gemelos monocigóticos, es probable que tenga un componente genético significativo. Si los dos gemelos son criados en ambientes separados y tienen diferentes caracteres conductuales, estos caracteres tienen un componente ambiental significativo. Por ejemplo, si un gemelo idéntico es alcohólico, existe 55% de probabilidades de que el otro también lo sea sin importar el ambiente. Estas estadísticas se determinaron al estudiar grupos de gemelos idénticos criados por separado. Esta relación se llama concordancia. La concordancia es una manera de calcular con cuánta frecuencia aparece un caracter en ambos gemelos. Debido a que los gemelos idénticos son genéticamente iguales, podemos decir que cualquier mutación que porte uno, también la portará el otro y, si esto es verdad, la tasa de concordancia será de 1.0. Analicemos el ejemplo de la fibrosis quística (genotipo cc). Si un gemelo idéntico tiene esta condición, el otro también la tendrá (genotipo cc) y la concordancia será de 1.0. Las diferencias ocurren cuando un fenotipo está presente sólo en un gemelo. Un ejemplo es la esquizofrenia. La concordancia en gemelos idénticos ha sido de 0.69. Esto quiere decir que, cuando se estudia esquizofrenia en gemelos idénticos, 69% de las veces ambos tendrán esquizofrenia y en 31% de los casos, sólo un gemelo la tendrá. Por lo tanto, la concordancia de un caracter dado ayuda a establecer si éste tiene o no una base genética. La concordancia también se estudia en gemelos fraternales. Los gemelos fraternales no tienen dna idéntico pero, al igual que todos los hermanos y hermanas, comparten la mitad de sus genes. La tabla 12.2 muestra la concordancia de la esquizofrenia y algunos otros caracteres. Si un caracter conductual específico se estudia en una familia, se construye una genealogía y el caracter se rastrea tantas generaciones como sea posible. En cuanto al alcoholismo, muchos miembros de una familia pueden tener esta condición, lo que se hará evidente en una genealogía familiar. Como discutimos antes, con frecuencia encontramos problemas para definir el comportamiento. En el caso del alcoholismo, ¿es alguien que bebe a diario? ¿O que no puede dejar de beber?

Tabla 12.2 Concordancia de caracteres seleccionados Caracter

Concordancia en gemelos idénticos

Concordancia en gemelos fraternales

Tipo sanguíneo

1.0

0.66

Color de ojos

0.99

0.28

Esquizofrenia

0.69

0.28

Diabetes

0.65

0.19

Alcoholismo (hombres)

0.41

0.17

Déficit de atención/

0.58

0.31

0.69

0.88

hiperactividad iq

COMPORTAMIENTO

195

Las siguientes figuras muestran genealogías de algunos caracteres que afectan el comportamiento.

Genealogías de algunos caracteres conductuales I

II

Genealogía de la esquizofrenia

III

IV

CLAVE Esquizofrenia

I II Genealogía del alcoholismo

III IV

CLAVE Alcoholismo

I II Genealogía de la Enfermedad de Huntington

III IV

CLAVE Enfermedad de Huntington

I II Genealogía de la homosexualidad

III

CLAVE Homosexualidad

196

CAPÍTULO 12

en cuanto a números 75% Porcentaje de la población de Estados Unidos que consume alcohol.

10% Porcentaje de estadounidenses a quienes se les diagnosticó como alcohólicos.

C Squared Studios/Getty Images

Los experimentos en animales son otra forma de estudiar el comportamiento. Gracias a que los ratones se reproducen con rapidez y a que su conducta es observable, muchos genetistas del comportamiento los estudian. Si se sospecha que un gen influye en el comportamiento, los investigadores pueden usar técnicas de dna recombinante para insertar un gen humano, mutar un gen del ratón o cambiar su patrón de expresión y estudiar los efectos sobre la conducta de estos ratones genéticamente modificados, así como sobre su descendencia. En 1999, los científicos de la Universidad de Princeton publicaron los resultados de uno de estos estudios. Insertaron un gen humano en un ratón. Este gen codifica una proteína de las neuronas que se asocia con la memoria. Los animales transgénicos tenían un mejor desempeño en los laberintos que se usan para medir la inteligencia del ratón.

1 en 1 000 hombres

Otros investigadores usaron análisis de ligamiento y de genealogías para identificar un área del cromosoma X que se asocia con el comportamiento homosexual. Para lograrlo, primero identificaron 38 familias que tuvieran dos hermanos homosexuales. Después de encontrar cierto número de marcadores moleculares sobre los cromosomas X de los hermanos, buscaron estos marcadores en los cromosomas X del resto de los miembros de la familia. El gen asociado con este marcador se muestra en la siguiente imagen. ¿Esto es una prueba definitiva de que la homosexualidad es un comportamiento genético? No; pero este trabajo ha dado un fundamento para realizar otros sobre la genética y la homosexualidad.

Frecuencia de nacimientos XYY.

12.4 Puntos esenciales

100 000 millones

•

Número estimado de neuronas en el cerebro.

• Gracias a los genomas iguales de los gemelos idénticos, muchos científicos estudian a los gemelos criados en ambientes separados para evaluar la función de la genética y del ambiente en el comportamiento.

¿Cómo se usan los métodos recién discutidos para estudiar un carácter conductual? Las causas genéticas de la orientación sexual se han estudiado con métodos combinados que incluyen estudios de gemelos, análisis cromosómicos y análisis de genealogías. En un estudio se analizó a 56 parejas de gemelos idénticos masculinos y 54 parejas de gemelos fraternos masculinos. La tabla 12.3 muestra los resultados. Éste y otros estudios similares han mostrado que existe un fuerte componente genético en el comportamiento homosexual.

• Las técnicas del dna recombinante se han utilizado para provocar cambios en la conducta del ratón. •

Tabla 12.3 Concordancia de homosexualidad Carácter Homosexualidad

Concordancia en gemelos idénticos

Concordancia en gemelos fraternales

0.52

0.22

La genética del comportamiento se estudia en animales y seres humanos.

Los científicos siguen estudiando las funciones de la herencia y el ambiente que influyen sobre el comportamiento.

Probable gen de la homosexualidad masculina

Cromosoma X

caso a. preguntas Ahora que sabemos más sobre el control gené-

2.

¿Crees que la evidencia muestra que los

4.

¿Puedes anticipar algún problema que

tico del comportamiento, analicemos algunas

comportamientos enlistados en el caso

pueda surgir al estudiar gemelos criados

de las preguntas sobre el caso de los “dos Jim”.

son 100% genéticos?

por separado? Señala tres problemas.

1.

¿Por qué estos dos hombres representaron una pareja perfecta de gemelos para estudiar el comportamiento?

3.

¿Conoces algunos gemelos idénticos? ¿Son parecidos o diferentes? Enlista cuatro similitudes y cuatro diferencias.

COMPORTAMIENTO

197

receptores de serotonina en las neuronas de los ratones. Esto reduce la capacidad de éstas para conectarse y procesar las señales. Cuando un ratón normal se colocó en una jaula junto a un ratón knock-out (con un gene deletado), este último se comportó de manera muy agresiva, como se muestra en la fotografía de abajo.

12.5 ¿Un defecto causado por un solo gen En 1993, los científicos comenzaron a estudiar a una extensa familia europea que mostraba un comportamiento agresivo y violento. La genealogía de la familia se muestra a continuación. Muchos hombres de esta familia han sido encarcelados por cometer actos violentos y ofensas. Nota que la condición sólo está presente en los varones. El gen para esta condición fue mapeado al brazo corto del cromosoma X y, por lo tanto, es un carácter ligado a X (véase el Capítulo 4). Este gen codifica una enzima llamada monoamino oxidasa tipo A (maoa) que metaboliza los neurotransmisores en el cerebro. Cuando muta este gen, causa una condición llamada deficiencia de maoa. Una falla en la metabolización rápida de los neurotransmisores como la serotonina, interrumpe la transmisión normal de los impulsos. Estos cambios en las funciones normales del sistema nervioso pueden causar un comportamiento anormal. Para estudiar la función de los neurotransmisores en el comportamiento, los investigadores eliminan un gen para los

Gen para la deficiencia de maoa

Jay Van Rensselaer/ Homewood Photo Labs

puede provocar una conducta agresiva?

12.5 Puntos esenciales • La deficiencia de maoa es otra condición genética que ha sido estudiada por la genética del comportamiento.

I

Comportamiento agresivo

II Cromosoma X III

IV

El Dr. David Wasserman visualizaba su reunión

tante interés debido a la historia del com-

como la junta de un grupo diverso de académi-

portamiento y la genética, pero no pensaban

cos que discutirían la información más innova-

en él como un tema sensacionalista. Des-

dora sobre la genética y el comportamiento. Él

pués de todo, eran científicos y analizaban

ya había organizado otros simposios y, lo

los tópicos de manera científica. Después, los problemas comenzaron.

mismo que en el pasado, escogió con cuidado a

Wasserman y sus colegas no imagina-

qué expositores y oyentes invitaría, incluso la comida que se serviría en el evento. No hace mucho, una reunión académica no

ron que esta reunión causaría tanto revuelo. Las protestas contra ella llegaron de

hubiera atraído la atención de la prensa nacio-

varias direcciones y la controversia provocó

nal pero, en este caso, la reunión se mencionaba

que la reunión se cancelara.

en los encabezados. El Dr. Wasserman se sor-

1. 2.

incluyendo el nombre del simposio, “Factores genéticos en la delincuencia: hallazgos, usos e

¿Qué deben hacer el Dr. Wasserman y sus

causar problemas? 3.

Hace años, el público jamás se hubiera enterado de la reunión académica; ¿por

y sus colegas sabían que el tópico generaría bas-

qué ha cambiado la situación?

CAPÍTULO 12

Algunas personas ven un componente racial en este tipo de estudios. Investiga este tema y da tu opinión.

5.

El Instituto Nacional de Salud revocó los fondos para la reunión; ¿crees que debió hacerlo? ¿Por qué sí o por qué no?

¿Cómo podrían realizar la conferencia sin

implicaciones”. Por supuesto, el Dr. Wasserman

198

4.

colegas?

prendió mucho cuando la primera reportera llamó. Él le dio toda la información que pidió,

Richard Levine/Alamy Limited

CASO B Conferencia importante en suspenso

6.

Investiga qué sucedió en realidad con esta conferencia.

12.6 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales relacionados con el comportamiento? Los científicos no están seguros de las causas de muchas formas del comportamiento humano. Como resultado, los tribunales tienen dificultades para lidiar con este tema. La pregunta más importante del caso Frye (véase La ley bajo la lupa: “Frye vs US”) es si una teoría científica es aceptada entre la mayoría de la comunidad científica. La genética del comportamiento es reciente, por lo tanto, los expertos no están de acuerdo con los hallazgos y, como resultado, los tribunales individuales no pueden decidir cómo se usará para determinar la culpabilidad o la inocencia. En nuestra sociedad con frecuencia nos preguntamos lo siguiente: ¿por qué alguien comete un delito? En los círculos legales esto se llama motivo, y de manera común es uno de los componentes de los juicios penales. Si pudiéramos determinar que ciertos genes o grupos de genes llevan a alguien a cometer un crimen, el motivo no sería relevante. En los años 1970, algunos científicos estudiaron a individuos con el síndrome XYY (también llamado Síndrome de Jacobs; véase el Capítulo 3). En Inglaterra, un estudio de prisioneros encarcelados por delitos violentos mostró un porcentaje mayor de hombres con el síndrome XYY del que hay en la población general. En un inicio, estos hallazgos incitaron estudios similares en todo el mundo, incluyendo Estados Unidos, para analizar si existe una relación entre la delincuencia y los individuos XYY. En general, los hombres XYY son más altos y a menudo más agresivos, pero esto no los hace delincuentes. Los estudios en Estados Unidos se detuvieron, así que la información sobre esta posible relación sigue incompleta. En 1966, Richard Speck fue enjuiciado y condenado por asesinar a ocho estudiantes de enfermería en Chicago, Illinois. Una de las víctimas que sobrevivió lo identificó. Durante su juicio, el abogado preparó una defensa tratando de usar el cariotipo XYY como argumento contra la pena de muerte. No lo fotogalería un utilizó en la audiencia porque r ne te ó aleg Richard Speck tra como parte los análisis mostraron que Speck ex Y a om cromos no tenía el cariotipo XYY. Sin de su defensa. IS Bettmann/CORB embargo, desde ese tiempo, muchas preguntas sobre la genética y el comportamiento siguen sin respuesta para los fiscales y los abogados. Por ejemplo, ¿es posible establecer y usar en los tribunales una causa genética de la delincuencia? (véase La ley bajo la lupa: “Mobley vs Georgia”, más adelante en este capítulo). Otra es: ¿una persona puede ser rehabilitada después de cometer un delito? La idea de la rehabilitación es la base de la formación del sistema penal de Estados Unidos. Pero para cambiar el comportamiento de una persona es necesario controlarlo. Si una conducta delictiva o antisocial puede controlarse con base en la genética, ¿cómo esperamos que una persona con un trastorno del comportamiento controle o cambie su conducta? Además, la pregunta que se planteó en el caso Frye se hizo para separar la ciencia basura de la ciencia “real”.

Hasta la fecha, la mayoría de los jueces y jurados ha considerado que la predisposición genética a la delincuencia está en la categoría de ciencia basura. Un caso interesante que hace referencia a estos problemas es el de Roper vs Simmons. En 1993, Christopher Simmons y otros dos chicos fueron condenados por asesinar a una mujer al empujarla a un río. En la audiencia para determinar si a Simmons se le daría la pena de muerte, su abogado argufotogalería mChristopher Si ¿A los 17 años, z de comprender mentó que, debido a que tenía pa mons no era ca s de sus actos? ia sólo 17 años cuando cometió el las consecuenc ctions/AP Photos Corre crimen, él era muy joven como Missouri Dept. of para reconocer las consecuencias de sus actos. Para probar esto, presentó un informe amicus curiae (“amigo del tribunal”) escrito por científicos que habían hecho estudios acerca de los cerebros de adolescentes. Los análisis de resonancia magnética de miles de adolescentes mostraban diferencias significativas de los análisis de adultos, los cuales evidenciaban que el área del cerebro que controla los impulsos conductuales (el lóbulo frontal) estaba subdesarrollada en los adolescentes cuando se comparaba con la de los adultos. Además, las respuestas emocionales de los adolescentes eran diferentes a las de los adultos ( Figura 12.1). En el caso Simmons, el tribunal decidió que ésta no era una información científica suficientemente válida para detener una ejecución. El caso se llevó a la Suprema Corte de Estados Unidos para una apelación en 2004. La Suprema Corte determinó que la ejecución de acusados que tenían 18 años o menos cuando cometieron su crimen era algo anticonstitucional. Por lo tanto, Simmons no fue ejecutado y ahora cumple una condena de por vida en prisión. En una opinión por escrito, el juez Kennedy escribió: “La retribución no es proporcional si la pena más severa de la ley se impone sobre alguien cuya culpabilidad es disminuida, en un grado sustancial, por razones de su juventud e inmadurez.” Áreas que controlan el comportamiento compulsivo

(a)

(b)

Figura 12.1 Cortes transversales de un cerebro adulto y uno adolescente Estas ilustraciones de cerebros de adolescente a) y de adulto b) muestran grandes diferencias en las áreas que controlan el comportamiento impulsivo. COMPORTAMIENTO

199

Uno de los primeros problemas del comportamiento delictivo que se analizaron en los tribunales fue la demencia. Si se puede probar que una persona la padece, el tribunal se pregunta: ¿esto la responsabiliza por el delito? Para la mayoría, un diagnóstico médico de esquizofrenia puede hacer que no se encuentre culpable a una persona debido a su demencia. Pero, ¿qué es la demencia? Esta pregunta se ha planteado en muchos tribunales en todo Estados Unidos, y las respuestas varían. En general, los tribunales sostienen que si un acusado no puede distinguir entre el bien y el mal, y se le ha diagnosticado

una condición médica como la esquizofrenia, puede ser declarado inocente por razones de demencia. Se ha demostrado que la esquizofrenia tiene una base genética. ¿Esto quiere decir que una persona con esta condición no puede controlar su comportamiento? La siguiente tabla resuelve algunas de las preguntas éticas y legales relacionadas con la genética y el comportamiento.

12.6 Puntos esenciales • El uso de la genética del comportamiento en los tribunales aún no se ha decidido.

¿Cómo se resuelven estas cuestiones ? (en Estados Unidos)

Casos o cuestiones legales relacionados

¿Una persona a la que se le ha diagnosti-

Los tribunales toman sus decisiones ba-

Cuando John Hinckley intentó matar al

cado demencia es responsable de sus

sándose en las legislaciones que ha apro-

presidente Ronald Reagan, argumentó

actos?

bado cada estado de la unión americana.

que, como sufría esquizofrenia, era ino-

Algunos estados permiten declarar “ino-

cente por razones de demencia. Su abo-

cente por razones de demencia”; otros

gado mostró los escaneos de su cerebro

usan “culpable, pero demente”.

que indicaban que éste era más pequeño

Pregunta

de lo normal. Se le encontró inocente por razón de demencia. Si una persona tiene una condición ge-

En general, en Estados Unidos los tribu-

Véase La ley bajo la lupa: “Mobley vs

nética que la vuelve agresiva, como una

nales no aceptan las defensas genéticas.

Georgia”, a continuación en este capítulo.

deficiencia de maoa, ¿puede ser considerada culpable de un delito? ¿Una persona que estaba bajo la influen-

Los tribunales han sostenido que el con-

cia del alcohol o de las drogas puede ar-

sumo voluntario de drogas o alcohol no

gumentar que no es responsable de un

mitiga la responsabilidad de una persona

delito?

que cometió un delito.

¿Si una persona tiene una condición ge-

Esto no ha sido tratado en Estados Uni-

La pregunta sobre lo que se debe hacer

nética que causa agresividad, ésta puede

dos; sin embargo, algunos científicos

con las personas que tienen este tipo de

usarse en su defensa?

creen que los genes controlan ciertos

mutaciones puede adquirir importancia.

comportamientos y quizá las personas

Véase La ley bajo la lupa: “Mobley vs

son incapaces de controlarlos.

Georgia” en la siguiente página.

¿Si un comportamiento es claramente

Mucha gente cree que las mujeres que

Andrea Yates ahogó a sus cinco hijos en

“demente”, esta condición puede usarse

matan a sus hijos deben ser considera-

la tina de baño de su casa en 2001. En

en los tribunales?

das dementes.

2003, Deanna Laney golpeó hasta la muerte a sus dos hijos más pequeños y apedreó a un tercero. Lisa Ann Díaz ahogó en la bañera a sus dos hijas. Dena Schlosser lastimó de modo fatal el brazo de su hija de 10 meses con un cuchillo de cocina en 2004. A todas estas mujeres se les encontró inocentes por razones de demencia. Al principio a Yates se le condenó a pena de muerte, pero este veredicto cambió en una apelación.

200

CAPÍTULO 12

La ley bajo la lupa El 17 de febrero de 1991, John Collins recibió un disparo en la nuca durante el robo a la sucursal de Domino’s Pizza donde él trabajaba, en Oakwood, Georgia. El 13 de marzo, después de asaltar una tintorería, Stephen Moble fue arrestado y confesó el asesinato y asalto a mano armada en Domino’s Pizza. Durante su confesión, dijo cómo Jim Collins se había arrodillado y suplicado misericordia. Después, Mobley se tatuó el logo de Domino’s y cubrió su celda con cajas de Domino’s. Su historia delictiva incluye violación, asalto y allanamiento de morada. Los procuradores dijeron que “Mobley era un asesino cruel y desalmado”. Daniel Summer, el abogado que el estado le asignó, trató de declararlo culpable y arreglar un trato de cadena perpetua, pero esto fue rechazado. Los procuradores querían la pena de muerte para Mobley. Durante interrogatorios a su familia, Summer conoció a la tía de Mobley, Joyce Ann Childers. Ella dijo a Summer que “existía un comportamiento violento y una historia de abuso físico prevalente en el árbol genealógico”. Después Summer recordó un artículo que había leído en el Chicago Tribune, en el que algunos científicos del Instituto Nacional de Salud de Harvard (nih, por sus siglas en inglés), y del extranjero dirigían investigaciones acerca de los lazos genéticos de la violencia. Abajo vemos la genealogía de la familia de Mobley basada en el testimonio de su tía. Compáralo con la genealogía de una familia con deficiencia de maoa.

Mobley vs Georgia

I

II

III

2 hijos no afectados

IV

Número desconocido de hijos

4 hijos no afectados

2 hijos no afectados

2 hijos no afectados

CLAVE Comportamiento agresivo o violento Comportamiento agresivo o violento

I

II

III

IV

CLAVE Hombres con deficiencia de maoa

Existen diferencias obvias entre ambas familias. La que más resalta es que las mujeres de la familia Mobley también tienen el carácter. ¿Esto puede ser una deficiencia en maoa?

COMPORTAMIENTO

201

La ley bajo la lupa [Continuación]

Antes de la audiencia de la sentencia, Summer contactó a la Dra. Xandra Breakefield, de la Universidad de Medicina de Harvard, y al Dr. Bahjat A. Farat, de la Universidad de Emory. Cuando la historia de Mobley fue revelada, los médicos vieron un patrón emergente que indicaba una historia de violencia en varias generaciones de la familia. Ambos médicos ofrecieron sus servicios sin cobrar; Mobley requería estudios de sangre y orina especializados para determinar si tenía una mutación en el gen maoa. Uno podría esperar que Mobley proviniera de una familia pobre y de un ambiente malo, pero la realidad era justo lo opuesto. Aun cuando muchas personas en su árbol genealógico eran violentas, otras eran sorprendentemente exitosas. Por ejemplo, su padre, aun cuando rehusó ayudar en la defensa de Mobley, es una persona que amasó millones de dólares. Intentó enviar a su hijo a una escuela privada, después con psiquiatras y, finalmente, a la cárcel. Dijo refiriéndose a su hijo: “Él nunca se construyó un sistema de valores o una conciencia.” Al final, se deslindó de toda responsabilidad. Mobley no podía costear los análisis de maoa (cerca de 1 000 dólares) y Summer solicitó al tribunal cubrir los gastos. Esto permitió a la Corte, y eventualmente a la Corte Suprema de Georgia, considerar la cuestión de la validez de las causas genéticas de la delincuencia. RESULTADOS El Tribunal de Georgia que decidía el destino de Mobley no pudo encontrar ninguna razón para permitir las pruebas; la decisión se sostuvo porque “la teoría de una conexión genética no está al nivel de aceptación científica que justificaría la admisión de dicha prueba”. En otras palabras, no cumplió con los estándares establecidos para la evidencia científica del caso Frye. PREGUNTAS 1. Si fueras la Corte Suprema de Georgia, ¿hubieras permitido los análisis? 2. Si un gen o grupo de genes fueran la causa del comportamiento violento, ¿cómo podrían los abogados defensores usar esta información? 3. ¿Cómo podrían argumentar los fiscales la no inclusión de la información genética en el caso de Mobley? 4. Una persona que está alcoholizada, que consume drogas o es mentalmente enferma, ¿es responsable de los delitos que pueda cometer? ¿Por qué sí o por qué no? 5. ¿Cómo se relaciona esto con las causas genéticas de la delincuencia?

202

CAPÍTULO 12

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. El comportamiento es una respuesta a los estímulos. [Sección 12.1] ❚ Esta respuesta puede ser trivial o un cambio conductual mayor. 2. Una persona se comporta de cierta manera debido a su herencia y al ambiente en el que se desenvuelve. [Sección 12.1] ❚ Con frecuencia se usan gemelos para estudiar la influencia de la herencia. 3. La liberación de neurotransmisores en el cerebro causa que actuemos y reaccionemos de cierta manera. [Sección 12.2] ❚ Estas sustancias químicas pueden causar modificaciones en el sistema nervioso que generen cambios en nuestro comportamiento. 4. La Enfermedad de Huntington es un ejemplo de una condición genética que causa cambios en el comportamiento. [Sección 12.3] ❚ La mutación en la Enfermedad de Huntington afecta el cerebro y el sistema nervioso. 5. La genética del comportamiento se estudia tanto en animales como en seres humanos. [Sección 12.4] ❚ Estudiar el comportamiento en animales puede enseñarnos algo sobre el comportamiento humano. 6. Los científicos siguen evaluando la función que desempeñan la herencia y el ambiente en el comportamiento. [Sección 12.4] ❚ Estudiar esto puede ser difícil porque las personas pueden reaccionar de distintas maneras ante la misma situación. 7. Gracias a los genomas iguales de los gemelos idénticos, muchos científicos estudian a gemelos criados por separado para analizar la función de la genética y el ambiente en el control del comportamiento. [Sección 12.4] ❚ En esta situación, las personas con genomas idénticos son expuestas a diferentes ambientes. 8. Se han utilizado técnicas del dna recombinante para generar y estudiar cambios en el comportamiento de ratones. [Sección 12.4] ❚ Cambiar genes específicos en los ratones hace que éstos actúen de manera agresiva. 9. La deficiencia de maoa es una condición que se estudia en la genética del comportamiento. [Sección 12.5] ❚ Los hombres con esta condición muestran una agresividad incontrolable y pueden cometer delitos. 10. El uso de la genética del comportamiento en los tribunales no se ha decidido. [Sección 12.6] ❚ Si nuestra conducta es causada en su mayoría por la genética, ¿somos responsables de lo que hacemos?

CONCEPTOS CLAVE Amicus curiae (p. 199) Ciencia basura (p. 199) Concordancia (p. 195) Endorfinas (p. 194) Esquizofrenia (p. 194) Estímulo (p. 193) Genética del comportamiento (p. 193) Monoamino oxidasa tipo A (maoa) (p. 198)

Neurotransmisión (p. 194) Neurotransmisores (p. 194) Psicólogos (p. 195) Psiquiatras (p. 195) Serotonina (p. 198) Sinapsis (p. 194) Síndrome de X frágil (p. 194)

PREGUNTAS DE REPASO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

8. 9. 10.

¿Cómo funcionan los neurotransmisores para producir nuestros sentimientos o conducta? Investiga ejemplos de similitudes entre el comportamiento de seres humanos y animales. Escribe un informe breve. ¿El estudio del comportamiento animal es una buena manera de identificar conductas humanas? ¿Por qué sí o por qué no? Investiga otros ejemplos de condiciones genéticas que cambien nuestro comportamiento y escribe un informe. ¿Qué hubieras incluido en el reporte amicus curiae del caso Simmons? Lista tres cosas. El comportamiento parece tener una definición simple. ¿Qué es? ¿Cómo comparamos el estudio del comportamiento animal con el comportamiento humano? ¿Por qué son mejores unos animales que otros para este fin? Lista tres sustancias químicas cerebrales y sus efectos en la conducta. La esquizofrenia es una condición humana muy conocida. ¿Qué factores ambientales la afectan? ¿Cuál es la diferencia entre un psiquiatra y un psicólogo?

PREGUNTAS APLICADAS 1.

Encuentra un ejemplo de otra pareja de gemelos analizados en el estudio de gemelos de Minnesota. ¿Cómo se comparan con el estudio de los “dos Jim”? 2. Si fueras a adoptar un niño que tiene un gemelo idéntico, ¿crees que sería mejor adoptar sólo a uno o a ambos? ¿por qué? 3. En este capítulo discutimos cómo se estudia a los gemelos para determinar si tienen comportamientos similares. Diseña una manera de estudiar a personas que no sean gemelos. ¿Qué caracter (como angustia o bondad) estudiarías? ¿Cómo prepararías el experimento? 4. Si se demostrara que la orientación sexual tiene una causa genética, ¿esto cambiaría la perspectiva que se tiene de los homosexuales? ¿Cómo?

COMPORTAMIENTO

203

5. Si se demostrara que una deficiencia de maoa provoca comportamientos homicidas, ¿deberíamos analizar a todos los recién nacidos para detectar este caracter? ¿Por qué sí o por qué no? 6. Mira el diagrama titulado “Genealogías de algunos caracteres conductuales” de la sección 12.4. ¿Qué crees que ocurriría si pudiéramos identificar estos genes en el futuro? 7. ¿Cómo explica el hecho de que las drogas imiten las sustancias químicas cerebrales el que las personas se vuelvan adictas a ellas? 8. Investiga algunos casos legales donde se haya usado la esquizofrenia como defensa. ¿Esto quiere decir que la esquizofrenia tiene un componente genético, los acusados tienen una defensa verdadera? 9. En la sección 12.6 de este capítulo hay una cita de la decisión de la Suprema Corte en el caso Roper vs Simmons. ¿Cómo aplica esto a la genética?

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage.com/login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso B y La ley bajo la lupa de este capítulo, “Conferencia importante en suspenso” y “Mobley vs Georgia”, estarán disponibles en la sección Assignments de Cengagenow.

¿Qué harías si . . . 1. …fueras jurado en un juicio en el que el abogado defensor dice que su cliente no es responsable del delito porque tiene un cromosoma Y extra? 2. …se te pidiera hablar en la conferencia del Dr. Wasserman?

4. …a tus gemelas idénticas se les pidiera ingresar a un estudio de gemelos? 5. …fueras un reportero al que se le asignó escribir sobre el comportamiento delictivo?

3. …estuvieras en un jurado donde se pidiera forzar a un hombre con esquizofrenia a tomar sus medicamentos?

En los medios Baltimore Sun, 14 de agosto de 2007

Defensa de demencia complica un caso Justin Fenton y Andrea F. Siegel ¿Una persona con esquizofrenia debe encontrarse culpable y quedar en prisión? Esta pregunta surgió en el caso de Zachary Thomas Neiman, quien fue acusado de asesinar a su madre cuando le dio dos balazos con una escopeta mientras ella estaba sentada en un sofá. Él se ha negado a tomar sus medicamentos, los cuales lo hacen competente para enfrentar el juicio. Si continúa negándose al tratamiento, no será liberado de la custodia. Su tratamiento contra la esquizofrenia le permite funcionar en la sociedad. Sin el medicamento tiene síntomas muy severos. Si el jurado lo encuentra inocente por razones de demencia, Zachary tendría que pasar cierto tiempo en una institución estatal donde psiquiatras, psicólogos, terapeutas, enfermeras y otros expertos continuarían observándolo, analizándolo y evaluándolo constantemente. Si toma sus medicamentos, tal vez se le permita la libertad condicional. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Si los medicamentos pueden tratar enfermedades mentales, ¿los tribunales pueden forzar a los acusados a tomarlos? 2. ¿Una persona que toma medicamentos que le permiten tener un comportamiento “normal” es demente?

204

CAPÍTULO 12

AScribe Live Newswire, 18 de septiembre de 2007

Cuatro científicos de la Universidad de Chicago reciben 8 millones de dólares con motivo del Premio de Innovación que otorgan los institutos nacionales de salud Se otorgaron 8 millones de dólares a la investigación de los factores que causan los problemas de los adolescentes. Los cuatro investigadores de la Universidad de Chicago tienen experiencia en el estudio del desarrollo y la genética. Uno de los estudios se realizará con 7 000 alumnos de sexto a octavo grado de 10 escuelas públicas de Chicago. El investigador, el Dr. Jacobson, obtendrá datos sobre los factores ambientales y sociales que pueden causar los problemas de conducta. En otro estudio participarán 800 niños junto con sus hermanos, medios hermanos y hermanos políticos. Estos estudiantes y sus padres acudirán al Hospital de la Universidad de Chicago para obtener evaluaciones de neurociencia y de comportamiento que permitan identificar diferencias individuales en problemas de conducta y actividad cerebral. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Cómo podrían convertirse los resultados de este estudio en información útil para los tribunales? 2. ¿Estos estudios podrían ser dañinos para los adolescentes involucrados? 3. ¿Cómo crees que seleccionen a los participantes del estudio? ¿Por qué?

COMPORTAMIENTO

205

13

Tipos sanguíneos, trasplante de órganos y vih

206

CAPÍTULO 13

La genética desempeña una función importante en el desarrollo del sistema inmunitario.

❚

La compatibilidad del sistema inmunitario es un aspecto importante a considerar en el trasplante de órganos.

❚

Los tipos sanguíneos humanos son hereditarios.

❚

Los problemas con el sistema inmunitario pueden causar enfermedades severas.

❚

Las alergias están relacionadas con el sistema inmunitario.

❚

Portar tarjetas de donación de órganos es importante porque da a conocer nuestro deseo de cederlos.

GJLP/CNRI/SPL/Photo

❚

Researchers

 PUNTOS CENTRALES

Science Photo Library/Photo Researchers

CASO A Una hermana quiere donar un riñón Las enfermedades del riñón han devastado a la

pero su tipo de tejido era poco común. Gracias

para Julio, pero él se enojó. Le dijo: “No, yo

familia Sánchez. El señor Sánchez tenía riñones

a su libro de biología, María supo que con fre-

quiero que sigas sana… así que esperaremos.”

defectuosos; su hijo de 15 años, Julio, ya estaba

cuencia los hermanos son compatibles para

Aun así María quería donar su riñón a Julio,

en diálisis, pero su hija mayor, María, esta-

trasplantes. Fue a ver al Dr. Tulley, el médico

pero sólo tenía 17 años (todavía no cumplía con

ba sana. Cuando en su clase de biología abor-

de la familia, y le pidió que la analizara para

la mayoría de edad) y no sabía qué hacer.

daron el tema de la herencia, María construyó

ver si su tipo de tejido era compatible con el

una genealogía familiar usando las enfermeda-

de Julio. El médico dudó, pero ella le dijo: “Soy

des del riñón como un caracter para estudiar.

tu paciente y quiero que hagas esto, y no le

Descubrió que sus abuelos habían muerto de

digas a mis padres.” Él estuvo de acuerdo. Los resultados del análisis demostraron

María quería ayudar a Julio, quien estaba

que era compatible, así que María pidió per-

en lista de espera para trasplantes de riñón,

miso a su padre con el fin de donar un riñón

gen varias preguntas; antes de responderlas consideremos la biología del sistema inmunitario y los trasplantes.

13.1 ¿Cuál es la función del sistema inmunitario? El sistema inmunitario humano protege al cuerpo de las infecciones causadas por bacterias, virus y otros organismos invasores. Se compone de sustancias químicas y células que atacan y desactivan a la mayoría de los organismos y objetos que puedan infectar el cuerpo. La primera línea de defensa es la piel, que actúa como barrera y bloquea la entrada a los invasores. La segunda línea es la respuesta inflamatoria que ocurre durante una infección. La tercera línea son los glóbulos blancos específicos (linfocitos) llamados linfocitos T y linfocitos B, y las moléculas que secretan. En esta etapa de la defensa se activa la producción de moléculas que combaten las infecciones.

Science Photo Library/ Photo Researchers

SPL/Custom Medical Stock

una enfermedad del riñón en México.

Cuando leemos sobre la familia de María sur-

Linfocito T

Linfocito B

TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

207

Algunos agentes que infectan el cuerpo contienen proteínas llamadas antígenos. Estas moléculas son detectadas por el sistema inmunitario y se desencadena una respuesta que por lo general consta de varias fases. Sigue estas etapas en la figura de abajo. 1.

La detección del antígeno activa un tipo de linfocito T llamado linfocito T4 ayudador, que a su vez activa los linfocitos B.

2.

Los linfocitos B activados producen y secretan proteínas llamadas anticuerpos, que se unen y desactivan el antígeno.

3.

Las bacterias marcadas por los anticuerpos son destruidas por otros leucocitos.

Las células de memoria son la base de la vacunación contra enfermedades infecciosas. Una vacuna contiene un agente causante de enfermedades debilitado o desactivado. Cuando se inyectan, estos antígenos no causan una infección, pero estimulan el sistema inmunológico para que produzca anticuerpos y células de memoria contra ese antígeno. Más tarde, si una persona es expuesta al agente causante de enfermedades (el virus, bacteria u hongo que sea la fuente del antígeno), será inmune a la infección por ese agente.

La piel es perforada y las bacterias entran al torrente sanguíneo

3 Los leucocitos destruyen las bacterias marcadas por los anticuerpos

Bacterias 2 Linfocito B liberando anticuerpos que se unen a los antígenos

1 Los linfocitos T4 ayudadores detectan antígenos y estimulan a los linfocitos B Las citocinas ayudan en la respuesta inmunológica

Los antígenos pueden entrar al cuerpo por transfusiones sanguíneas, cortaduras u órganos trasplantados. Pueden formar parte de un agente causante de enfermedades, como un virus, una bacteria o un hongo. Los linfocitos B se activan y producen anticuerpos específicos que se unen a los antígenos, marcándolos para su destrucción por otras células del sistema inmunitario. Los linfocitos B activados también producen células de memoria, que hacen al cuerpo inmune ante futuros ante ataques del mismo antígeno. Si el cuerpo se expone al mismo antígeno una segunda vez, una respuesta masiva se activa rápidamente, previniendo la infección.

208

CAPÍTULO 13

Anticuerpos

Varios grupos de genes controlan nuestra inmunidad al codificar los anticuerpos que atacan directamente a los antígenos externos así como a los antígenos sobre las superficies celulares. Como los genes controlan la inmunidad, las mutaciones en ellos pueden causar enfermedades del sistema inmunitario, como las enfermedades autoinmunitarias y las alergias.

13.1 Puntos esenciales • El sistema inmunológico protege el cuerpo de infecciones e invasores externos. • Dos de las partes más importantes del sistema inmunológico son la piel y los linfocitos T y B.

13.2 ¿Cómo afectan los trasplantes de órganos o de tejidos el sistema inmunológico? Cuando un órgano nuevo se coloca en el cuerpo de un receptor, las células del órgano trasplantado portan antígenos diferentes a los del receptor. Estos antígenos, que sirven como etiquetas moleculares de identificación, son codificados por un grupo de genes del cromosoma 6 conocido como complejo hla. Este es un conjunto de genes que tienden a heredarse juntos. El juego de alelos hla que se encuentran en cada copia del cromosoma 6 se denomina haplotipo ( Figura 13.1). Cada uno de los genes del haplotipo hla tiene muchos alelos diferentes y sus combinaciones son casi infinitas. Por lo tanto, es difícil encontrar dos personas que tengan exactamente el mismo haplotipo hla. Excepto si son gemelos idénticos. El rechazo de un trasplante de órganos puede ocurrir por la falta de compatibilidad entre los antígenos de la superficie celular y la respuesta del sistema inmunológico ante ellos. Muchos de los genes del complejo hla se han identificado y podemos analizar si los haplotipos hla de Complejo un donador potencial son compatihla bles con los de alguien que necesita un trasplante de órganos.

El rechazo comienza cuando ciertas células del sistema inmunológico del receptor, llamadas células asesinas (“killer-cells”), atacan y destruyen el órgano trasplantado. Una vez que el proceso de rechazo comienza, las células del órgano trasfotogalería E. Murray plantado son “asesinadas” El doctor Josephel premio Nobel nó rápidamente y el órgano deel (derecha) ga izado con éxito por haber real ón de Herrick. be ser removido. Entonces trasplante de riñ tos el paciente requerirá otro Eric Miller/AP Pho órgano o morirá. Los haplotipos hla con alta compatibilidad entre el donador y el receptor son absolutamente necesarios para asegurar el éxito de los trasplantes. Existe 25% de probabilidades de que un hermano tenga un órgano con un haplotipo compatible. María ya se ha practicado análisis y su riñón podría ser compatible para Julio. Si su padre no permite la donación, él tendrá que continuar en una lista de espera de 74 000 personas que necesitan un trasplante de riñón. Sólo se trasplantan alrededor de 17 000 riñones cada año, y cientos de candidatos mueren antes de recibirlo. Se estima que varias miles de vidas se salvarían cada año si hubiera disponibles órganos de todo tipo.

¿Los órganos animales pueden trasplantarse a humanos?

Cromosoma 6

¿Qué factores determinan el éxito de los trasplantes de órganos? Los trasplantes de órganos y de piel exitosos dependen de la compatibilidad entre los complejos hla del donador y del receptor. Debido a que son posibles muchas combinaciones de alelos en los complejos hla, en raras ocasiones dos individuos son perfectamente compatibles. Por eso lleva mucho tiempo encontrar a un donador compatible para quienes necesitan un trasplante. Antes de hacer un trasplante de órganos, se analizan los marcadores hla del donador y del potencial receptor. Si existe al menos 75% de compatibilidad, la implantación será exitosa. Después de la cirugía, el receptor debe tomar fármacos inmunosupresores para deprimir su sistema inmunológico a su fotogalería k donó un riñón ric er H y reducir la posibilidad de que ld na Ro elo Richard. hermano gem el órgano trasplantado sea reAP Photos chazado.

Una manera de incrementar el suministro de órganos para trasplantes es usar animales como donadores. Se han hecho varios intentos por realizar trasplantes animal-humano (llamados xenotrasplantes), pero con poco éxito. Algunos problemas importantes relacionados con el rechazo en la actualidad impiden el uso de órganos animales. El primer problema surge cuando un órgano animal (p. e., de un cerdo como el de la imagen) se trasplanta a un humano. Las proteínas en la superficie de las células del cerdo (antígenos) son tan diferentes a las de las células humanas, que de inmediato provocan una respuesta inmune masiva, llamada rechazo hiperagudo. Esta reacción por lo general destruye el órgano trasplantado en pocas horas.

Sasha Radosavljevich, 2008/usado con licencia de Shutterstock.com

Figura 13.1 El complejo hla Este mapa del cromosoma 6 muestra la posición del complejo de genes hla.

TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

209

CBS News Archive

Para superar este rechazo, varios grupos de investigadores han empleado técnicas de dna recombinante (véase el Capítulo 6) a efecto de modificar los antígenos de los tejidos de los cerdos. Para hacer esto, aíslan y clonan genes humanos del complejo hla. Estos genes se inyectan en óvulos fecundados de cerdo (o cigotos) y los cerdos transgénicos que resultan contienen antígenos humanos en sus células. Los órganos de estos transgénicos parecerían órganos humanos ante el sistema inmunitario del receptor, previniendo así el rechazo. Los trasplantes de cerdos diseñados genéticamente hacia monos receptores han sido exitosos, pero el último paso será un trasplante de un cerdo transgénico a un humano. Aun cuando el rechazo híperagudo pueda suprimirse, los órganos del cerdo podrían causar otros problemas. Por ejemplo, aunque el cerdo esté genéticamente modificado, sus órganos podrían desatar una reacción inmune más fuerte en el receptor humano. Otro problema potencial es que las células de los órganos de cerdo pueden contener virus potencialmente peligrosos para los humanos. Una manera más radical de asegurar que los órganos de cerdos sean compatibles con los de los seres humanos es trasplantar médula ósea del cerdo donador al receptor humano. El sistema inmunológico cerdo-humano que resulta se llama sistema inmunitario quimérico, que reconocería los órganos de cerdo como si éstos fueran humanos y mantendría la inmunidad normal para combatir enfermedades infecciosas. Tan lejano como esto pueda parecer, los experimentos con animales han sido exitosos. Los trasplantes de médula ósea de donador a receptor se han realizado de humano a humano en trasplantes de corazón para incrementar las posibilidades de éxito.

Figura 13.2 Xenoinjertos Jim Finn, que se muestra antes del tratamiento, padecía la Enfermedad de Parkinson y no podía caminar, hablar o usar sus manos. Como parte de un ensayo clínico, se inyectaron a su cerebro neuronas fetales de cerdo. Seis meses después podía caminar, sentarse y ponerse de pie de manera independiente. Hoy en día, promueve el uso de las células animales como tratamiento.

Hace 10 años, las posibilidades de un trasplante animalhumano parecían remotas, más apropiadas para la ciencia ficción que para la realidad médica. Pero hoy, más de 200 personas en Estados Unidos han recibido xenoinjertos de células o tejidos animales ( Figura 13.2 ). Los avances descritos aquí hacen posible que se intente realizar xenotrasplantes de órganos vitales en los próximos años.

13.2 Puntos esenciales • Los antígenos en las células de los donadores de órganos determinan si serán compatibles con el receptor. • La compatibilidad entre donadores y receptores se puede hacer al analizar los genes hla. • En el futuro cercano los xenotrasplantes pueden volverse populares.

fotogalería

cibió el primer La bebé Faye re razón de mandril co de e nt traspla en 1984. Duane R. Miller/AP

Photos

caso a. preguntas Ahora que comprendemos los puntos básicos

2.

Lista cuatro argumentos que podría usar

del trasplante de órganos, veamos algunas de

el padre de María para persuadirla de no

las preguntas que surgieron a partir del caso

donar un riñón.

de María Sánchez. 1.

Enlista cuatro argumentos que podría usar María para persuadir a su padre de que le permita donar un riñón.

210

CAPÍTULO 13

3.

¿María necesita un abogado? ¿Por qué sí o por qué no?

4.

En la localidad donde viven los Sánchez, la edad legal para el consentimiento es de 18 años. ¿Cómo afecta esto el caso de María?

5.

¿Qué función desempeña la herencia en el argumento de María?

13.3 ¿Qué son los tipos sanguíneos? Los tipos sanguíneos están determinados por antígenos en la superficie de las células. En los seres humanos hay más de 30 diferentes tipos sanguíneos. Cada uno está definido por la presencia de antígenos específicos en la superficie de los eritrocitos. Estos antígenos son similares a los que encontramos en las células de los órganos trasplantados. Los antígenos sirven como marcadores que identifican a las células del donador y del receptor en una transfusión. Nos enfocaremos en dos ejemplos de tipos sanguíneos: el sistema ABO, que es importante en las transfusiones sanguíneas, y el factor Rh, que tiene un papel importante en un padecimiento llamado Enfermedad hemolítica del recién nacido (hdn, por sus siglas en inglés).

Como establecimos antes, el gen I tiene tres alelos que contribuyen a los tipos sanguíneos A, B y O. Las personas con tipo sanguíneo O tienen el genotipo IOIO (OO). El gen IO actúa como un caracter recesivo cuando se compara con los alelos IA o IB. Por lo tanto, una persona con el genotipo IAIO tendrá un tipo sanguíneo A, y alguien con IBIO será tipo de sangre B. Sin embargo, cuando el genotipo contiene los genes IA e IB, no son dominantes o recesivos entre sí. Se dice que son codominantes y, por lo tanto, las personas con genotipo IAIB tendrán un tipo de sangre AB. Si tu tipo de sangre es A, tu genotipo puede ser IAIA o IAIO. Si es B, tu genotipo puede ser IBIB o IBIO. Si tu tipo de sangre es AB u O, tu genotipo sólo puede ser IAIB o IOIO, respectivamente.

¿Qué determina el tipo sanguíneo ABO?

¿Cómo funcionan las transfusiones de sangre?

El tipo sanguíneo ABO está determinado por un gen, I, que codifica proteínas de la superficie celular, o antígenos, los cuales identifican los tipos sanguíneos A, B, AB y O. Este gen tiene tres alelos: IA, IB e IO, comúnmente escritos como A, B y O. Cada alelo A y B codifica una versión ligeramente diferente del antígeno de superficie celular, y el alelo O no produce antígenos. Las personas con tipo de sangre A portan el antígeno A en sus eritrocitos y producen anticuerpos contra el antígeno B. Las personas con tipo de sangre B portan el antígeno B en sus eritrocitos y producen anticuerpos contra el antígeno A. Por lo tanto, las personas con sangre tipo A no aceptan la sangre tipo B y viceversa. Las células tipo O no portan antígenos en su superficie y, por lo tanto, no estimulan una respuesta de anticuerpos cuando se hace una transfusión sanguínea.

Las personas con tipo de sangre A pueden donar a otras personas de tipo A, los individuos de sangre tipo B pueden donar a otros de tipo B, y así sucede con todos los tipos sanguíneos. Sin embargo, la situación es un poco más complicada que eso. Gracias a que las personas con tipo sanguíneo AB no forman anticuerpos contra los antígenos A o B, pueden recibir una transfusión usando cualquier tipo de sangre. Estos individuos se denominan receptores universales. Aquellos con sangre tipo O no tienen antígenos en las células sanguíneas y, por lo tanto, pueden donar sangre a cualquiera sin que ocurra ninguna reacción. Los individuos tipo O se conocen como donadores universales.

¿Cómo se heredan los tipos sanguíneos ABO?

Para realizar transfusiones exitosas, los antígenos ABO del donador y del receptor deben ser compatibles. Si no lo son, el sistema inmunológico del receptor creará anticuerpos contra los antígenos causando que las células sanguíneas del donador se aglutinen ( Figura 13.3). Las células sanguíneas aglutinadas bloquean la circulación de los vasos sanguíneos, reducen la liberación de oxígeno y con frecuencia hay consecuencias fatales. Este tipo de células puede romper y liberar grandes cantidades de hemoglobina a la sangre. Esta hemoglobina forma depósitos en los riñones y puede provocar que éstos fallen.

Para comprender cómo se heredan los tipos sanguíneos ABO, primero veamos la tabla 13.1. En ella se muestra que, si una persona tiene un tipo de sangre AB, ambos antígenos, A y B, están en sus eritrocitos y su organismo no crea anticuerpos contra ningún antígeno A o B. La tabla también muestra que las personas con tipo O no tienen antígenos A o B en sus eritrocitos, pero sí crean anticuerpos contra los antígenos A y B. Esta situación ayuda a definir cómo se heredan los tipos sanguíneos ABO.

¿Pueden surgir problemas con las transfusiones?

Tabla 13.1 Resumen de los tipos sanguíneos A, B y O

Tipo sanguíneo

Antígenos sobre membrana plasmática de los eritrocitos

Anticuerpos en la sangre

Segura para transfusiones a tipos

Acepta transfusiones de tipos

Genotipos posibles

A

A

Anti-B

A, AB

A, O

AA o AO

B

B

Anti-A

B, AB

B, O

BB o BO

AB

A+B

ninguno

AB

A, B, AB, O

AB

O

ninguno

Anti-A + anti-B

A, B, AB, O

O

OO

TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

211

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Figura 13.3 Reacción de transfusión Los eritrocitos se aglutinan después de una transfusión sanguínea.

¿Cómo se hereda el factor Rh? El grupo sanguíneo Rh (nombrado así porque se descubrió en un mono rhesus) tiene una organización un poco compleja. Para simplificar la genética, podemos decir que consta de los individuos Rh positivos (Rh+), que portan el antígeno Rh en sus células sanguíneas, y los individuos Rh negativos (Rh–), que no portan el antígeno. En este tipo sanguíneo, el alelo Rh+ es dominante sobre el alelo Rh–. Como resultado, si eres Rh+ puedes tener la combinación de alelos Rh+Rh+ o Rh+Rh–. Pero, si eres Rh–, sólo puedes ser Rh–Rh–.

durante el parto. Si ella es Rh– y su feto es Rh+, las células fetales sanguíneas que cruzaron la placenta estimularán el sistema inmunológico de la madre para producir anticuerpos contra el antígeno Rh de las células fetales. Si se trata del primer embarazo de la madre, esta situación por lo común no la daña a ella ni al feto. Sin embargo, durante un segundo embarazo, si el bebé también es Rh+, los anticuerpos de su sangre pueden cruzar la placenta en las últimas etapas de la gestación y destruir las células sanguíneas del feto. Esto deriva en una enfermedad grave llamada Enfermedad hemolítica del recién nacido (hdn). El dibujo de abajo muestra la hdn y cómo afecta a la madre y al feto. Para prevenir la hdn, a las mujeres Rh– se les da una preparación de anticuerpos Rh (llamada RhoGAM) durante su primer embarazo si el niño que portan es Rh+. Estos anticuerpos se mueven a través del sistema circulatorio de la madre y destruyen las células fetales que haya. Para ser eficaz, RhoGAM debe administrarse antes de que el sistema inmunitario de la madre tenga la oportunidad de crear anticuerpos contra el antígeno Rh. El siguiente dibujo muestra esta reacción.

¿Qué problemas causa el factor Rh en los recién nacidos?

Rh–

Rh–

+ + + + + +

Cuando una mujer está embarazada, un pequeño número de células fetales puede cruzar la placenta y entrar al torrente sanguíneo (véase el Capítulo 2). Esto también puede ocurrir +

+ +

+

+

St. Bartholomew’s Hospital/Science Photo Library/Photo Researchers

+

212

CAPÍTULO 13

Antígenos positivos entran al torrente sanguíneo materno.

Anticuerpos contra el antígeno positivo atacan y destruyen las células fetales sanguíneas.

13.3 Puntos esenciales • Los tipos sanguíneos A, B, AB y O son los principales tipos sanguíneos humanos. • El tipo de sangre Rh puede causar problemas en los recién nacidos cuando el tipo de la madre es Rh– y el del feto Rh+.

13.4 ¿Cómo se relaciona la infección del vih

vih y cómo funciona

El síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida) es una enfermedad clínica que se desarrolla después de que una persona se infecta con el virus de la inmunodeficiencia humana (vih) (véase la figura de la derecha). El vih infecta y mata a los linfocitos T4 ayudadores. Como discutimos antes, estas células son importantes en extremo para iniciar la respuesta inmunológica. Sin ellas, el cuerpo no reconoce bacterias o virus. Al inicio de la respuesta inmune, los linfocitos T4 ayudadores reconocen los antígenos y activan a las células B, que a su vez forman los anticuerpos. El vih, una vez dentro de la célula, copia su información genética y la inserta en un cromosoma de la célula infectada. Esta información genética viral puede permanecer inactiva durante meses o años. Más tarde, cuando el linfocito T4 infectado es llamado a participar en una respuesta inmunológica, los genes virales se activan. Las nuevas partículas virales se forman dentro de la célula y se incrustan en la superficie del linfocito T, rompiéndolo y matándolo. En el curso de una infección ven fotogalería ntes con sida vi por vih, el número de linfoMuchos pacie en África. citos T4 ayudadores decrece BIS COR Karen Kasmauski/ gradualmente y el cuerpo pierde la capacidad de combatir infecciones. Sin un sistema inmunológico activo, una persona infectada puede sufrir muchas infecciones que de manera normal combatiría. Eventualmente, al matar a los linfocitos T4, la infección del vih incapacita el sistema inmunológico, dando como resultado el sida. A su vez, el sida causa la muerte prematura por una o más enfermedades infecciosas que superan la capacidad de respuesta del cuerpo y del sistema inmunológico comprometido. La figura de la derecha muestra cómo la información genética del vih forma parte de los linfocitos T4 ayudadores. El vih se transmite de individuos infectados a individuos no infectados por medio de los fluidos corporales, como sangre, semen, secreciones vaginales y leche materna. El virus no puede vivir por más de una o dos horas fuera del cuerpo y no puede ser transmitido por alimentos, agua o contacto casual.

¿Algunas personas son resistentes por naturaleza a la infección por vih? Cerca de 15 años después de que el primer caso de sida se reportó en Estados Unidos, los investigadores descubrieron un pequeño porcentaje de personas que presentaban un comportamiento de alto riesgo, como tener sexo sin protección con parejas vih positivas, pero que no se infectaban. Poco después, los investigadores descubrieron que estos individuos portaban dos copias del alelo mutante de un gen llamado CC-CKR5.

NIBSC/Photo Researchers, Inc.

y el sida con el sistema inmunológico?

Micrografía del vih

25–30 nm rna

Dibujo del vih mostrando su genoma de rna y las proteínas que contiene.

Proteína

Núcleo dna viral

Después de que el vih inyecta su rna al linfocito T, el rna se copia a dna, el cual se integra al dna del linfocito.

El dna viral produce nuevo rna viral y proteínas para crear nuevas partículas virales que emergen de la superficie de la célula infectada. Nuevas partículas virales

Cuando el gen CC-CKR5 funciona de manera normal, crea una proteína en la superficie celular que indica al sistema inmunológico que hay una infección. El vih usa la proteína CC-CKR5 normal para infectar a los linfocitos T4 ayudadores. Si el gen CC-CKR5 muta y tiene una pequeña supresión (faltan 32 pares de bases), la proteína resultante es más corta y el vih no puede usarla para infectar y matar a los linfocitos T4 ayudadores. Como resultado, los individuos que son homocigotos para la mutación CC-CKR5 son resistentes a la infección. Después de este descubrimiento, los investigadores se plantearon varias preguntas: ¿Qué poblaciones portan el alelo mutante y qué tan esparcido está? ¿El conocimiento sobre cómo usa el vih la proteína CC-CKR5 para infectar a los linfocitos T4 ayudadores puede auxiliarnos en el diseño de fármacos contra él? TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

213

Los estudios poblacionales muestran que el alelo mutante está sólo en los europeos y las personas con ascendencia europea. La frecuencia más alta del alelo mutante se encuentra en el norte de Europa, y la más baja en Grecia y Sardonia. Los científicos especulan que esta mutación es más frecuente en ciertas poblaciones porque en el algún periodo del pasado pudo haberles conferido resistencia contra alguna enfermedad infecciosa mortal que desconocemos (otra diferente al vih/sida). Aquellos que portan dos copias del alelo mutante CC-CKR5 estuvieron protegidos de la infección mortal y vivieron para trasmitirla a su progenie. Otras poblaciones portan versiones mutantes de otros genes que confieren resistencia a la infección del vih. Éstas se encuentran en proceso de investigación y estudio para encontrar nuevas formas de tratar el vih y el sida.

¿Algunas personas son susceptibles por naturaleza a la infección del vih?

Probabilidad de que un hermano sea compatible para un trasplante de órganos.

17 000 Número de trasplantes de riñones que se realizan cada año.

90 000 Número diario de personas en lista de espera de órganos.

10% Porcentaje de la población de EU con al menos una alergia.

30 000 Número de casos anuales de choques anafilácticos en la sala de urgencias. Paul Rapson/Alamy Limited

¿En qué poblaciones han mutado los alelos CC-CKR5?

en cuanto a números 25%

etapas de la infección y el ciclo reproductivo. Las combinaciones de estos fármacos tienen éxito al alentar o detener el progreso del vih. Sin embargo, tienen efectos secundarios severos; además, se han desarrollado cepas del vih resistentes. Al estudiar cómo entra el vih a las células usando la proteína codificada por el gen CC-CKR5 y otras proteínas de la superficie celular, los investigadores han desarrollado una nueva generación de medicamentos que previenen la entrada del virus a sus células objetivo. Uno de estos fármacos, enfuvirtide, ha sido aprobado por la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos (fda) para pasar a ensayos clínicos. (Véase La sociedad bajo la lupa: “Desarrollo de fármacos y protesta pública”.) Otros medicamentos siguen en proceso y pronto estarán listos para los ensayos.

13.4 Puntos esenciales •

El vih infecta células del sistema inmunitario, lo cual puede resultar en sida.

3 millones Número de personas alérgicas a los cacahuates en Estados Unidos.

Recientemente, los científicos han descubierto porqué las infecciones del vih son más frecuentes en el África subsahariana. Un gen que evolucionó para proteger a las personas de la malaria incrementa la vulnerabilidad a la infección del vih en 40%. Las variaciones de este gen pueden interferir con la capacidad de combatir el vih en etapas tempranas. El estudio se realizó en el transcurso de 25 años y requirió muestras de dna de miles de participantes. Los afroamericanos que portan este gen pueden ser más susceptibles a la infección del vih que la población general.

13.5 ¿Cómo se relacionan las alergias con el sistema inmunitario?

Las alergias resultan cuando el sistema inmunológico reacciona de manera exagerada ante antígenos que no causan una reacción inmunológica en la mayoría de las personas. Estos antígenos especiales, llamados alérgenos, están en el polvo, el polen, ciertos alimentos y medicamentos. Una de las alergias a alimentos más severa es a los cacahuates, que es un creciente problema de salud en Estados Unidos.

¿Los fármacos pueden prevenir que el vih entre a las células? Muchos de los fármacos que usamos hoy para tratar las infecciones del vih trabajan con base en la prevención de que el virus se replique una vez que ha entrado al linfocito T4 ayudador ( Figura 13.4). Otros medicamentos bloquean el vih en diversas

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Figura 13.4 azt El azt fue uno de los primeros medicamentos para tratar a los pacientes con vih/sida.

214

CAPÍTULO 13

Las reacciones alérgicas a los cacahuates, picaduras de abejas u otras proteínas pueden provocar una reacción más grave llamada choque anafiláctico. En esta reacción, los tubos bronquiales se constriñen, restringen el flujo de aire a los pulmones y crean dificultades respiratorias. Se pueden desarrollar arritmias cardiacas o paro cardiaco, lo que causa la muerte en uno o dos minutos. Los padres de familia que tienen hijos con alergias severas con frecuencia llevan consigo una medicina inyectable (epinefrina contenida en una Epi-Pen®) que puede usarse tan pronto como comienza la reacción anafiláctica. Este medicamento contraataca la respuesta inmunológica tan pronto es inyectado. Es un tratamiento que salva vidas. Cerca de 80% de los casos de choque anafiláctico es causado por alergias a los cacahuates. Los individuos que son sensibles a este alimento deben evitar comerlo, o comer cual-

quier producto que lo incluya. Incluso el polvo de cacahuate puede ser peligroso para una persona con este tipo de alergias. La tarjeta de abajo explica los peligros de las alergias al cacahuate a quienes trabajan en un restaurante.

Tengo una severa alergia a los cacahuates, a cualquier comida que contenga cacahuates y a cualquier cosa que haya tocado este producto. Por favor, ayúdame a tener una cena segura al cerciorarte de que los utensilios de cocina y cualquier superficie estén muy limpios y no se hayan usado con anterioridad. Por favor, revisa los ingredientes en el reverso de esta tarjeta y lee con cuidado las etiquetas de los alimentos. Si por accidente ingiero una pequeña cantidad de cacahuates, por favor, marca al servicio de urgencias, pues requeriré cuidado médico inmediato.

Cortesía de Achoo Allergy & Air Products

¡PRECAUCIÓN! ADVERTENCIA ALIMENTARIA: CACAHUATES

El número de niños y adultos que son alérgicos a los cacahuates parece aumentar. En una encuesta de 1988-1994, las reacciones alérgicas en los niños estadounidenses tenían el doble de prevalencia que en la encuesta realizada en 19801984. ¿Qué causa el incremento en esta reacción? La respuesta aún no es clara, pero los factores ambientales parecen desempeñar una función principal. Por ejemplo, las alergias a cacahuates son en extremo raras en China, pero los hijos de las personas que emigraron de China a Estados Unidos tienen la misma frecuencia de alergias al cacahuate que los hijos de los estadounidenses nativos. Esto sugiere que hay algunos factores ambientales involucrados. Algunos investigadores creen que debido a que los cacahuates ahora son una parte importante de la dieta en Estados Unidos, la exposición de recién nacidos y niños pequeños (uno a dos años) a los cacahuates es más común. Esta exposición puede ocurrir por medio de la leche materna después de que la madre ha comido crema de cacahuate u otros alimentos que lo contengan. El sistema inmunológico de los recién nacidos es inmaduro y se desarrolla durante el primer año de vida. Como resultado, la exposición a algunos antígenos puede causar alergias a alimentos que se generan durante este tiempo. Hasta que sepamos más sobre cómo evolucionan las alergias, algunos médicos recomiendan que las madres eviten comer cacahuates y sus derivados durante el embarazo y la lactancia;

La petición provenía de la oficina del gober-

La carta seguía explicando que las prisio-

nador. No podía ser ignorada. Pero Warden

nes eran lugares ideales para probar la vacuna

Wilson tenía muchas dudas sobre ella. Sentía

en humanos porque la población podía ser

que tenía una obligación con sus prisioneros

monitoreada de manera cuidadosa y cada

y que ellos tenían los mismos derechos que

persona ya había sido analizada y aislada gra-

las personas de la población general.

cias a su estatus de vih positivo. A cada reo se

Años atrás, la legislatura estatal había

le pagarían mil dólares al mes (un gran salario

aprobado una ley requiriendo que los presos

para los internos) y recibirían mejor comida y

con vih (que causa sida), fueran aislados en

cuidados médicos que los demás.

picturebox-uk.com/Alamy Limited

CASO B Prisoneros se usan como conejillos de indias

un ala especial de la prisión. A Warden Wilson

La mitad de los participantes serían vih

no le gustaba esto porque estaba en contra de

positivos y la otra mitad, negativos. A cada

cualquier forma de segregación, pero podía

reo se le transmitiría un virus atenuado (debi-

comprender las preocupaciones de salud.

litado, no infeccioso). Aun cuando se supone

científicos para persuadir a la oficina de

Desde entonces, la diseminación del sida dis-

que el virus no es infeccioso, los reos que

gobierno de permitir sus pruebas en el

minuyó en la población de la prisión y los pre-

comienzan la prueba como vih negativos

sos del ala especial tuvieron mejor atención

podrían contraerlo a partir de la vacuna. Esto

médica; él se encargó de eso.

no había sucedido en las pruebas con anima-

Después recibió una carta explicando que se usarían reos en un nuevo estudio para pro-

les, pero los científicos mencionaron esto Warden Wilson no podía dormir; estaba

había probado con éxito en animales y la fda

preocupado sobre si debería permitir que el

aprobó las pruebas en seres humanos. La

estudio se hiciese en su prisión.

vacuna necesitaba una población para estudiar sus efectos secundarios en humanos.

reclusorio. ¿Cómo crees que responderían los pri-

5.

¿Qué razones podrían tener los reos para

sioneros? acceder a participar en el estudio? 6.

¿Qué debería hacer Warden Wilson?

2.

Da tres argumentos que podría usar para

¿Por qué crees que los investigadores eligieron prisiones para sus experimentos? Explica tu razonamiento.

7. 1.

Da tres argumentos que podrían usar los

4.

como un posible efecto secundario.

bar una vacuna contra el sida. La vacuna se

compañía farmacéutica que trabajaba en la

3.

¿Crees que los prisioneros tendrían el derecho a rehusar participar en el tratamiento? ¿Por qué sí o por qué no?

persuadir a la oficina de gobierno de no permitir las pruebas en su prisión.

TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

215

también recomiendan que el niño no sea expuesto a cacahuates o nueces durante los primeros tres años de vida.

13.5 Puntos esenciales • Algunas alergias se están convirtiendo en un problema serio dentro de nuestra sociedad.

13.6 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la donación de órganos? La capacidad de trasplantar órganos ha creado cierto número de problemas éticos y legales. Como descubrió la familia Sánchez, encontrar a un donador compatible no es fácil. Los hermanos son los mejores donadores, pero no siempre pueden consentir la donación. La mayoría de las leyes requiere que un individuo tenga 18 años para consentir en recibir un tratamiento médico. A aquellos que tengan menos de 18, o que sean incapaces de consentir por otra razón, no se les permite donar órganos. Además, cualquier persona que ha sido considerada incompetente por un tribunal, o los pacientes que están en coma o

inconscientes, no pueden consentir en la donación o en cualquier otro tratamiento médico. Sin embargo, sus tutores o parientes cercanos pueden consentir por ellos. Un problema de este tipo de permisos surge cuando la familia no puede ponerse de acuerdo con la decisión. Debido a que el número de personas en la lista de trasplantes ha aumentado a lo largo de los años, ahora necesitamos más donadores. Como resultado, muchos estados de Estados Unidos han aprobado leyes que hagan la donación más fácil para quien así lo desee, y tienen calcomanías de donación o tarjetas que se incluyen en las licencias de conducir. Estas tarjetas pueden usarse para informar a los miembros de la familia y a los médicos de los deseos del donador. Las indicaciones de donación de órganos también pueden declararse en un testamento escrito por el donador o acordado con amigos y familia. Pero muchas personas siguen sin donar o no hacen saber sus deseos. En algunos estados se ha pensado en aprobar un consentimiento asumido. Esto significaría que cualquier persona sería un donador automático. Sólo quienes portan una tarjeta que establezca sus deseos de no ser donadores estarían exentos. La siguiente tabla responde algunas de las preguntas éticas y legales asociadas con la donación de órganos.

13.6 Puntos esenciales • Aquellos que desean donar sus órganos deben informárselo a la familia.

¿Cómo se resuelven Pregunta

estas cuestiones?

Casos y cuestiones legales relacionados

¿Qué sucede si los miembros de una fa-

Los tribunales pueden decidir si el pa-

A menudo se requiere enviar estos casos

milia no pueden ponerse de acuerdo con

ciente comatoso hubiera querido donar.

ante un juez para que decida los deseos

la donación de órganos de un pariente

Usan las tarjetas de donación de órga-

del paciente.

en coma?

nos, los testamentos y las conversaciones con amigos para determinarlo.

¿Qué sucede cuando una persona rica o

La lista de espera de órganos se ha ela-

La Red Unida de Intercambio de Órga-

famosa necesita un órgano, pero hay

borado de manera que las personas con

nos (unos, por sus siglas en inglés), ma-

más pacientes antes que ella en la lista

la condición más grave sean las que reci-

nejada por el gobierno de Estados Uni-

de espera de trasplantes?

ban el trasplante primero.

dos, prepara la lista de donación de órganos, y ésta no toma en cuenta la riqueza o la fama.

Algunas personas temen no ser tratadas

La educación pública, incluyendo los co-

A menudo los tribunales deciden estas

de manera tan agresiva en una sala de

merciales de televisión, han cambiado de

cuestiones, pero en general esto no está

urgencias si portan una tarjeta de dona-

manera paulatina la idea equivocada de

permitido.

ción. ¿Cómo se maneja esta falsedad?

que los donadores reciben un trato menos agresivo.

Todavía no hay suficientes órganos;

Muchos laboratorios trabajan con tecno-

Los tribunales y las legislaturas intentan

¿cómo puede incrementarse el

logía de dna recombinante para crear

simplificar los métodos de donación de

suministro?

animales transgénicos que puedan ser

órganos al aprobar leyes que hagan de

una fuente de órganos.

esta decisión algo automático.

216

CAPÍTULO 13

La sociedad bajo la lupa Los fármacos que son desarrollados por científicos o compañías deben ser aprobados por la fda en un proceso costoso que consume mucho tiempo. La aprobación incluye pruebas con animales y cuatro etapas de experimentos en seres humanos (ensayos clínicos) antes de que el fármaco pueda ser lanzado al mercado. Estos análisis muestran la seguridad y eficacia de los medicamentos. Pero, ¿qué sucede cuando la enfermedad es mortal y afecta a muchas personas? En la década de 1980, esta era la situación cuando se desarrollaban fármacos para tratar a la gente con vih/sida. Miles morían a causa de esta enfermedad y ningún tratamiento o cura parecía funcionar. Debido al estigma social asociado con el sida (la mayoría de las personas que lo tenían era homosexual o drogadicta), muchas organizaciones y compañías farmacéuticas no querían involucrarse. Los líderes de una organización llamada ACT UP (Coalición del sida para Liberar Poder) usó el activismo social para generar cambios, llevar más fármacos al mercado e incrementar el conocimiento sobre el sida. Esta pequeña organización de hombres y mujeres homosexuales llevó el sida a un enfoque nacional forzando al gobierno de Estados Unidos a darse cuenta del problema de salud que había. ACT UP realizó una serie de eventos que incluyen los siguientes:

Andrew Holbrooke/CORBIS

• • • •

Desarrollo de fármacos y protesta pública

Mítines políticos Grandes marchas frente a la Casa Blanca Protestas en la Conferencia Internacional de sida Toma de hospitales.

Esto centró la atención del público en la causa que ACT UP defendía. En junio de 1989, una de las protestas más exitosas tuvo lugar enfrente del Hospital SloanKettering de la ciudad de Nueva York. Los manifestantes, vestidos como médicos y pacientes, se sentaron frente al hospital durante cuatro días mientras representaban escenas de personas que morían de sida. El motivo de la protesta era demandar que más personas con sida se incluyeran en los ensayos clínicos con azt (zidovudine o retrovir), una sustancia que en la actualidad se usa de manera rutinaria en el tratamiento contra el sida. También en 1989, ACT UP protestó por el nuevo protocolo de la fda para otro fármaco, dhpg (ganciclovir), que hubiera negado a muchos pacientes el acceso al medicamento. Esta protesta (como se muestra en la foto de la izquierda) forzó a la fda a tener fármacos disponibles para el tratamiento del vih bajo una norma que ya existía llamada “norma del uso compasivo”, la cual establece que los medicamentos deben estar disponibles más rápido para los pacientes que son enfermos terminales. Esto pudo ocurrir cuando la fda reconsideraba un cambio en sus protocolos. Finalmente, en 1997 la fda introdujo formalmente la aprobación acelerada y la revisión de prioridad (fast track priority design review). El término aprobación acelerada se refiere a este nuevo sistema de la fda, cuyo objetivo es acelerar el proceso del desarrollo y aprobación de los fármacos que se consideran importantes para el tratamiento de enfermedades graves que cumplen con necesidades médicas todavía no resueltas.

TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

217

La sociedad bajo la lupa [Continuación]

Para calificar en la aprobación acelerada, un fármaco debe cumplir los siguientes criterios: 1. Necesidades no resueltas 2. Una enfermedad sin terapia adecuada (como cáncer, fallas cardiacas o Alzheimer) 3. Condiciones serias (crónicas) Las diferencias entre condiciones serias y amenazas para la vida fue una distinción importante que la fda tuvo que considerar de manera cuidadosa. El nivel de gravedad se basa en cómo afecta la enfermedad la vida diaria de una persona, tomando en cuenta qué pasaría si la condición no se tratara. Por ejemplo, el cáncer se considera una enfermedad grave, porque si no se trata puede ser fatal. Lo mismo sucede con la Enfermedad de Alzheimer o las fallas cardiacas. El vih se incluyó en estas condiciones y ACT UP ha tenido éxito en su búsqueda por acelerar las aprobaciones para los medicamentos contra el sida. PREGUNTAS 1. La fda establece sus normas de desarrollo de fármacos para proteger al público de la exposición a sustancias no probadas. Pero imagina que un miembro de tu familia tiene una condición fatal cuyo tratamiento está muy cerca de ser aprobado por la fda. ¿Qué harías? 2. Se criticó a ACT UP por poner al sida en las narices del público. Pero funcionó. ¿Crees que valió la pena molestar a algunas personas? ¿Por qué sí o por qué no? 3. El gobierno estadounidense se fundó gracias al activismo; las protestas de ACT UP son un ejemplo de esto. Haz una pequeña investigación para encontrar otros modelos y escribe un informe breve. 4. Prepara una lista breve de algunos fármacos que se usan para tratar el sida y que se hayan aprobado rápidamente. 5. La aprobación rápida comenzó hace más de 10 años y ahora se aplica a muchos fármacos además de los que tratan el vih. ¿Crees que esto nos perjudica o nos ayuda?

218

CAPÍTULO 13

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. El sistema inmunológico protege el cuerpo de las infecciones e invasiones de agentes externos. [Sección 13.1] ❚ Muchos de estos invasores entran a través de heridas en la piel. 2. Dos de las partes más importantes del sistema inmunológico son la piel y los linfocitos T y B. [Sección 13.1] ❚ Los linfocitos funcionan para protegernos de agentes infecciosos. 3. Los antígenos en las células de un órgano donado determinan si será compatible con el receptor. [Sección 13.2] ❚ Si son diferentes a los propios, el cuerpo rechazará el órgano trasplantado. 4. Analizando los genes hla se pueden encontrar órganos compatibles . [Sección13.2] ❚ Los genes hla codifican antígenos de superficies celulares. 5. Los xenotrasplantes pueden volverse populares en el futuro. [Sección 13.2] ❚ Los trasplantes de órganos animales a seres humanos están en investigación. 6. Los tipos sanguíneos A, B, AB y O son los más importantes en los seres humanos. [Sección 13.3] ❚ Las transfusiones de sangre se basan en estos tipos sanguíneos. 7. El tipo sanguíneo Rh a veces causa problemas en los recién nacidos, cuando la madre es Rh– y el feto es Rh+. [Sección 13.3] ❚ Los dos tipos sanguíneos Rh son Rh positivo y Rh negativo. 8. El vih infecta células del sistema inmunológico, lo cual puede causar sida. [Sección 13.4] ❚ El virus que causa el sida ataca y mata las células que desencadenan la respuesta del sistema inmunológico. 9. Las alergias se están convirtiendo en un problema grave dentro de la sociedad estadounidense. [Sección 13.5] ❚ Los alérgenos son parte de nuestro ambiente y pueden desatar una respuesta inmunológica inapropiada si entran a nuestro cuerpo. 10. Las personas que quieren donar órganos deben hacerle saber sus deseos a su familia. [Sección 13.6] ❚ Si alguien desea donar órganos pero no lo comunica, quizá termine siendo no donador.

CONCEPTOS CLAVE Alérgenos (p. 214) Alergias (p. 214) Anticuerpos (p. 208) Antígenos (p. 208) Arritmias (p. 214) CC-CKR5 (p. 213) Células de memoria (p. 208) Choque anafiláctico (p. 214) Codominante (p. 211) Complejo hla (p. 209) Consentimiento asumido (p. 216) Donadores universales (p. 211) Enfermedad hemolítica del recién nacido (hdn) (p. 211) Enfermedades autoinmunitarias (p. 208) Enfuvirtide (p. 214) Fármacos inmunosupresores (p. 209) Haplotipo (p. 209) I (p. 211)

IA (p. 211) IB (p. 211) IO (p. 211) Linfocito T4 ayudador (p. 208) Linfocitos B (p. 207) Linfocitos T (p. 207) Receptores universales (p. 211) Rechazo (p. 209) Rechazo hiperagudo (p. 209) Rh, grupo sanguíneo (p. 212) Rh negativo (Rh–) (p. 212) Rh positivo (Rh+) (p. 212) Sistema inmunitario quimérico (p. 210) Tipo sanguíneo ABO (p. 211) Vacuna (p. 208) Vacunación (p. 208) Xenoinjertos (p. 210) Xenotrasplantes (p. 209)

PREGUNTAS DE REPASO 1. Nombra tres diferencias entre antígenos y anticuerpos. 2. Cuando una persona necesita un trasplante de órganos, con frecuencia transmite su petición por televisión o vía internet, solicitando que muchas personas acudan y se sometan a análisis. ¿Qué análisis se practica y qué sucede si se encuentra a alguien compatible? 3. ¿Quién es la persona más compatible para un trasplante de órganos? 4. ¿En qué se parecen las transfusiones de sangre y la donación de órganos? ¿En qué son diferentes? Da tres razones para cada pregunta. 5. ¿Qué detiene al vih para entrar en las células? 6. Haz una lista de las etapas por las que atraviesa el sistema inmunológico para atacar a un invasor. 7. Encontrar a alguien compatible con el complejo hla no es fácil, ¿qué pasaría si un órgano no compatible fuera trasplantado? 8. Los medicamentos antirrechazo son muy importantes en los trasplantes. ¿Cómo funcionan? 9. Los tipos sanguíneos alguna vez se usaron para determinar la paternidad. ¿Cómo? 10. El virus del vih se transmite vía fluidos corporales. ¿Por qué es tan difícil detener esta infección?

TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

219

¿Qué harías si . . . 1. ...a alguien de tu familia se le pidiera donar un riñón? 2. …si alguien que no conoces te pide que dones un riñón? 3. …se te pidiera donar médula ósea? ¿Tu respuesta cambiaría? ¿Por qué sí y por qué no?

PREGUNTAS APLICADAS 1.

2.

3. 4. 5. 6.

7.

Estamos expuestos a muchos agentes durante un día. Haz una lista de los agentes a los que tú estás expuesto diariamente y que tu sistema inmunitario tenga que combatir. Busca en Internet alguna historia de un donador que haya cedido un órgano a una persona extraña. Escribe un informe breve y compártelo con tus compañeros de clase. ¿Crees que la gente esté dispuesta a recibir órganos de animales? ¿Por qué sí o por qué no? ¿Una persona que es vih positiva puede donar sangre? ¿Por qué sí o por qué no? Investiga el trabajo más reciente que se ha hecho acerca del gen CC-CKR5 y escribe un informe. Existe un nuevo procedimiento que se publicita por televisión, en el cual se congela la sangre del cordón umbilical. Investiga sobre este procedimiento y escribe un párrafo discutiendo quién podría beneficiarse de esta sangre y los costos de almacenarla. Si el cuerpo de un paciente rechaza un riñón donado después del trasplante, se hace más difícil encontrar a alguien compatible con esta persona. ¿Por qué?

4. …se te pidiera cambiarte de lugar en un avión porque estás comiendo un sandwich de crema de cacahuate? 5. …se te pidiera participar en un ensayo para una vacuna contra el sida?

8.

¿Quién es más compatible con alguien que necesita un trasplante? a) ¿Un gemelo idéntico o uno fraternal? b) ¿Un gemelo fraternal o un hermano? c) ¿La madre o el padre? d) ¿Un extraño o un amigo? Da razones para tus respuestas.

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage.com/ login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso B y La sociedad bajo la lupa de este capítulo, “Prisioneros se usan como conejillos de indias” y “Desarrollo de fármacos y protesta pública”, estarán disponibles en la sección Assignments de Cengagenow.

En los medios (Plattsburgh, Nueva York) Press-Republican, 29 de agosto de 2007

Un bebé se recupera después del trasplante de cinco órganos Andrea VanValkenburg En Lewis, Nueva York, Elijah Moulton nació con una condición intestinal llamada atresia, lo que significa que sus órganos internos no estaban desarrollados por completo. Se le alimentaba por medio de un tubo insertado en su estómago, hasta que los médicos decidieron que era suficientemente fuerte para sobrevivir al primer trasplante de cinco órganos. El 10 de julio de 2007, hígado, páncreas, intestino delgado, colon y estómago se implantaron en el abdomen de Elijah durante un procedimiento de siete horas que tuvo lugar en el Hospital Infantil Morgan Stanley, de la ciudad de Nueva York. El tamaño de los órganos a menudo representa una dificultad en los trasplantes en niños . Los órganos donados por adultos en general son muy grandes, así que los donadores deben ser niños. Elijah recibió sus órganos de un donador bebé anónimo. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Quién donaría los órganos de su hijo? Da tres ejemplos. 2. Legalmente, un niño no puede dar el consentimiento de una donación. ¿Quién puede darlo por él? 3. Si los padres dicen que no a la donación, pero los médicos saben que el niño es compatible con alguien, ¿qué pueden hacer?

220

CAPÍTULO 13

Associated Press, 27 de agosto de 2007

Los bancos de sangre buscan más donadores latinos Lauran Neergaard Los bancos de sangre están buscando a más donadores latinos. Parece ser que entre éstos es mucho más frecuente el tipo sanguíneo 0 que entre los estadounidenses. El tipo sanguíneo O es el más común y los bancos de sangre quieren tanto como puedan tener. Menos personas donan sangre y los bancos enfrentan problemas de suministro. Cerca de 60% de la población estadounidense puede donar sangre, pero sólo 5% lo hace. Los hospitales necesitan mucha sangre cada día (34 000 pintas) y la demanda aumenta de manera constante. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. ¿Qué podrían hacer los bancos de sangre para que más latinos donen sangre? Escribe tres maneras. 2. ¿Qué tiene que ver el envejecimiento poblacional con la escasez de donadores?, ¿y con la cantidad de sangre que se necesita?

Voice of America, 31 de agosto de 2007

Los científicos buscan un cacahuate libre de alergias Paul Sisco Con el incremento de las alergias al cacahuate, los científicos como Mohamed Ahmedna, de la Universidad Agrícola y Técnica del Estado de Carolina del Norte, buscan una manera de eliminar los alergénicos encontrados en los cacahuates. Él descubrió un modo de procesar los cacahuates una vez que éstos se han cosechado, que remueve las proteínas relacionadas con alergias. Esto quiere decir que los agricultores pueden continuar cultivando las variedades con las que están familiarizados, pero los cacahuates serán procesados de otra manera. Éstos no se han probado en seres humanos. En otro esfuerzo, María Gallo, de la Universidad de Florida, intenta cultivar cacahuates que no contengan las proteínas que causan reacciones alérgicas. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTAS 1. Si estos científicos tuvieran éxito al eliminar los alergénicos en los cacahuates, ¿crees que valdría la pena todo el dinero invertido en las investigaciones? ¿Por qué sí o por qué no? 2. Un médico administra pequeñas cantidades de polvo de cacahuate a pacientes que padecen alergias a este fruto. Con tus conocimientos sobre las reacciones alérgicas, explica cómo funcionaría esto.

TIPOS SANGUÍNEOS, TRASPLANTE DE ÓRGANOS Y VIH

221

14

Genética y poblaciones

222

CAPÍTULO 14

❚

Con frecuencia las condiciones genéticas se convierten en un denominador común en comunidades específicas.

❚

La Enfermedad de Huntington afecta a muchas personas en dos poblados de Venezuela.

❚

La frecuencia de caracteres puede variar de una población a otra.

❚

Se pueden hacer cálculos para determinar qué tan frecuente es un alelo dentro de una población.

❚

La genética de poblaciones se ha utilizado en casos que involucran ciencia forense con dna.

Steve Uzzell Photography

 PUNTOS CENTRALES

Acey Harper/Time Life Pictures/Getty Images

CASO A Un marcador en la sangre Todo comenzó con un estudio en una familia

19 000 personas y más de 4 000 muestras de

dación de Enfermedades Hereditarias, para

de Venezuela. Esta familia, y otra, mucho más

sangre. Estas muestras se usaron para identi-

estudiar la Enfermedad de Huntington y otras

extensa, viven en pequeños poblados alrede-

ficar un marcador de dna en las personas con

condiciones relacionadas. Nancy hizo de la

dor del lago Maracaibo. En estos poblados la

eh. Este marcador condujo a la identificación

investigación de la eh el trabajo de su vida.

frecuente aparición de la Enfermedad de Hun-

del gen eh y, finalmente, al desarrollo de un

tington es mayor (véase el Capítulo 4 para leer

análisis genético para detectarlo.

Aunque se desarrolló una prueba genética para detectar la eh en 1993, Nancy y su her-

Por su trabajo en la identificación del gen

mana Alice están en riesgo de contraer la en-

de la eh, Nancy Wexler ganó el premio Lasker,

fermedad. Aun así, Nancy decidió no hacerse

Nancy Wexler es una científica que estudia

conocido como el equivalente al premio Nobel

el análisis. Alice se lo practicó y descubrió que

padecimientos genéticos, como la Enfermedad

de Estados Unidos. Sin embargo, ella también

no portaba el gen de la eh.

de Huntington (eh). Cuando supo de estos po-

tenía razones personales para interesarse en

blados, en 1970, viajó a ellos para saber porqué

la eh: su madre, Lenore, y tres de sus tíos

era tan común la eh en esas comunidades.

habían muerto por causa del padecimiento. En

una descripción de la enfermedad) que en cualquier otro lugar del mundo.

Ella y sus colegas crearon una genealogía

las etapas tardías de la enfermedad, su madre

de las familias y recolectaron muestras de san-

había perdido la memoria y tenía que ser cui-

gre para analizar su dna y encontrar un gen.

dada y alimentada por Milton, el padre de

Esta genealogía se ha ampliado hasta incluir a

Nancy. Más tarde, Milton Wexler creó la Fun-

Cuando leemos este caso nos vienen a la mente varias preguntas. Antes de responderlas, consideremos cómo el estudio de las poblaciones puede abrirnos los ojos sobre ciertas condiciones genéticas.

14.1 ¿Por qué los genetistas estudian a las poblaciones?

fotogalería

bi om Co l

Co lo

mb ia

a

Venezuela

Brasil

lago Maracaibo Venezuela

stra Vene Este mapa mue bo. ai y el lago Marac

zuela

En comunidades pequeñas, como las que están alrededor del lago Maracaibo, las personas pocas veces viajan muy lejos, por lo que tienden a casarse con gente del mismo poblado o de otros lugares cercanos. A través de muchas generaciones, las condiciones hereditarias pueden volverse más comunes porque las poblaciones están aisladas. Por lo general, el resultado es que muchas personas se encuentran afectadas por la misma condición. En estas situaciones, el alelo mutante que causa la enfermedad se introdujo en la comunidad muchas generaciones atrás. En la población venezolana con eh, el alelo mutante llegó a principios del siglo xix. Casi todos los individuos afectados en la genealogía pueden trazar su ascendencia hasta una mujer, María Concepción Soto. Ella tuvo 10 hijos y se convirtió en la fundadora de una población de más de 18 000 personas. Las poblaciones cuyos orígenes pueden rastrearse hasta un número pequeño de personas son ejemplos de un fenómeno que los genetistas llaman efecto fundador.

GENÉTICA Y POBLACIONES

223

Cuando se construían genealogías de grandes familias con efecto fundador, los genetistas descubrieron que estas poblaciones tenían una alta frecuencia de una o más enfermedades genéticas. Usando las genealogías junto con muestras de sangre y tejidos, los científiño ni fotogalería un a o cos pudieron identificar, mapear nd saluda Nancy Wexler nezuela. Ve a y aislar los genes responsables o a su regres ía de la Fundación er Ginter, cortes de muchas enfermedades genéFotografía de Pet Hereditarias. de Enfermedades ticas. El gen de la Enfermedad de Huntington (eh) fue una de esas historias exitosas.

• La Enfermedad de Huntington (eh) es causada por un incremento en el número de copias de una secuencia repetitiva de dna.

14.2 ¿Qué otras condiciones genéticas se presentan con mayor frecuencia en poblaciones específicas? Cuando veían un mapa de África, Europa y Asia (que se muestra a continuación), los investigadores vieron que la distribución geográfica de la anemia falciforme casi se yuxtaponía por completo con las áreas afectadas por la malaria. Se preguntaron si esto podía ser sólo una coincidencia o si en realidad existía una relación entre ambos padecimientos.

¿Qué causa la Enfermedad de Huntington? La Enfermedad de Huntington es ocasionada por un triplete de dna que se repite en el gen eh, localizado en el cromosoma 4. Este triplete, cag, puede repetirse muchas veces. Normalmente, las personas tienen entre 10 y 35 repeticiones del triplete cag en este gen. Quienes tienen menos de 27 repeticiones no tienen eh. Individuos con 27-35 copias de la repetición no lo desarrollan, pero sus hijos están en riesgo de heredar un alelo eh que aumente el número de repeticiones. Las personas con 36-40 copias de la repetición pueden o no desarrollar eh, pero quienes tienen 40 o más repeticiones casi siempre la desarrollan. El número de repeticiones en este gen no siempre es estable, y conforme el gen eh fotogalería o un se define com se trasmite a las nuevas geneUna población as, animales o grupo de person necen a la misma raciones, el número de reperte plantas que pe en la misma área. n ticiones puede incrementarse, ve vi y cie espe a/Getty Images Jonathan y Ángel poniendo a más personas en riesgo. Recuerda que en el Capítulo 4, Alan y su familia temían contraer la eh. Si Alan y otros miembros de su grupo familiar portan el alelo mutante eh, la enfermedad aparecerá a una edad mediana, usualmente después de que hayan tenido hijos. La población de Venezuela atrajo la curiosidad de los genetistas. Otras poblaciones alrededor del mundo con altas frecuencias de otras enfermedades genéticas también se han estudiado para saber qué tienen en común.

14.1 Puntos esenciales • Ciertas condiciones genéticas pueden ocurrir con una frecuencia más alta en una sola comunidad. • Las genealogías pueden ser útiles para rastrear condiciones en grandes poblaciones.

224

CAPÍTULO 14

CLAVE Porcentaje de la población que posee el alelo de la anemia falciforme 14+

10–12

6–8

2–4

12–14

8–10

4–6

0–2

Las personas con malaria tienen episodios recurrentes de la enfermedad a lo largo de toda su vida, y con frecuencia mueren jóvenes. Aunque ésta parezca una enfermedad exótica para muchos de nosotros, afecta a más de 500 millones de personas en todo el mundo y mata a 3 millones cada año. La malaria es causada por un parásito que infecta los eritrocitos de dichos insectos como parte de su ciclo de vida. Los mosquitos ( Figura 14.1) que pican a los seres humanos ingieren una pequeña cantidad de sangre. Ellos se infectan con el parásito de la malaria y esparcen la enfermedad cuando muerden a personas no infectadas. Los investigadores descubrieron que quienes son portadores de la anemia falciforme (heterocigotos Ss) o que tienen la enfermedad (homocigotos, ss) son resistentes a la infección del parásito de la malaria. En estos individuos, la membrana de los eritrocitos está modificada, lo que dificulta la entrada al parásito. Aunque las personas con anemia falciforme son resistentes a la malaria, siguen con anemia y a menudo enferman gravemente.

James Gathany/CDC Photo Library

Figura 14.1 El mosquito Anopheles Este mosquito porta los parásitos de la malaria y los inyecta al torrente sanguíneo humano cuando pica.

No obstante, los portadores del gen sobreviven mejor porque no tienen los síntomas graves de la anemia falciforme y, al mismo tiempo, son inmunes a la malaria. Con frecuencia sus hijos son portadores y, por lo tanto, al igual que sus padres, resistentes a la malaria. A su vez, cuando estos niños se convierten en padres de familia transmiten el gen de la anemia falciforme a sus hijos y a la población. Por lo tanto, las áreas con alta frecuencia de malaria tienen frecuencia más alta de portadores de la anemia falciforme.

14.2 Puntos esenciales • La anemia falciforme es el reflejo de un gen que ha permanecido dentro de una población.

Tabla 14.1 Frecuencia de portadores de la Enfermedad de Tay-Sachs en las poblaciones Condición genética

Población afectada

Frecuencia de portadores en una población

Enfermedad

Judíos ashkenazi

1 de 30 personas es

de Tay-Sachs

en Estados Unidos

portadora de Tay-Sachs

Todas las personas

1 en 300 personas

en Estados Unidos

es portadora

Fibrosis

Personas en Estados 1 en 22 personas

quística (FQ)

Unidos con

es portadora de fq

ascendencia de Europa del norte

14.3 ¿Qué otras poblaciones tienen caracteres genéticos en común? Las distribuciones de enfermedades genéticas entre ciertas poblaciones humanas muestran patrones interesantes. La hipercolesterolemia familiar (véase el Capítulo 4) tiene una frecuencia mundial de 1 de cada 500 personas. Sin embargo, en pocas poblaciones su frecuencia es mucho más alta. Por ejemplo, en los descendientes de los inmigrantes holandeses de Sudáfrica (los afrikaners), la frecuencia es de 1 de cada 70. Como vemos en la tabla 14.1, algunas poblaciones tienen una frecuencia más alta de portadores de caracteres recesivos; esto se denomina frecuencia de portador. Puedes ver las grandes diferencias entre las distintas poblaciones. En las

Afroamericanos

1 de 66 personas es portadora de fq

Asiático-

Una en 150 personas

americanos

es portadora de fq

de alto riesgo, las probabilidades de que miembros de la población sean portadores son mayores.

14.3 Puntos esenciales • Cierto número de enfermedades han incrementado su frecuencia en algunas poblaciones. • Podemos medir el número de portadores de un gen dentro de una población.

GENÉTICA Y POBLACIONES

225

14.4 ¿Las condiciones ambientales cambian la frecuencia de caracteres genéticos en una población? La frecuencia de un caracter puede variar de una población a otra. La fibrosis quística (fq) es un buen ejemplo. Como discutimos en el Capítulo 4, la fq es una enfermedad autosómica recesiva que es común en algunas poblaciones, pero casi no aparece en otras. Muchos niños con fq necesitan cuidados especializados. Los centros médicos para ayudar a las familias con fq ahora se encuentran en muchas áreas de Estados Unidos y de otros países. Al observar la Figura 14.2 puedes ver dónde se localizan estos centros. ¿Estas clínicas indican dónde están las poblaciones con fq?

La fibrosis quística afecta las glándulas que producen mucosidades, enzimas digestivas y sudor, causando síntomas graves. La mayoría de los individuos que la padece desarrolla enfermedades e infecciones de obstrucción pulmonar, lo que los lleva a una muerte prematura. El desarrollo reciente del tratamiento contra la fq permite que los individuos vivan más tiempo. Previamente, los afectados morían antes de tener hijos. Entonces, los científicos creían que el gen podría eliminarse de manera paulatina de las poblaciones porque nadie podía heredarlo. Pero esto no ha sucedido. Existe cierta evidencia de que las personas heterocigotas para el gen de la fq (Cc) son más resistentes a la tifoidea y a enfermedades infecciosas causadas por una bacteria (Salmonella typhi). Ésta infecta las células del epitelio intestinal. Cuando se inyectaba la bacteria de la tifoidea a ratones transgénicos que eran portadores del gen de la fibrosis quística humana, sus células intestinales eran infectadas por menos bacterias que las de los ratones normales. Todavía no se ha determinado cómo se relaciona esto con los seres humanos portadores del gen de la fq. Si los portadores heterocigotos para el alelo fq (Cc) están protegidos contra una o más enfermedades infecciosas, el alelo mutante puede mantenerse dentro de la población porque brinda esa protección. Esta relación es similar a la anemia falciforme y la malaria en África.

14.4 Puntos esenciales

CLAVE

• La frecuencia de caracteres puede variar de una población a otra.

Centros de coordinación Centros de investigación

Figura 14.2 Centros de fibrosis quística Los centros de fibrosis quística en Estados Unidos se muestran en el mapa.

caso a. preguntas 2.

¿Qué se podría hacer para ayudar a las fa-

Ahora que comprendemos cómo ciertas en-

de la población, se incrementan las pro-

fermedades genéticas interactúan con el am-

babilidades de que hereden el gen eh a

biente y las poblaciones, veamos algunas de

sus hijos, y de que, en algunos de estos

las cuestiones que surgieron a partir del caso

alelos, el número de repeticiones cag se

Capítulo 4, los síntomas de la eh no apare-

de la eh en Venezuela.

incremente.

cen sino hasta la edad adulta. Pero Nancy

1.

Una pequeña parte de la población venezolana tiene muchos individuos afectados con la eh. Como discutimos antes, la causa de la eh es un incremento en el número de copias de la secuencia cag en el gen eh, que está en el cromosoma 4. Conforme se reproducen los miembros

226

CAPÍTULO 14

milias de Venezuela a planear su futuro? 3.

Wexler nació en 1945, ¿Nancy debería ha-

Aunque la mayoría de los casos de eh

cerse los análisis?

aparecen en adultos, una persona con 50 o más repeticiones puede desarrollar los

Como discutimos en el caso de Alan en el

4.

Dibuja la genealogía de Nancy y su her-

síntomas en la adolescencia. ¿Podría usar-

mana. Incluye a su padre, madre y a los

se el diagnóstico prenatal para determinar

tres hermanos de la madre que murieron

el número de repeticiones de tu hijo?

de eh, así como a los abuelos maternos y paternos.

Si una enfermedad genética como la anemia falciforme o la fibrosis quística es causada por un alelo recesivo, no podemos contar directamente cuántos individuos portan el alelo en una población. ¿Por qué? Simplemente porque no podemos visualizar la diferencia entre los portadores del alelo mutante y quienes ni siquiera lo tienen. Un ejemplo de esto es la fibrosis quística. Una persona con el genotipo Cc no tiene síntomas. Alguien que no porta el alelo fq, tiene el genotipo CC y tampoco presenta síntomas. Ambos tienen el mismo fenotipo y no es posible distinguirlos sin ayuda de un análisis genético. Si los investigadores no pueden decir quién es un heterocigoto (Cc) y quién no lo es (CC), entonces no existe una manera directa de saber cuántos heterocitogos (Cc) hay en la población que se encuentra en estudio.

1 en 227 Número de bebés que nacen con albinismo en la población india hopi.

1 en 10 000 Número de bebés que nacen con fenilcetonuria (pku) en la población general de Estados Unidos.

1 en 2 600 Número de bebés que nacen con fenilcetonuria (pku) en la población turca de Estados Unidos.

1 en 2 000 Personas de ascendencia europea con fq en Estados Unidos.

1 en 18 000 Personas de ascendencia africana con fq en Estados Unidos.

1 en 90 000 fotogalería

ierda) rey Hardy (izqu Fotos de Godf erg (derecha). nb y Wilhelm Wei tion/CORBIS; de Stern, C. (1962)

Personas de ascendencia asiática con fq en Estados Unidos.

Collec Hulton-Deutsch ics Society (Journal)/Genet 47:1–5/Genetics ca of Ameri

A principios del siglo xx, Godfrey Hardy y Wilhelm Weinberg desarrollaron de manera independiente una fórmula simple que permitió a los genetistas medir el número de genotipos y alelos en una población sin analizar el dna de toda la población. Esta fórmula, ahora llamada ley de Hardy-Weinberg, la usan ampliamente genetistas, médicos, biólogos poblacionales, biólogos evolucionistas y otras personas que estudian los genes en las poblaciones. Para ver cómo funciona la ley de Hardy-Weinberg, consideremos un gen que tiene dos alelos, uno dominante (A) y uno recesivo (a), una situación similar a la fq. En sus cálculos, HardyWeinberg usaron p para representar la frecuencia del alelo A (por tanto, p = A) y q para representar el alelo a (por tanto, q = a) Lee los siguientes enunciados para comprender cómo trabaja la ley de Hardy-Weinberg: 1.

2.

Número de bebés que nacen con albinismo en la población general de Estados Unidos.

CORBIS

la frecuencia alélica de una población?

Bob Rowan/Progressive Image/

14.5 ¿Cómo podemos medir

en cuanto a números 1 en 12 000

Si un genotipo tiene dos copias de un alelo dominante (AA), se representa como p2 ( p × p = p2).

Si un genotipo tiene una copia de cada alelo (Aa o aA), se representa como 2pq (pq + qp).

3. Si un genotipo tiene dos copias del alelo recesivo (aa), se representa como q2 (q × q = q2). 4. Estos son los únicos genotipos posibles en la población (aa, Aa y AA). 5.

Cuando se suman, los tres genotipos equivalen a todos los genotipos de esta condición en toda la población.

6.

Por lo tanto, p2 + 2pq + q2 = 1.

Esta ecuación representa 100% de los genotipos AA, Aa, aa en la población.

¿Cómo podemos usar la ley de Hardy-Weinberg? La medición de la frecuencia de alelos y genotipos en una población puede usarse para proveer información sobre estas poblaciones y las personas que las componen. Una pareja puede conocer sus factores de riesgo para tener un hijo que padezca una enfermedad genética. Cuando una enfermedad genética (como la anemia falciforme o la fibrosis quística) tiene una frecuencia mucho más alta en una población al compararla con otra, la ley de Hardy-Weinberg puede usarse para calcular qué tan frecuentes son los alelos en estas poblaciones y qué tan común puede ser un portador. Así, un integrante de una de estas poblaciones puede saber cuál es el riesgo que corre de tener un hijo con una condición genética específica.

¿Cómo se calculan la frecuencia alélica y la del genotipo heterocigoto? Imagina que queremos descubrir cuán común es el alelo de la fibrosis quística (c) dentro de una población de Estados Unidos, pero con ascendencia del norte de Europa. También queremos calcular cuántos heterocigotos existen (Cc). Así es cómo lo haríamos: 1.

Cuenta a las personas en una población que tienen fibrosis quística. Esto nos dirá cuántas de ellas tienen el genotipo cc. En la población estudiada, encontramos que 1 de cada 2 500 personas padece fibrosis quística (fq). Ésa es la frecuencia de la fq en esta población.

2.

Convierte la frecuencia de fq (1 en 2 500) de la población a un decimal. Así que si 1 en 2 500 tiene fq, esto expresado en decimales sería 0.0004 (1 individuo entre 2 500). Así que el genotipo cc = q2 = 0.0004.

3.

Para calcular q (la frecuencia de c), saca la raíz cuadrada de 0.0004. Cuando haces esto, encuentras que q = 0.02 o GENÉTICA Y POBLACIONES

227

David YoungWolff/ PhotoEdit

CASO B Una chica busca a sus ancestros Carina Jones siempre fue diferente. La mayo-

murió y todos fueron al funeral en Japón. Su

ría de sus compañeros de escuela podía iden-

abuela fue muy amable con ella, y aun cuando

tificar su raza al mirarse al espejo. Ella no. Por

no hablaba inglés, parecía que habían for-

si esto fuera poco, todos le jugaban bromas

mado un lazo. Pero Carina pensó que los japo-

respecto a los rasgos que había heredado.

neses la miraban con extrañeza. Su padre le

se preguntó si debería consultarlo sobre es-

dijo que debía ser su imaginación.

tas pruebas.

Su padre Dan, un artista afroamericano, conoció a su madre cuando estaba en una

En el vuelo de regreso, Carina leyó el ar-

base militar en Japón. Él siempre había dicho

tículo de una revista que hablaba de Oprah

que desde la primera vez que vio a su esposa,

Winfrey, quien acababa de regresar de Áfri-

Yoshi, se enamoró de ella. Se casaron en

ca y confesaba que había donado su dna

Japón y se fueron a vivir a California, donde

para que investigaran sus orígenes africa-

Dan había crecido. La madre de Dan, la abuela

nos. La compañía que ella utilizó ofrece aná-

de Carina, siempre le había dicho con orgullo

lisis a los afroamericanos para ver con cuál

que su abuela había sido una sioux, una de las

de los 400 grupos étnicos de África están

primeras nativas americanas que habían asis-

relacionados.

tido a la universidad. Justo después de que Carina terminó sus estudios universitarios, el padre de su madre

Carina pensó que tal vez podría especializarse en biología por razones personales, lo cual tenía sentido. Ella miró a su padre y

a 2%. Por lo tanto, 2% de todos los genes de fq en esta población son el alelo mutante c; esto significa que 98% de los alelos fq de la población son el alelo normal C. Conociendo la frecuencia de los alelos, puedes calcular el porcentaje de portadores (Cc) en la población al sustituir los valores calculados de los alelos dentro de la ecuación de Hardy-Weinberg. En esta ecuación, los portadores (Cc) se denominan 2pq. Esto es 2 × p × q, o 2 × 0.98 × 0.02, lo que equivale a 0.03 o 3%. En otras palabras, cerca de 3% o 1 de cada 23 personas con ascendencia del norte de Europa dentro de la población estadounidense porta el gen de la fibrosis quística en una condición heterocigota.

¿De qué otra manera podemos usar la ecuación de Hardy-Weinberg? Aun cuando la malaria no se encuentre en Estados Unidos, algunos afroamericanos con ancestros del oeste de África siguen portando el gen de la anemia falciforme como parte de su herencia genética. Al contar el número de niños afroamericanos con anemia falciforme nacidos en Estados Unidos, y con la ley de Hardy-Weinberg, podemos calcular que cerca de 8% o 1 de cada 12 afroamericanos con ascendencia del oeste de África es portador (Ss) del alelo mutante que causa la anemia falciforme (s). Esta información puede ser de interés para las parejas como los Johnson antes de que decidan hacerse el análisis genético. En áreas como el oeste de África, donde la malaria sigue siendo un problema grave, podemos obtener información útil sobre la frecuencia de la anemia falciforme al utilizar la misma técnica. Los estudios han mostrado que en algunas áreas del oeste de África, entre 20 a 40% de la población es portador (Ss) del gen de la anemia falciforme, una diferencia impor228

CAPÍTULO 14

1.

¿Qué debería hacer Carina? ¿Necesita el permiso de su padre para hacerse este análisis?

2.

Si Carina pide permiso a su padre, ¿él debería permitirle hacerse el análisis? ¿Por qué sí o por qué no?

3.

Investiga algunas de las compañías que hacen estos análisis y registra sus precios y qué estudios hacen.

4. 5.

Dibuja la genealogía de Carina. ¿Qué pasará cuando Carina sepa su composición racial?

tante si la comparamos con la frecuencia de los afroamericanos, que es sólo de 8%.

14.5 Puntos esenciales • Podemos medir la frecuencia de un gen en una población. • Determinar con fórmulas matemáticas la información genética de una población puede beneficiar a sus integrantes. • Aun cuando el beneficio de un gen específico sigue existiendo, el ambiente puede cambiar y reducir la necesidad de esos beneficios.

14.6 ¿Cuáles son los aspectos éticos y legales asociados con la genética de poblaciones? El almacenamiento de dna en bases de datos y el uso que se le da representan una serie de problemas. Cuando se recolecta el dna de una gran población, usualmente se almacena en bases de datos para su uso posterior. Las bases de datos de dna generan varias preguntas éticas y legales. • ¿Se puede obligar a alguien a proporcionar una muestra de dna? ¿Qué hay de los sospechosos que son arrestados, o de los culpables de un delito? • ¿Quién tiene la autoridad para ordenar que se tome una muestra de dna? ¿Un policía en la escena del crimen? ¿Un juez basándose en una orden? ¿Un tribunal después de que encuentra a alguien culpable de un delito? • ¿Los perfiles de dna de las personas arrestadas que se encontraron inocentes deberían permanecer o ser borrados de las bases de datos?

• ¿Qué delitos deberían incluirse en la base de datos? Los 50 estados de Estados Unidos requieren que las personas condenadas por delitos sexuales proporcionen una muestra de dna, y la mayoría de los estados requiere que los convictos hagan lo mismo. ¿Esto debería extenderse a delitos menores como fraude y evasión de impuestos, entre otros? • La información privada que no se relaciona con delitos, como las relaciones familiares y la predisposición a enfermedades, con frecuencia puede deducirse a partir de las muestras. La policía, los científicos forenses y los investigadores tienen acceso a los perfiles de dna de las personas sin necesidad de un permiso. ¿Esto es una violación a los derechos de privacidad? • En el Reino Unido, las bases de datos de dna recolectan muestras de todos los sospechosos, y las minorías étnicas están sobrerrepresentadas en la población de arrestos.

Pregunta

¿Esto demuestra que el sistema de justicia penal tiene un sesgo racista? La ecuación de Hardy-Weinberg puede usarse para medir la frecuencia de los marcadores de dna que se utilizan en los perfiles después de que son colocados en las bases de datos. Esta es la manera en la que se clasifican. Usar la frecuencia alélica en varias poblaciones para clasificar el dna puede causar problemas. Los abogados defensores pueden argumentar que los acusados no tienen un juicio justo si su muestra se compara con una población extensa en lugar de hacerlo con su propio grupo étnico. También es posible argumentar lo opuesto. Un abogado puede pedir que se use una población mayor para comparar las muestras y dar a su cliente un juicio justo. La siguiente tabla resuelve cuestiones éticas y legales relacionadas con las bases de datos de dna y la genética de poblaciones.

¿Cómo se resuelven estas cuestiones?

Casos o cuestiones legales relacionados

Comparar el dna de un acusado con una

Si esta información está disponible, la

Esta norma, llamada regla de descubri-

base de datos que incluye a miembros de di-

defensa debe obtener todos los datos.

miento, ha causado muchas controver-

ferentes grupos étnicos puede no dar como

Los tribunales demandan que toda la

sias a lo largo de los años. Algunas legis-

resultado un juego compatible. ¿El acusado

evidencia sea revelada por los fiscales y

laturas han aprobado leyes que

debería tener acceso a los resultados de su

otra parte por la defensa.

restringen lo que los fiscales tienen que mostrar a la defensa.

análisis de dna y a la frecuencia de alelos en la base de datos de su población? ¿Se ha resuelto el problema de qué base

El fbi recopila bases de datos que inclu-

de datos poblacional debe usarse en la

yan ciertos subgrupos poblacionales y

comparación de dna?

antecedentes geográficos.

¿Los estados de Estados Unidos deberían

Mucha gente piensa que esto sería dañino

separar las bases de datos de dna de

para los acusados porque disminuye el nú-

acuerdo con la raza o el grupo étnico?

mero de sospechosos en la comparación.

¿Las muestras de dna de cualquier sos-

Algunos estados han tratado de institu-

Hasta ahora, Nueva York y Nueva Jersey

pechoso de un delito deberían almace-

cionalizar este tipo de leyes.

han establecido estas leyes. Algunos exper-

narse en las bases de datos estatales?

tos legales creen que ésa será la tendencia.

La sociedad bajo la lupa Una interesante combinación de historia y ciencia se logró hace algunos años, cuando un sociólogo y un genetista se unieron para descubrir la verdad detrás de la leyenda de una tribu africana. En Inglaterra, el académico de la Universidad de Londres, el Dr. Tudor Parfitt, estudiaba los antecedentes de los lemba, muchos de los cuales vivían en el sur de África. Los lemba tienen una leyenda de muchos años que habla sobre sus ancestros, los judíos que dejaron el Medio Oriente hace miles de años. Los actuales lemba cuentan que son los judíos descendientes de esta población. Parfitt se interesó en rastrear sus antecedentes para probar o refutar esta historia. Conoció a algunos lemba cuando dio una conferencia en la Universidad de Sudáfrica sobre otra tribu africana que había emigrado a Israel. Después de su plática, dos hombres que usaban yarmulkes, o el solideo judío, se le acercaron. Le dijeron que eran judíos y que sus ancestros habían emigrado del Medio Oriente hacía cientos de años. Parfitt encontró esta información muy interesante, pero difícil de creer. Como tenía curiosidad, visitó los asentamientos lemba para estudiar su cultura.

La herencia de una tribu africana es revelada

fotogalería

Los lemba rindi

endo culto.

d Christian Hollan

GENÉTICA Y POBLACIONES

229

La sociedad bajo la lupa [Continuación]

Se sorprendió al ver que su religión era muy similar a la de los judíos ortodoxos. Tenían restricciones de comida kosher, no permitían el matrimonio con personas de otras religiones y sus hijos eran circuncidados. Una noche, en un pub de Londres, poco después de su visita a Sudáfrica, le presentaron a un grupo de científicos del Centro de Antropología Genética del Colegio Universitario de Londres. Participaban en un estudio en curso que buscaba la herencia de un cromosoma Y único encontrado en un grupo de hombres israelíes. Estos hombres eran llamados los cohanim, o sacerdotes judíos. Decían descender de un solo ancestro judío, Aaron, el hijo de Moisés, quien vivió hace 3 000 años. Como discutimos antes (véase el Capítulo 1), el cromosoma Y se transfiere de padre a hijo. No participa en la recombinación con el cromosoma X, pero puede sufrir ciertas modificaciones vía mutación. A pesar de todo, prácticamente queda intacto. El grupo del Colegio Universitario había identificado un patrón de marcadores moleculares sobre el cromosoma Y en algunos hombres israelitas. Ellos llamaban a este patrón el Haplotipo Modal de Cohen. Parfitt sugirió que trabajaran juntos para investigar los antecedentes de los lemba y determinar si la leyenda sobre sus orígenes judíos era cierta, todo esto con base en el análisis de sus cromosomas Y. Un grupo de genetistas viajó con él a Sudáfrica y tomó muestras de dna de los líderes y rabinos lemba. El análisis mostró que 1 de cada 10 hombres de la población lemba tenía el Haplotipo Modal de Cohen. El siguiente análisis de dna compara dos haplotipos de cromosomas Y de los lemba y los cohanim.

3200 2400 1600 800 0

Muestra de dna lemba 3200 2400 1600 800 0

Muestra de dna cohanim (israelí)

Figura 14.3 Un líder de la tribu lemba (rabino)

230

CAPÍTULO 14

Jay P. Sand

PREGUNTAS 1. El análisis parece probar que los lemba sí tienen una historia de migración del Medio Oriente. ¿Podrían usar esto para convertirse en ciudadanos de Israel? Investiga y escribe un pequeño informe sobre lo que encuentres. 2. NOVA, el programa de televisión pública, transmitió un programa sobre este tópico. Se titulaba “Las tribus perdidas de Israel”, porque la leyenda dice que dos de las 12 tribus originales de la Biblia nunca han sido encontradas. ¿Los lemba podrían ser una de estas tribus? ¿Por qué sí o por qué no? 3. Si observas la figura 14.3, tal vez no considerarías judío a este hombre, aun cuando usa una vestimenta religiosa tradicional de este grupo étnico. ¿Qué te dice esto sobre la genética de este grupo después de que migró de África?

 LOS DIEZ PUNTOS ESENCIALES 1. Ciertas condiciones genéticas pueden aparecer con frecuencias altas en una sola comunidad. [Sección 14.1] ❚ Esto se debe a que una persona, hace muchas generaciones, transmitió el gen a sus hijos. 2. Las genealogías pueden ser útiles para rastrear una condición a través de una gran población. [Sección 14.1] ❚ Con frecuencia estas genealogías son difíciles de obtener. 3. La Enfermedad de Huntington (eh) es causada por el incremento en el número de copias de una secuencia repetida de dna. [Sección 14.1] ❚ Esta secuencia es cag y puede estar repetida docenas de veces en el alelo mutante de eh. 4. La anemia falciforme es ejemplo de un gen que ha permanecido en una población. [Sección 14.2] ❚ Existe un beneficio al portar este gen, lo que lo ayuda a sobrevivir. 5. El número de condiciones o enfermedades genéticas ha aumentado su frecuencia en ciertas poblaciones. [Sección 14.3] ❚ Una de estas condiciones incluye la cantidad de colesterol en la sangre. 6. Podemos calcular el número de portadores de un gen dentro de una población. [Sección 14.3] ❚ Esto puede ser de ayuda para determinar las probabilidades de tener un hijo con una enfermedad genética. 7. La frecuencia de caracteres puede variar de una población a otra. [Sección 14.4] ❚ Un ejemplo de esto es la fibrosis quística.

CONCEPTOS CLAVE Efecto fundador (p. 223) Frecuencia de portador (p. 225)

PREGUNTAS DE REPASO 1. ¿Qué es el efecto fundador? 2. ¿Por qué los genetistas estudian poblaciones extensas? 3. ¿Qué nos dice el número de repeticiones cag en el gen eh acerca de las personas que las tienen? 4. ¿Cómo se relaciona la malaria con la anemia falciforme? 5. ¿Qué es la frecuencia alélica? 6. ¿Por qué necesitamos una ecuación matemática para saber cuántos portadores hay en una población? 7. El ejemplo de la sección 14.5 no revela la condición genética de la que habla. ¿Necesitamos saber esto para conocer la frecuencia alélica? 8. Nombra dos maneras en las que el uso de la ecuación de Hardy-Weinberg puede ayudar a las personas de una población. 9. ¿Cuál es la causa de la malaria?

PREGUNTAS APLICADAS 1.

8. Uno puede calcular la frecuencia de un gen dentro de una población. [Sección 14.5] ❚ La frecuencia genotípica puede calcularse matemáticamente usando la ley de Hardy-Weinberg.

2.

9. La determinación matemática de la información genética de una población puede beneficiar a sus miembros. [Sección 14.5] ❚ Las personas en estas poblaciones pueden determinar el riesgo de tener un hijo con una enfermedad genética.

3.

10. Aun cuando exista un beneficio sobre un gen específico, el ambiente puede cambiar y reducir la necesidad de esos beneficios. [Sección 14.5] ❚ Si una población se mueve a un área diferente, tal vez ya no necesite el beneficio.

Haplotipo Modal de Cohen (p. 230) Ley de Hardy-Weinberg (p. 227)

4. 5.

Investiga otras comunidades distintas a las venezolanas con gran número de personas con la eh, y escribe un informe breve. Grandes grupos de personas con leucemia y otros tipos de cáncer se han encontrado en todo el mundo. Éstos son llamados clusters de cáncer. ¿Crees que ésta es la misma situación que la de la gente de Venezuela? ¿Por qué sí o por qué no? Haz una investigación para averiguar cuántas repeticiones hay en los adolescentes que desarrollan un eh y escribe un informe breve. ¿Cómo son afectadas las siguientes personas por la malaria (S = normal; s = anemia falciforme): SS, Ss y ss? ¿Cómo podría ayudar a las personas de los casos de los capítulos anteriores la información que aprendiste en éste? a) Martha Lawrence y su esposo (Capítulo 3) b) Chris Crowley y su hijo Mike (Capítulo 6) c) El abogado de William Bern (Capítulo 8) d) La familia de María Sánchez (Capítulo 13)

GENÉTICA Y POBLACIONES

231

6. A veces los médicos usan un tipo de sangre llamado MN en sus diagnósticos. Es similar al tipo sanguíneo ABO que se ha discutido en el Capítulo 13, pero sólo tiene dos alelos (M y N). Al analizar a todos los niños de un año en una pequeña población, encontraste que las frecuencias genotípicas son MM = 0.25; MN = 0.5, y NN = 0.25. Usando la ley de HardyWeinberg, determina las frecuencias alélicas de M y N. 7. En los adultos de las poblaciones descritas en la pregunta 6, las frecuencias genotípicas son MM = 0.3; MN = 0.4, y NN = 0.3. Usando la ley de Hardy-Weinberg, determina las frecuencias alélicas de M y N. 8. En la sección 14.5 aprendimos que, en ciertas áreas del oeste de África, 20-40% de la población es portador de la anemia falciforme (Ss), y en los afroamericanos este número es sólo de 8%. ¿A qué crees que se deba?

RECURSOS EN LÍNEA ¿Preparándote para un examen? Visita academic.cengage.com/ login para obtener una prueba, un plan de estudios personalizado y un examen posterior en las herramientas de estudio de Cengagenow, todo para ayudarte a evaluar tu comprensión. Si tu profesor te lo asigna, las actividades de las secciones Caso A y La sociedad bajo la lupa “Un marcador en la sangre” y “La herencia de una tribu africana es revelada”, estarán disponibles en la sección Assignments de Cengagenow.

¿Qué harías si . . . 1. …fueras Nancy Wexler y te pidieran practicarte análisis para detectar la eh?

3. …tuvieras la oportunidad de analizar tus antecedentes de la manera en la que Carina lo hizo?

2. …estuvieras en un jurado decidiendo un caso en el que el dna de un hombre se compara con el que se encuentra en la escena del crimen, y éste es asiático, pero la muestra contra la que se compara es una población mixta de asiáticos, afroamericanos y caucásicos?

4. …enviaras tu dna a un sitio que analiza la ascendencia y te enteraras de que tienes una diferente a la de la población que pensabas?

En los medios BBC News, 24 de abril de 2008

Linaje humano casi partido en dos Paul Rincon El Proyecto Genográfico, financiado por la National Geographic Society, ha rastreado las migraciones humanas al analizar muestras de dna. Basándose en los análisis de dna mitocondrial de los africanos que viven hoy en día, los investigadores encontraron que dos poblaciones diferentes existían en aislamiento hace 50 000 a 100 000 años. Las dos poblaciones parecían haberse unido en la Edad de Piedra obligados por la expansión poblacional. Para consultar este capítulo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTA Si la población de seres humanos primitivos se hubiera separado en dos grupos, ¿qué crees que hubiera sucedido?

232

CAPÍTULO 14

Science Daily, 21 de abril de 2008

Descubrimiento en la genética de la migraña Aun cuando los estudios han encontrado susceptibilidad de muchas enfermedades comunes entre las poblaciones, nadie había estudiado las migrañas antes de que grupos en Finlandia y Australia usaran una nueva técnica. Al comparar los genomas de familias que se caracterizaban por tener este padecimiento, identificaron un gen en el cromosoma 10 que está relacionado con migrañas en mujeres y en algunos hombres. Cuatro mil personas con este padecimiento tenían este alelo mutante. Estos estudios fueron los primeros en ligar un gen a la migraña. Debido a que esto ocurrió en dos poblaciones diversas de distintas partes del mundo, los resultados se estudiarán cuidadosamente. Para consultar este artículo en línea, visita academic.cengage.com/biology/yashon/hgs1.

PREGUNTA ¿Cómo puede ayudar este descubrimiento para determinar quién tendrá migraña?

GENÉTICA Y POBLACIONES

233

15

Un mundo diferente: pasado, presente y futuro de la genética humana  PUNTOS CENTRALES Podemos aprender mucho del movimiento eugenésico de 1920.

❚

La genética avanza con muchas nuevas aplicaciones.

❚

Podemos enfrentar un futuro lleno de preguntas importantes, listas para ser decididas por la sociedad y los individuos. Clock face: © Don Hammond/Design Pics/Corbis: DNA: Adrian Neal/Getty Images

❚

234

CAPÍTULO 15

15.1 ¿Qué podemos aprender del pasado? Al volver a pensar los casos discutidos en este libro, podemos hacer algunas observaciones importantes. Los Carter, los Crowley, los Franklin y algunos otros se preocupaban por los genes que se habían trasmitido a sus familias. En el pasado reciente, algunos científicos pensaban que podían controlar qué genes se trasmitían a la siguiente generación y, con el paso del tiempo, crearían un “mejor” humano. La siguiente es una historia increíble pero verdadera del siglo xx.

American Philosophical Society Library

Las familias “predilectas” ganan premios

Figura 15.1 Familias “predilectas” Estos son los ganadores de un concurso de familias con mayor adecuación en Kansas en 1927.

A principios del siglo xx, los científicos de la Oficina de Eugenesia de Estados Unidos, una organización de la iniciativa privada, organizó concursos en todo el país para escoger a las familias con la “mejor genética”. A estas familias se les daban medallas y premios para alentarlas a tener más hijos. Este programa, parte del movimiento eugenésico, existió por más de 40 años en Estados Unidos. Algunos científicos, liderados por Charles Davenport, comenzaron a aplicar las teorías de Darwin a los seres humanos. Primero, los eugenecistas decidieron qué caracteres eran deseables y después apremiaron a las personas que los poseían a tener más hijos. Esto se denomina eugenesia positiva. Al mismo tiempo, recopilaron una serie de caracteres no deseables. Se aprobaron leyes para forzar la esterilización de las personas con estos caracteres para que no pudieran reproducirse. La inmigración se limitó para ciertos países cuya población poseía caracteres indeseables. Esto se denomina eugenesia negativa. Los estados comenzaron a aprobar leyes para esterilizar a delincuentes, “imbéciles” y mujeres que eran “promiscuas”. El Tribunal Superior de Estados Unidos aprobó estas leyes en el caso Buck vs Bell, que cuestionaba la esterilización de una mujer llamada Carrie Buck. De acuerdo con los oficiales de Virginia, Carrie sufría de “una mente débil y promiscuidad”. Ella ya tenía un hijo ilegítimo, quien se suponía que tenía “una mente débil”, igual que la madre de Carrie. El Tribunal Superior, dirigido por el juez Oliver Wendell Holmes, declaró que su esterilización era apropiada porque “Es mejor para todo el mundo, en lugar de esperar a ejecutar a proles degeneradas por los delitos que cometan o que pasen hambrunas por su imbecilidad, que la sociedad prevenga que aquellas personas que son manifiestamente inadecuadas continúen proliferando… Tres generaciones de imbéciles son suficientes”.

UN MUNDO DIFERENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENÉTICA HUMANA

235

Adoptando el modelo eugenésico de Estados Unidos, la Alemania nazi aprobó leyes que forzaron la esterilización de las personas que se consideraban indeseables, incluyendo a quienes padecían epilepsia, deformidades físicas y alcoholismo. Bajo el régimen nazi, los esfuerzos se extendieron para incluir a los judíos, gitanos y otros grupos, usando la genética como base para estas atrocidades. Estas leyes se enmendaron para permitir la misericordiosa muerte de los recién nacidos enfermos incurables que tenían estos desórdenes genéticos. Poco a poco, este programa de muertes misericordiosas se amplió para incluir a los adultos que vivían en instituciones

mentales y de ahí a grupos enteros de personas en los campos de concentración, la mayoría de ellos judíos, gitanos, homosexuales y oponentes políticos al régimen nazi. El argumento científico que los nazis usaban para racionalizar la matanza era la genética. Para liberar a las poblaciones de “genes defectuosos” hay que detener su reproducción. Exterminarlas era la manera más rápida de hacerlo. Después de que estas matanzas fueron reveladas en Alemania, el movimiento eugenésico declinó rápidamente en Estados Unidos. El miedo de volver a usar de modo equivocado la genética sigue presente en Estados Unidos y en otros países.

¿Qué sucedería si. . . 1. …se aprobara una ley que ordenara la esterilización de personas que portan un gen “letal”, como el de Tay-Sachs? 2. …el diagnóstico de preimplantación genética (pgd) estuviera disponible para todos los padres que usan la fiv? 3. …pudiéramos manipular los genes de los fetos para que fueran inteligentes, altos y con apariencia agradable?

15.2 ¿Cuáles son algunas de las nuevas tecnologías del presente? Hoy en día nuestra sociedad ha tomado un verdadero interés en la ciencia. Esto puede deberse a que los descubrimientos no sólo están disponibles para los científicos. Cada periódico y red televisiva tiene investigadores que leen los más recientes casos de las revistas científicas y después escriben artículos para los medios. Debido a esto, el público general ha tenido acceso a los nuevos descubrimientos.

Además, tratamientos médicos nuevos, drogas prescritas, análisis médicos y pruebas genéticas ahora se promocionan directamente entre el público gracias a los medios de comunicación e Internet. Este mercado directo al consumidor es bastante nuevo y asume cierto conocimiento de la propia condición médica. Algunas de las nuevas tecnologías disponibles al público se listan a continuación.

Investigación en células madre explicada Es posible que casi todas las personas hayan escuchado hablar de las células madre. Los argumentos a favor y en contra sobre la investigación que usa células madre se han convertido en un problema mayor en la política y en la ciencia. En el Capítulo 9 discutimos el caso hipotético que involucraba a Technogene, una compañía que quería patentar genes. Además de controlar el uso de éstos para las pruebas o tratamientos, las compañías como Technogene también podrían obtener y controlar el uso de células madre.

Masa celular interna. (Fuente de células madre)

Figura 15.2 Células madre Una célula madre embrionaria proviene de un blastocisto.

236

CAPÍTULO 15

Existen dos tipos de células madre. El primero consta de las células madre embrionarias, que se forman en el embrión en desarrollo. Éstas se convertirán en todas las células, tejidos y órganos del cuerpo adulto. Debido a que pueden transformarse en todos los tipos celulares, se les llama células madre pluripotenciales. Si se obtienen de embriones, estas células pueden reproducirse en el laboratorio durante muchos años, formando una línea celular. El segundo tipo lo conforman las células madre adultas. Están presentes en el cuerpo adulto. Sólo forman tipos específicos de células, como sangre y piel. Un ejemplo de ellas se encuentra en la médula ósea. Estas células madre se dividen continuamente para formar eritrocitos y leucocitos nuevos. Debido a la capacidad de las células madre embrionarias de convertirse en múltiples tipos de tejido, los científicos las han estudiado para ver cómo sucede y de qué manera estas células pueden ser manipuladas para formar tejidos y órganos específicos. Muchos de ellos creen que las células madre embrionarias pueden ser la cura para padecimientod degenerativos como la Enfermedad de Parkinson, Alzheimer o la esclerosis múltiple. También pueden usarse para que nuevos tejidos crezcan, reparar heridas de médula espinal y tratar a los pacientes quemados.

Hasta hace poco, un problema con las células madre pluripotenciales era que sólo podían obtenerse a partir de embriones humanos. Cuando se removían las células madre, los embriones morían. Esto creó mucha controversia, misma que llevó este tema a la esfera política. En su primer año como presidente, George W. Bush declaró que las investigaciones que usaban células madre de líneas celulares recién creadas no podrían ser financiadas por los fondos federales. Sin embargo, si los científicos usaban líneas celulares aprobadas por el gobierno, podían continuar recibiendo fondos. Esta ley disminuyó de modo significativo el progreso hacia la comprensión de cómo podían usarse las células madre para tratar enfermedades y traumas. En 2007, grandes hallazgos en la investigación de células madre hicieron posible crear células madre pluripotenciales (llamadas células pluripotenciales inducidas o iPC, por sus siglas en inglés) usando células de piel adulta y otros tejidos. Este proyecto sobrepasa las restricciones gubernamentales en células madre embrionarias y, en el futuro, podría permitir que se cultivaran tejidos y órganos a partir de las células ma-

dre creadas de las células sanguíneas extraídas de los individuos. Esto podría eliminar la necesidad de usar células madre embrionarias en la investigación. Algunas de las familias en nuestros casos de estudio podrían beneficiarse de la investigación de células madre en el futuro. Harriet Abeline (véase el Capítulo 11) podría usar células madre embrionarias con el fin de estimular su sistema inmunitario para luchar contra el cáncer, y Julio Sánchez (véase el Capítulo 13) quizá no necesitara un trasplante de riñón si se pudiera cultivar uno nuevo a partir de sus propias células madre. Algunas de las preguntas éticas relacionadas con las células madre son las siguientes: • • •

¿Deberíamos usar embriones humanos para esta investigación? ¿Estas investigaciones podrían resultar en algo importante? ¿Quién debería controlar la experimentación científica?

¿Qué sucedería si. . . 1. …los políticos decidieran qué científicos podrían trabajar en el tema? 2. …los científicos decidieran qué científicos podrían trabajar en el tema? 3. …el público general decidiera qué cientificos podrían trabajar en el tema? 4. …la investigación de células madre embrionarias mostrara que no hacen todo lo que se esperaba? 5. …la investigación de células madre mostrara que logran todo lo que se esperaba?

¿Qué tan drásticos deberían ser los tratamientos?

Zdorov Kirill Vladimirovich/Usado con licencia de Shutterstock

En el Capítulo 7 discutimos qué tipos de análisis genéticos pueden hacerse hoy en día y hasta cuántos podrían ampliarse en el futuro. Un tipo de análisis que mencionamos fue para detectar el gen del cáncer de mama. Si una mujer tiene un resultado positivo para las formas mutadas de los genes BRCA1 o BRCA2 (véase Capítulo 11) y tiene antecedentes familiares de cáncer de mama, ¿cuáles son sus opciones?

Figura 15.3 ¿Qué sigue? Con frecuencia los médicos no saben cómo proceder después de que sus pacientes resultan positivas para los genes BRCA1 y BRCA2.

Ella podría continuar sometiéndose a revisión con autoexploración y mamografías, pero este tipo de pruebas tienen un componente psicológico y físico. Ella continuaría preocupada por sus diagnósticos futuros y se expondría a rayos X durante sus análisis. Estos factores sólo incrementarían sus miedos. Como discutimos en Básicos de la biología: genes, poblaciones y ambiente, el fármaco anticancerígeno tamoxifen se usa para tratar tumores de cáncer que tienen receptores de estrógeno en la superficie celular. Este fármaco puede administrarse a una mujer antes de que tenga tumores.

UN MUNDO DIFERENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENÉTICA HUMANA

237

Debido a que la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos (fda) ha aprobado esta sustancia para la prevención del cáncer de mama, las mujeres que tienen resultados positivos de mutaciones en los genes BRCA1 y BRCA2 pueden comenzar a tomarlo. Sin embargo, el medicamento tiene efectos secundarios y algunas mujeres quizá no quieran ingerirla a diario. Algunos médicos han propuesto que remover todo el tejido mamario antes de que las células cancerígenas comiencen a crecer, un procedimiento llamado mastectomía subcutánea, puede ser una respuesta para las mujeres que portan

una copia mutante de los genes BRCA1 o BRCA2. Pero, ¿este tratamiento es demasiado drástico? Algunos cirujanos no están conformes con remover tejido saludable porque puede volverse canceroso. ¿Esto es cierto para todas las células? Si Harriet Abeline (véase el Capítulo 11) pudiera identificarse como BRCA positiva, tal vez habría tomado algunas precauciones como la mastectomía. ¿Una compañía de seguros debería pagar por este tipo de cirugías? Si la compañía estudia los costos a largo plazo podría ver que la cirugía ahorraría dinero. Pero a corto plazo es un gasto en el que tal vez no se tenga que incurrir.

¿Qué sucedería si. . . 1. …una mujer que tuvo resultados positivos al detectar una mutación en BRCA1 solicitara una mastectomía para prevenir el cáncer con su seguro? 2. …una mujer con historia familiar de cáncer de mama (pero sin análisis) solicitara una mastectomía para prevenir el cáncer con su compañía de seguros? 3. …una mujer sin historia familiar de cáncer de mama y sin análisis genéticos solicitara con un seguro una mastectomía para prevenirlo?

En el Capítulo 7 aprendimos sobre los análisis genéticos y cómo cambian la manera en la que los médicos analizan las condiciones de sus pacientes. Recientemente, las compañías y laboratorios que ofrecen análisis genéticos han empezado a publicitarse de manera directa con los consumidores. Un ejemplo de esto es la prueba para detectar el gen del cáncer de mama, BRCA1 o BRCA2, que discutimos antes. Se han transmitido comerciales de televisión que informan al público sobre la existencia de estas pruebas y alientan a los pacientes a preguntar a sus médicos sobre ellas. El primer paso en este tipo de publicidad es dar un nombre reconocible a la prueba. En el caso del gen de cáncer de mama, la prueba se llama BRACAnalysis® ( Figura 15.4). Los anuncios de la prueba, como se muestran en televisión y en Internet, cuestionan la decisión de poner estas pruebas directamente en las manos de los individuos. El mercadeo directo con el consumidor es de desarrollo reciente. Hace 20 años los medicamentos de prescripción sólo se vendían a los médicos, y las compañías farmacéuticas enviaban a sus representantes de ventas a los consultorios para alentar a los médicos a prescribir sus fármacos.

238

CAPÍTULO 15

Cortesía de Myriad Genetics

Obtén los análisis genéticos

Figura 15.4 BRACAnalysis® Esta prueba se envía a tu médico o a tu hogar cuando la ordenas en Myriad Genetics. Un anuncio de la prueba se publica a menudo en revistas importantes.

De manera más reciente, los anuncios comerciales empezaron a buscar a los consumidores o compradores reales de los medicamentos de prescripción. Hicieron que medicinas como Prilosec y Ambien se convirtieran en nombres comunes. Los pacientes que en realidad no entendían en qué consistían estos fármacos acudieron a su médico preguntando por ellos con su nombre. Después de que esta forma de publicidad se hizo común, se aprobaron más legislaciones para

asegurarse de que los anuncios notificaran con claridad acerca de los efectos secundarios e incluyeran más información. Muchas preguntas han surgido sobre los anuncios para las pruebas genéticas porque su objetivo es una población entera donde sólo pocas personas portan el gen y no dejan de lado que sea posible obtener resultados tanto falsos positivos como falsos negativos.

¿Qué sucedería si. . . 1. …cada mujer solicitara una prueba para detectar el cáncer de mama? 2. …se desarrollaran cientos de pruebas para detectar diferentes genes? 3. …los médicos tuvieran problemas para explicar a los pacientes las razones por las cuales no necesitan las pruebas?

Los genetistas han identificado hace poco un alelo mutante del gen de la miostatina en los lebreles, un tipo de perro de carreras (véase la Figura 15.5). Este gen mutante causa que la masa muscular de los perros afectados se duplique. Uno que porta una copia mutada del gen de la miostatina puede correr mucho más rápido que uno con dos genes de miostatina normales. Otro que porte dos copias mutantes del gen se conoce como perro lebrel mutado (bully whippet). Si dos lebreles rápidos (cada uno con una copia del gen mutante) Figura 15.5 El perro lebrel mutado se cruzan, es posible que parte de El de la derecha es el perro lebrel mutado (bully) con el doble de musculatura que un lebrel normal. su progenie sea rápida, pero también que produzca cachorros bully. Este resultado es similar perros de todo el país. En 2002, clonaron con éxito un gato al a la herencia de caracteres recesivos en seres humanos. En el trasplantar dna de Rainbow, una gata hembra de tres colores caso de los lebreles, los padres rápidos son heterocigotos. (gata calicó) en un óvulo cuyo núcleo había sido removido Se han encontrado las mutaciones en el gen de la miosquirúrgicamente. Este embrión se implantó en Allie, una gata tatina en docenas de razas de ganado, que entonces se conoce que sirvió como madre sustituta. como de “doble musculatura”. Esta condición ha enfocado la Sin embargo, clonar un perro ha sido más difícil. Finalatención en el uso comercial. En seres humanos, hace varios mente, en 2005 un científico coreano, Hwang Wook-Suk, años se identificó a un joven con esta mutación. Él pudo tener anunció la clonación de un perro al que llamó Snuppy. Aunfuturo en las competencias de atletismo, en las que su genéque otros trabajos del doctor Hwang han sido desacreditados, tica pudo darle una ventaja definitiva. su perro ha sido confirmado como un clon. En 2007, una Las investigaciones del genoma del perro también invocompañía de Corea del Sur asociada con el doctor Hwang, lucran el estudio de más de un gen. Hace algún tiempo, una RNL Bio, publicitó que los perros clonados tendrían un precio pareja que quería clonar a su perro ofreció 2 millones de dólade 150 000 dólares, pagaderos cuando el perro clonado se enres a cualquier persona que pudiera trabajar en el proyecto. tregara al cliente. En 2008, una compañía de California, tamLos científicos de la Universidad A&M de Texas prepararon bién asociada con el doctor Hwang, anunció planes para un laboratorio para recolectar muestras celulares de gatos y

UN MUNDO DIFERENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENÉTICA HUMANA

239

Stuart Isett Photography

El genoma del perro

organizar una serie de subastas en línea para clonación de perros con una oferta inicial de 100 000 dólares. El 7 de diciembre de 2005, un equipo internacional liderado por investigadores del MIT y la Universidad de Harvard anunciaron la publicación de la secuencia del genoma del perro. Los aficionados a los canes los han criado de manera natural por muchos años. Mediante este proceso, muchos

caracteres se han conservado y otros se han modificado en ciertos tipos de perros. Éstos incluyen “caracteres de personalidad”, como la bondad y la agresividad, al igual que caracteres físicos, como el color y el tamaño. Ahora que conocemos la secuencia del genoma del perro y hay disponibles clones de genes específicos, acoplado con la capacidad de clonar perros, su crianza podría cambiar.

¿Qué sucedería si. . . 1. …todos los perros fueran clones? 2. …pudieras escoger exactamente cómo quieres que luzca tu perro o tu gato? 3. …pudiéramos escoger los caracteres de nuestras mascotas de manera mucho más precisa que con la crianza actual?

Ratón knock-out gana un gran premio

Lexicon Pharmaceuticals, Inc.

El premio Nobel de medicina en 2007 lo ganaron tres científicos cuyo trabajo llevó a la creación de un ratón knock-out. La capacidad de aislar células madre embrionarias de embriones de ratón hizo posible marcar ciertos genes del ratón y desactivarlos, usando la tecnología knock-out. En los experimentos de muchos laboratorios, más de 10 000 genes del ratón se han removido usando esta tecnología. Ésta es casi la mitad de los genes en el genoma del ratón. Un ejemplo se discutió en el Capítulo 12, donde el comportamiento de este animal cambiaba cuando el gen era removido. Con un gen desactivado por knock-out, los científicos pueden descubrir la acción del gen normal al observar los

cambios en el ratón. Cuando su comportamiento o sus caracteres cambian, podemos conocer el efecto del gen que desactivamos. Estudiar los fenotipos de los ratones knock-out da a los investigadores una idea de cómo progresan las enfermedades. Esta tecnología ha sido invaluable en el desarrollo y las pruebas de nuevas terapias farmacéuticas para enfermedades humanas. La localización de genes ha producido más de 500 diferentes modelos de enfermedades humanas en ratones, incluyendo padecimientos cardiovasculares, neurodegenerativos, diabetes y cáncer.

Figura 15.6 Ratones knock-out Un ratón knock-out (izquierda) que es modelo de obesidad, comparado con un ratón normal (derecha). Cuando cierto gen se desactiva, el ratón comienza a ganar bastante peso.

240

CAPÍTULO 15

¿Qué sucedería si. . . 1. …pudiéramos desactivar ciertos genes humanos? 2. …la tecnología knock-out se aplicara a personas que ya tienen enfermedades genéticas? 3. …la tecnología knock-out se aplicara para cambiar caracteres de un feto? PREGUNTA Después de que los científicos eligen un gen en las células embrionarias de un ratón, ¿cómo crees que desactivan ese gen?

15.3 ¿Qué nos depara el futuro? Algunas de las personas de nuestros casos de estudio estaban preocupadas por el impacto que tendría la tecnología genética en las futuras generaciones. Mirar de cerca la genética humana nos revela un campo que se amplía de manera infinita para esta ciencia. Con el fin de enfatizar la importancia de tomar decisiones informadas tanto sobre el presente como acerca del futuro de la tecnología genética a nuestro alcance, este libro plantea preguntas importantes relacionadas con cuestiones genéticas sobre ti, tu familia y la sociedad. Es aun más sorprendente cómo el Proyecto Genoma Humano y los descubrimientos científicos futuros se aplicarán en nuestro porvenir cercano y distante. Cuando la comida

genéticamente diseñada tenga una mayor distribución en los supermercados, ¿la aceptaremos? Cuando el feto de cualquier persona tenga su genoma secuenciado y analizado para detectar todos los caracteres genéticos y enfermedades, ¿las compañías aseguradoras lo pagarán? Cuando una mujer quiera tener un hijo pero haya sufrido una histerectomía, ¿será capaz de engendrarlo? Quizá la respuesta a todas estas preguntas sea sí. Todas estas cosas y muchas más cambiarán nuestro futuro genético. Aquí hay algunos posibles escenarios de la genética humana.

En 1999, Yoshinori Kuwabara y sus colegas de la Universidad Juntendo de Tokio comenzaron un experimento en donde construyeron un útero artificial a partir de un tanque acrílico. Llenaron el tanque con ocho cuartos de líquido amniótico que se mantenía a temperatura corporal. Como se muestra en la Figura 15.7, el cordón umbilical de un feto de cabra (con su arteria y su vena) se conectó a dos máquinas de corazónpulmón para suministrar oxigeno y alimento al feto, así como para limpiar los productos de desecho de la sangre. Este experimento comenzó con un embrión de cabra que fue transferido del útero de su madre y vivió cuatro de sus cinco meses de periodo gestacional en el útero artificial. En su “nacimiento” la cabra pesó seis libras (2.72 kg), sus ojos parpadeaban y podía mover sus extremidades.

Tom Wagner/www.tomwagnerphoto.com

Se desarrolla útero artificial

Figura 15.7 El útero artificial Este útero artificial, desarrollado en Japón, muestra un feto de cabra cercano al nacimiento.

UN MUNDO DIFERENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENÉTICA HUMANA

241

Debido a que las cabras son mamíferos, está claro que con sólo algunas modificaciones esta tecnología podría ser aplicada para hacer que los seres humanos crecieran en matrices artificiales. Algunas personas piensan que este tipo de reproducción asistida no es ética. Si esta tecnología se hace disponible, estas máquinas podrían estar en laboratorios y los padres podrían visitar a sus bebés para verlos crecer. En los juicios relacionados con los derechos parentales, los tribunales usualmente consideran que la maternidad está determinada de manera biológica o legal. Si se adopta un niño,

los documentos legales determinan quiénes son los padres. La genética identifica a los padres biológicos del infante. Las pruebas de paternidad de dna se usan con frecuencia (véase el Capítulo 8) para ayudar a que el tribunal dé su fallo. En algunos estados de Estados Unidos, la mujer que da a luz a un infante es considerada automáticamente como la madre, aun cuando haya sido contratada como sustituta por una pareja para tener a su hijo. Si el útero artificial se hace disponible, la maternidad será difícil de determinar sin muestras de dna del óvulo y del esperma de los donadores, así como del dna del feto.

¿Qué sucedería si. . . 1. …el útero artificial estuviera disponible para bebés humanos? 2. …muchas mujeres comenzaran a usar el útero artificial para tener a sus bebés? ¿Esto afectaría a los médicos? ¿De qué manera? 3. …una compañía privada desarrollara esta tecnología y quisiera recuperar el dinero que gastó en las investigaciones y el desarrollo? TAREAS 1. Desarrolla un plan de mercadeo para el útero artificial. 2. Enlista cuatro tipos de personas que podrían usar esta tecnología.

En el Capítulo 2, Brian y Laura se cuestionaban cómo tratar su infertilidad. Pero, ¿qué sucedería si una mujer decidiera tener un hijo cuando ya es mayor? ¿Esto podría resultar en que la sociedad decida que las mujeres de cierta edad deberían seguir el plan de la naturaleza y no tener hijos? Los científicos han estudiado óvulos por muchos años para averiguar porqué es difícil fertilizar los que son viejos. Si una mujer mayor quiere concebir un hijo, tendrá que enfrentarse a algunos problemas. Si está pasando por la menopausia o completándola, sus óvulos no son liberados en bases regulares y tendrá problemas para concebir. Sin embargo, los óvulos pueden ser removidos por procedimientos quirúrgicos (véase el Capítulo 2) y analizados para conocer su capacidad de ser fertilizados. Muchas mujeres mayores han sido madres al usar óvulos donados si los suyos no eran viables, pero muchas quieren tener sus propios hijos genéticos. ¿Cómo podría ser esto posible?

242

CAPÍTULO 15

Gregory Bull/AP Photos

Madre a cualquier edad

Figura 15.8 Una madre mayor Aleta St. James, de Nueva York, dio a luz unos gemelos justo después de su cumpleaños número 57.

Philippe Psaila/Science Photo Library/Photo Researchers

Recientemente se ha encontrado que el problema con los óvulos viejos está en el citoplasma, lo que puede causar la falla de división del embrión durante la mitosis. Usando una técnica llamada transferencia nuclear, los doctores James Grifo y John Zhang, del Centro Médico Universitario de Nueva York, removieron el núcleo del óvulo de una mujer mayor para transferirlo al óvulo de una mujer más joven cuyo núcleo había sido removido. Ellos enseñaron esta técnica a un grupo de médicos chinos, quienes lo usaron para iniciar un embarazo en China, en 1995. Aun cuando los gemelos concebidos por este método murieron después, no había problemas cromosómicos, lo que indica que, con futuros refinamientos, este método podría convertirse en una opción para que las mujeres mayores tuvieran hijos genéticamente relacionados. En Estados Unidos, una versión similar de esta técnica ha sido exitosa, al lograr un nacimiento vivo. En el Centro Médico de St. Barnabas, en Livingston, Nueva Jersey, los doctores Richard Scott y Jacques Cohen removieron citoplasma de los óvulos de una mujer joven y los inyectaron a los de una mujer mayor. De este proceso se logró el nacimiento de un niño vivo y se esperaba otro para finales de la primavera de 2008. Usando esta misma técnica, algunos laboratorios en Inglaterra han transferido núcleos de óvulos humanos a los óvulos de otras especies de mamíferos para estudiar los estados tempranos de la formación del embrión humano. El desarrollo de esta técnica plantea la posibilidad de lograr un infante que porte el citoplasma de otra especie.

Figura 15.9 Reemplazando el núcleo En esta fotomicrografía, un núcleo nuevo se coloca en un óvulo animal.

¿Qué sucedería si. . . 1. …las legislaturas decidieran que se necesita una ley para controlar la edad a la que una mujer puede ser madre? 2. …las mujeres pudieran congelar sus propios óvulos a una edad temprana para usarlos después? 3. …una mujer sin óvulos, sin acceso a espermatozoides y sin útero quisiera tener un hijo? PREGUNTA Algunas personas llaman a estos embriones “embriones de tres padres”. ¿Por qué?

UN MUNDO DIFERENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENÉTICA HUMANA

243

dna de tu bebé

Pregunta

Phanie Agency/Photo Researchers

La discusión del análisis genético del Capítulo 7 describió cómo se analizó al bebé de Al y Victoria después del nacimiento para identificar cierto número de enfermedades genéticas. Algunas, como la fenilcetonuria, el padecimiento genético de su bebé, eran tratables; otras no lo son. Muchos padres se preguntan si este tipo de análisis pueden incrementarse. Conforme las compañías crean más y más pruebas para detectar enfermedades genéticas, es probable que dichas pruebas se usen en los programas de análisis estatales o por los padres que quieran realizarlas a sus recién nacidos. Conforme nos volvemos cada vez mejores en analizar el genoma humano, algunas personas han sugerido que tomemos muestras de dna de cada recién nacido para crear una base de datos similar a la de la policía. Existen opiniones positivas y negativas sobre este tipo de muestreos. La tabla de abajo presenta algunos de ellos, relacionados con este tipo de bases de datos.

Figura 15.10 Muestreo de dna de recién nacidos Se toma una muestra de sangre de un recién nacido para recolectar su dna. Este método puede ampliarse para recolectar dna de todos los recién nacidos.

Pro

Contra

¿Quién tendrá acceso a esta base de

Científicos, padres y profesionales médi-

Abogados, policía, compañías de segu-

datos?

cos tendrán la oportunidad de hacer

ros y posibles empleadores también ten-

grandes estudios poblacionales.

drán acceso.

¿Los padres tendrán el derecho de quitar

Esto permitiría a los padres de familia

Si a las personas se les permitiera salirse,

el dna de sus hijos de la base de datos?

asegurarse de que el dna de sus hijos no

la base de datos estaría incompleta y po-

esté disponible para cualquiera.

siblemente sería inútil.

¿Esta base de datos nos puede dar infor-

Cuando todos, o la mayoría de los genes,

Si supiéramos sobre unas pocas condi-

mación útil sobre la genética de nues-

sean identificados y secuenciados, sabre-

ciones, no serviría de mucho.

tros hijos?

mos todo sobre el genoma de una persona.

¿Esto es el futuro?

?

¿Qué sucedería si . . . 1. …este tipo de bases de datos de dna existiera? 2. …se aprobaran leyes que hicieran obligatorio este tipo de muestreos? 3. …se te pidiera votar sobre dicha ley?

244

CAPÍTULO 15

?

Nuestro pariente más cercano El Proyecto Genoma Humano ha revelado que, en gran parte, la evolución de la especie humana está escrita en su genoma. Las evidencias fósiles indican que nuestra especie, Homo sapiens, se originó hace 200 000 años en África. De este punto, los humanos migraron a todas partes del mundo, lo que condujo a especies relacionadas como los Neandertales (Homo neanderthalensis) a la extinción. Los neandertales vivieron en Europa y Asia occidental desde hace 300 000 a 30 000 años atrás. Por cerca de 30 000 años los neandertales vivieron junto a los Homo sapiens en diversas regiones del Medio Oriente. Esta evidencia genera varias preguntas importantes: 1. 2.

3.

Homo sapiens

Hombre de Neandertal

¿Los neandertales son ancestros directos de los humanos? ¿Los neandertales y los Homo sapiens se cruzaron, así que los descendientes de los neandertales siguen vivos hoy en día, o éstos murieron y se extinguieron? ¿Cómo se compara el genoma humano con el de los neandertales?

Los investigadores, que han extraído y analizado dna de huesos de neandertales, están respondiendo éstas y otras preguntas. Los huesos se encontraron en Bélgica y Europa en 1857. En 1997, los científicos compararon Homo sapiens, nuestro ancestro más Recientemente, la evidencia de adn ha anulado la idea de que los secuencias de dna mitocondrial de nuestra especie con cercano, se parecía mucho físicamente neandertales fueron nuestros a nosotros hace 50 000 años. la de los esqueletos de neandertales recuperados en ancestros directos. Alemania y Rusia, y concluyeron que éstos son un paFigura 15.11 Ancestros humanos riente distante de los humanos modernos. La evidencia fósil ha mostrado que los Homo sapiens y los Aunque los resultados de los estudios que usan dna neandertales no están tan estrechamente relacionados como se creía. mitocondrial apoyan la conclusión de que los neandertales y los humanos modernos están relacionados de manera distante, y que hay poca o ninguna contribución de los neandertales al genoma humano, estos estudios no examinaron el pero es posible que un pequeño número de sus genes haya dna de los genes contenidos en el núcleo humano. sobrevivido como parte del genoma de nuestra especie. Recientemente, dos grupos de investigación han secuenSi el genoma neandertal completo estuviera disponible ciado con éxito el dna nuclear recuperado de restos de nean(lo que podría suceder en los siguientes años), los investigadertales. El análisis de la secuencia indica que, aunque éstos dores responderían muchas más preguntas. Para alcanzar y los humanos modernos tienen genomas que son más de esta meta, algunos grupos trabajan para aislar, secuenciar y 99.5% idénticos, los neandertales no son los ancestros direcanalizar el genoma neandertal, y esperan tener la mayor parte tos de los humanos. de la secuencia completada en algún momento cercano. ComEstos hallazgos no anulan la posibilidad de que los neanparar el genoma humano con el de los neandertales y los dertales y los Homo sapiens se hayan cruzado, pero los resulprimates como los chimpancés, permitirá a los científicos tados indican que los primeros no hicieron contribuciones identificar los genes que nos hacen humanos. mayores al genoma humano. Como especie, están extintos,

¿Qué sucedería si. . . 1. …los investigadores encontraran que los neandertales están relacionados de manera más cercana con los humanos de lo que se creyó originalmente? ¿Deberían seguir siendo clasificados como una especie separada? 2. …los investigadores encontraran que los neandertales no están relacionados con los humanos? 3. …los cientificos se rindieran en sus esfuerzos por secuenciar los fósiles neandertales?

UN MUNDO DIFERENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENÉTICA HUMANA

245

La pregunta fundamental Muchas personas sienten que la pregunta fundamental con la que los científicos y éticos tienen que lidiar en el futuro es si los humanos deberían ser clonados. La oveja Dolly fue clonada a finales de 1990. Desde entonces otros animales lo han sido, incluyendo gatos, perros, monos y vacas. El método que se usó se llamó transferencia nuclear; también se le conoce como clonación reproductiva (véanse las figuras 15.12 y 15.13 en la siguiente página). Para clonar un organismo con base en la clonación reproductiva, una célula del cuerpo se remueve del organismo “parental” y el núcleo diploide se transfiere a un óvulo cuyo núcleo ha sido removido. Después se estimula el óvulo para activar la división celular. Se forma un embrión y se transfiere al útero de una madre sustituta. En la búsqueda de la clonación de Dolly la tasa de error era muy alta; muchos embriones se transfirieron a madres

sustitutas y sólo se creó una oveja. Aunque los ratones han sido clonados con una tasa de éxito mucho más alta usando un método relacionado con el que se utilizó para producir a Dolly, la clonación de animales por transferencia nuclear no se ha realizado a gran escala. La mayor parte del furor que rodea la clonación reproductiva involucra a los científicos que han hablado sobre clonar embriones humanos. En pequeña escala, éstos se han creado en el laboratorio usualmente para aislar células madre (véase la sección 15.2). Pero la clonación completa de humanos probablemente no se ha llevado a cabo. Algunos grupos han dicho que se ha clonado un bebé, pero esto no se ha demostrado. Para ver qué podría pasar en algún momento del futuro, analicemos el siguiente caso.

por favor, clonen a mi hija Robert Denker hizo su fortuna en el área de

malmente, pero los médicos dijeron al señor

La doctora Meding-Smith era la dirigente

los bienes raíces. Comenzó con un edificio de

Denker que quizá nunca recuperaría la con-

del proyecto. El señor Denker la llamó a su

departamentos, y ahora posee suficientes

ciencia. Él estaba devastado.

oficina después del accidente. Le dijo que

propiedades como para ser el hombre más

En Charlotte, un grupo de científicos había

estaba dispuesto a gastar cada centavo que

rico en Charlotte, Carolina del Norte. Pero ser

clonado recientemente una vaca a partir del

tenía para que trajeran a su hija de vuelta.

rico no lo salvó de las tragedias. Un día, su hija

animal con mayor producción de leche. Ellos

Quería que la doctora Meding-Smith clonara

de cinco años, Lucy, fue arrollada por un con-

rentaron la tierra al señor Denker para que el

a su hija a partir de una de las células de su

ductor cuando cruzaba la calle. Cuando llegó

ganado pastara, y él había seguido su trabajo.

cuerpo.

la ambulancia, ella había sufrido un serio

Como hombre de negocios, veía el potencial

daño cerebral. En la sala de emergencias se le

de este proceso. Ahora tenía otra idea.

puso en un respirador y su corazón latía nor-

¿Qué sucedería si. . . 1. ¿Qué debería hacer la doctora Meding-Smith? 2. Da tres razones por las cuales no se debería clonar a Lucy. 3. Da tres razones por las cuales se debería clonar a Lucy. 4. …si el señor Denker ofreciera a la doctora Meding-Smith no sólo dinero, sino también futuros fondos para sus investigaciones, ¿haría esto alguna diferencia? 5. …si la doctora Meding-Smith fuera la primera persona en clonar a un ser humano, ella podría tener el laboratorio más moderno y todo lo que quisiera. ¿Esto debería influir en su decisión? 6. ¿Los científicos deberían hacer todo lo que pueden hacer? Da cuatro razones para tu respuesta.

246

CAPÍTULO 15

Un óvulo de una oveja se extrae del ovario.

Figura 15.12 Transferencia nuclear La transferencia nuclear se utilizó para crear a la oveja Dolly. Este proceso podría utilizarse para clonar a cualquier mamífero.

La madre genética de la oveja Dolly dona sus células. Se remueve el núcleo que contiene el dna.

Las células donadas crecen en un cultivo de laboratorio. La célula donadora se fusiona eléctricamente con el óvulo enucleado.

John Chadwick/AP Photos

Se forma un nuevo embrión de una sola célula que contiene el dna de la madre genética de la oveja Dolly.

Figura 15.13 La oveja Dolly La oveja Dolly y su cría. Dolly murió a causa de un virus bovino que no estaba relacionado con el proceso de clonación. El embrión crece en una placa de laboratorio durante 7 días.

El embrión se transfiere a la madre sustituta para la gestación.

La oveja Dolly nace y es idéntica a su madre genética.

UN MUNDO DIFERENTE: PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA GENÉTICA HUMANA

247

ANÁLISIS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN 1.

Si el análisis del genoma del perro se usara para definir a todas las razas, ¿qué efecto tendría esto en las exhibiciones caninas?

2. Se están desarrollando medicamentos para tratar a los pacientes basándose en su composicion genética. Enlista tres y menciona sus usos. 3. En el pasado, los científicos trataron de mejorar la raza humana usando la eugenesia. ¿Es incorrecto alentar a las familias genéticamente saludables para que tengan más hijos? ¿Por qué sí o por qué no?

4. Piensa en los capítulos de este libro. ¿Alguna de las técnicas que usamos hoy en día son variaciones de la eugenesia? ¿Cuáles y por qué? 5. Investiga a los ratones knock-out. Enlista cuatro tipos de ratones creados con esta tecnología y discute cómo se usan. 6. Cuando podamos manipular genes usando la tecnología del dna recombinante y otras técnicas, tal vez seremos capaces de cambiar los óvulos y espermatozoides, y así escoger los genes que nuestros hijos tendrían. ¿Cómo consideras que se realice esto de manera científica? ¿Habrá personas que lo deseen? ¿Quiénes y por qué?

Tareas de investigación extensa 1. Crea una libreta de lecturas de artículos de cualquiera de los tópicos de nuestro libro a partir de revistas, periódicos y lo que encuentres en Internet. 2. Crea un blog de opiniones sobre los tópicos que se han estudiado a lo largo del semestre, y compártelo con el público y los compañeros de clase. 3. Escoge un tema que se haya cubierto en el semestre y discútelo con alguien que conozcas. Pide a esta persona que escriba un párrafo corto explicando sus opiniones. 4. Haz una encuesta sobre cualquiera de los temas controversiales que cubrimos en el semestre e informa los resultados.

5. Haz una investigación sobre el trabajo más reciente en la terapia génica, el genoma humano, las pruebas genéticas y el mercado, u otro tema de las revistas científicas disponibles en línea y a través del sitio web del libro o en tu biblioteca. Escribe un informe breve sobre tus hallazgos. 6. Crea un video que intente responder una de las cuestiones o casos. Agrégalo a YouTube y recolecta los comentarios. 7. Investiga la estrategia de mercado que se usa para publicitar Gardasil, una vacuna para prevenir el virus del papiloma humano.

CONCEPTOS CLAVE BRACAnalysis® (p. 238) Células madre adultas (p. 236) Células madre embrionarias (p. 236) Células madre pluripotenciales (p. 236)

Clonación reproductiva (p. 246) Eugenesia negativa (p. 235) Eugenesia positiva (p. 235) Gen de la miostatina (p. 239) Homo neanderthalensis (p. 245)

Homo sapiens (p. 245) Lebrel mutado (bully whippet) (p. 239) Línea celular (p. 236) Mastectomía subcutánea (p. 238)

Neandertales (p. 245) Ratón knock-out (p. 240) Transferencia nuclear (p. 243) Útero artificial (p. 241)

APRENDE ESCRIBIENDO: LA CONTINUACIÓN DEL BLOG A lo largo del libro te sugerimos que comenzaras un blog con los compañeros de tu clase y otras personas. Ahora es tiempo de regresar y ver qué han escrito y cómo estos escritos pueden relacionarse con el pasado, el presente y el futuro de la genética. No sólo pienses en la genética de los seres humanos o en la de tu familia; trata de recordar lo que hemos estudiado a lo largo del libro y relaciónalo con el futuro. Los casos que te hemos presentado son un buen punto para empezar. Haz una lista de ellos, escoge los más interesantes y escribe sobre los mismos en tu blog. Pide a otras personas sus comentarios.

248

CAPÍTULO 15

¿Cómo crees que resulte el futuro de la genética? ¿Crees que tengas una conexión personal con la genética o con las pruebas genéticas? Aun cuando no hayas comenzado un blog, ahora es tiempo para hablar con las personas que conoces (amigos, padres o abuelos) sobre lo que aprendiste en este libro. Te sorprenderás de lo interesados que estarán. Haz esto vía correo electrónico, teléfono o por medio del blog.

Apéndice. ¿Quieres saber más? CONTENIDO I. Reproducción asistida

Capítulo relacionado

Página

2

249

II. Tratamiento de recién nacidos enfermos de gravedad

3

263

III. Ética de la investigación

6

270

IV. Trasplantes

13

280

V. Eugenesia

15

285

Para este momento quizá te interese leer más sobre algunas de las situaciones que involucran a la genética y los aspectos sociales que hemos presentado en los 15 capítulos de Genética humana y sociedad. Aquí está tu oportunidad para ahondar en un número selecto de tópicos relacionados con esas situaciones. Esta sección incluye casos de la vida real, artículos escritos por expertos que dan su opinión, y escenarios que abarcan interacciones entre la genética, la ley, la medicina y la ética. Las lecturas de esta sección presentarán puntos de vista en los que tal vez no hayas pensado o en los que incluso no estés de acuerdo. Como parte de tu educación es importante ser capaz de leer, comprender y analizar otras posiciones de las personas ante cierto tema y evaluarlas usando tu conocimiento sobre la genética y la ética como marco teórico.

I. REPRODUCCIÓN ASISTIDA En el Capítulo 2 discutimos la subrogación. Regresa al capítulo y revisa los dos tipos de subrogación que se usan en la actualidad. La diferencia entre el caso de la Bebé M y el caso Calvert (que se discuten a continuación) se encuentra en el tipo de subrogación. Esta diferencia desempeña una función importante en la decisión de los tribunales en estos casos. ¿Quién se queda con el bebé en cada situación y por qué?

PRESENTACIÓN DE CASOS La Bebé M y Mary Beth Whitehead: embarazo de subrogación en juicio El 30 de marzo de 1986, Elizabeth Stern, una profesora de pediatría y su esposo William aceptaron de Mary Beth Whitehead una bebé que había nacido cuatro días antes. La madre biológica era Whitehead, pero los Stern la habían contratado como madre sustituta. Aun así, no fue sino hasta un año después que los Stern pudieron reclamar legalmente la custodia de la niña. Los Stern, por medio de un Centro de Infertilidad de Nueva York, conocieron a Whitehead y a su esposo, Richard, en enero de 1985. Whitehead, quien ya tenía un hijo y una hija,

expresó su voluntad de convertirse en madre sustituta al inscribirse en el Centro de Infertilidad. “Lo que la llevó ahí fue su empatía con las parejas sin hijos que eran infértiles”, declaró su abogado. Su propia hermana no había podido concebir. De acuerdo con el testimonio del tribunal, los Stern consideraron a la señora Whitehead como “la persona perfecta” para tener un hijo por ellos. El señor Stern dijo que estaba “ansioso” de tener un hijo, pues no tenía parientes en “ningún lugar del mundo”. Él y su esposa planeaban tener hijos, pero decidieron posponer sus planes para concebir hasta que ella completara su residencia médica en 1981. Sin embargo, en 1979 se le diagnosticó una condición en el ojo que indicaba que quizá padecía esclerosis múltiple. Cuando ella supo que los síntomas de la enfermedad podrían empeorar en el embarazo y que podía quedar paralizada de manera temporal o permanente, los Stern “decidieron que el riesgo no valía la pena”. Fue esta decisión la que los llevó al Centro de Infertilidad y hacia Mary Beth Whitehead. Los Stern llegaron al acuerdo de pagar a Whitehead 10 000 dólares para que fuera inseminada por medios artificiales con el esperma del señor Stern y procreara un niño. Después, Whitehead entregaría éste a los Stern, y Elizabeth podría adoptarlo legalmente. Un abogado especializado en la subrogación realizó el acuerdo. Más tarde, el señor Stern testificó que Whitehead parecía perfectamente complacida por el acuerdo y no expresó ningún interés en quedarse con el bebé. “Ella dijo que nunca vendría a nuestra casa”, dijo él. “Todo lo que quería de nosotros era una fotografía cada año con una pequeña carta que relatara lo que había pasado en ese periodo.”

Nacimiento y disputa La bebé nació el 27 de marzo de 1986. De acuerdo con Elizabeth Stern, el primer indicio de que Whitehead no mantendría el acuerdo fue algo que les dijo en el hospital dos días antes del nacimiento de la bebé. “Ella dijo que no sabía si podría continuar con esto”, testificó la Dra. Stern. Aunque Whitehead sí les entregó a la bebé el 30 de marzo, llamó pocas horas después. “Ella dijo que no sabía si podría continuar viviendo”, relató Elizabeth 249

Stern. Mary Beth llamó la mañana siguiente y preguntó si podía ver a la bebé, y ella y su hermana llegaron a casa de los Stern antes del atardecer. De acuerdo con Elizabeth Stern, Whitehead le dijo que “había despertado gritando a medianoche” porque la bebé no estaba; su esposo amenazaba con dejarla, y ella había “considerado tomar una botella de Valium”. Stern citó a Whitehead, quien dijo: “Sólo la quiero por una semana, y después estaré fuera de sus vidas para siempre.” Los Stern permitieron que la señora Whitehead se llevara a la bebé a su casa. Whitehead rehusó devolver a la niña y la llevó a casa de sus padres en Florida. Los Stern obtuvieron una orden judicial y el 31 de julio le quitaron la bebé a Whitehead. Se les otorgó custodia temporal. Después, el señor Stern, como padre de la niña, y la señora Whitehead, como la madre, buscaron la custodia permanente en la Suprema Corte del estado de Nueva Jersey.

Juicio El juicio de siete semanas atrajo la atención nacional porque los problemas legales no tenían precedente. Whitehead fue la primera en cuestionar la legitimidad legal de un acuerdo de subrogación en un tribunal de Estados Unidos. Argumentó que el acuerdo iba “en contra de la política pública” y violaba las prohibiciones de Nueva Jersey en contra de la venta de bebés. En cambio, el señor Stern fue el primero en buscar una decisión legal que mantuviera el “cumplimiento específico por sentencia” de los términos del contrato de subrogación. En particular, él argumentó que a Whitehead debía ordenársele cumplir con el acuerdo y entregar sus derechos parentales para permitir que su esposa fuera la madre legal de la bebé. Además de los problemas de custodia, el juez también tenía que decidir en cuanto al “mayor beneficio” de la bebé, como requiere la ley de custodias en Nueva Jersey. Además de ser un concepto vago, el estándar de “mayor beneficio” nunca se había aplicado en un caso de subrogación. El 31 de marzo de 1987, el juez Harvey R. Sorkow anunció su decisión. Mantuvo la legalidad del acuerdo de madre subrogada entre los Stern y Whitehead, y descalificó todos los argumentos que decían que el contrato violaba las políticas públicas o las prohibiciones contra la venta de bebés. Inmediatamente después de leer su decisión, el juez Sorkow ordenó a Elizabeth Stern que fuera al bufete para firmar los documentos de adopción de la bebé, que ella y su esposo llamaban Melissa. La decisión del tribunal removió en efecto todos los derechos parentales de Mary Beth Whitehead respecto de la misma bebé, que ella llamaba Sara.

Apelación La historia de la Bebé M no terminó con la decisión del juez Sorkow. El abogado de Whitehead apeló la decisión del Tribunal Supremo de Nueva Jersey, y el 3 de febrero de 1988 los siete miembros del tribunal, en una decisión unánime, revirtieron la decisión del juez Sorkow sobre el acuerdo de subrogación. El tribunal sostuvo que el acuerdo violaba las leyes de adopción estatales porque involucraba el pago por un niño. 250

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“Esta es la venta de un niño o, al menos, la venta de los derechos de la madre sobre su hijo”, escribió el juez Wilentz. El acuerdo “quita el niño a su madre sin importar los deseos de ésta o su adecuación como tal…; completa todos sus objetivos mediante el uso del dinero”. El tribunal decidió que los acuerdos de subrogación podían ser aceptables si no involucraban pagos y si la madre subrogada rendía de manera voluntaria sus derechos parentales. Sin embargo, en este caso el tribunal consideró que el pago por la subrogación era “ilegal, tal vez criminal, y potencialmente degradante para la mujer”. El tribunal dio la custodia a los Stern porque “su hogar y sus personalidades prometían un mejor ambiente para que Melissa se desarrollara y prosperara”. Mary Beth Whitehead, quien se había divorciado de su esposo tres meses antes, mantenía una relación sentimental con un hombre llamado Dean Gould y estaba embarazada al momento de la decisión del tribunal. A pesar de haberle otorgado la custodia a los Stern, el tribunal dejó de lado el acuerdo de adopción firmado por Elizabeth Stern. Whitehead permaneció como la madre legal de la Bebé M, y el tribunal ordenó una audiencia en un tribunal menor para considerar los derechos de visita de la madre. El futuro inmediato de la niña conocida en el tribunal y ante el público como la Bebé M estaba decidido. Ni los Stern ni Mary Beth Whitehead habían ganado exactamente lo que buscaban, pero ninguno lo había perdido todo.

PRESENTACIÓN DE CASO El caso Calvert: una subrogada gestacional cambia de parecer Una enfermedad forzó a Crispina Calvert, de Orange County, California, a someterse a una histerectomía, pero sólo se le removió quirúrgicamente el útero, no sus ovarios. Ella y su esposo, Mark, querían tener un hijo propio, pero sin un útero, Crispina no podría embarazarse. Por una cuota de 10 000 dólares, acordaron que Anna Johnson actuaría como subrogada. A diferencia de la forma más común de embarazos subrogados, Johnson no tendría una inversión genética en el niño. El óvulo que sería fertilizado no sería suyo. A Mary Beth Whitehead, la subrogada en el controvertido caso de la Bebé M, se le había inseminado de manera artificial. Por lo tanto, tuvo una contribución genética igual a la del padre biológico. Sin embargo, Johnson sólo sería una subrogada gestacional. En un proceso de fertilización in vitro, los óvulos de Crispina Calvert se extrajeron y mezclaron con el esperma de Mark. Un embrión se implantó en el útero de Anna Johnson, para que comenzara a desarrollarse. El embarazo de Jonhson fue normal, pero al séptimo mes ella anunció que había cambiado de parecer acerca de donar al niño. Presentó una demanda contra los Calvert buscando la custodia del bebé que aún no nacía. “Sólo por donar un óvulo y un espermatozoide no se es un padre”, dijo el abogado de Johnson. “Anna no es una máquina, una incubadora.” “Ese niño es de Chris y Mark en el aspecto biológico”, dijo el abogado de los Calvert. “El contrato es válido.”

Las críticas al embarazo subrogado genético lo son igualmente para el embarazo subrogado gestacional. Ambos métodos, algunos dicen, explotan a las mujeres, en particular a las que son pobres. Peor aún, en el embarazo gestacional la subrogada es quien debe correr los riesgos y sufrir las incomodidades del embarazo. Ella tiene cierto derecho biológico a ser la madre porque fue su cuerpo el que produjo al infante de acuerdo con la información genética que le dio el embrión. Los defensores del embarazo subrogado responden a la primera crítica negando que las subrogadas sean explotadas. Ellas participan libremente en un contrato para servir como subrogadas por una paga, al igual que cualquiera podría estar de acuerdo con realizar otro servicio a cambio de un pago. El embarazo tiene riesgos y deja marcas en el cuerpo, pero muchas otras ocupaciones pagadas también lo hacen. Los defensores de la subrogación gestacional dicen que las subrogadas no aportan una contribución genética al infante y, por lo tanto, no es razonable que sean vistas como sus madres. El Comité de Ética de la Sociedad de Fertilidad Americana ha aprobado una política oponiéndose al embarazo subrogado “por otras razones que no sean médicas”. El objetivo aparente de la política es permitir el embarazo subrogado gestacional en casos como los de la señora Calvert, mientras condena este procedimiento si el motivo es mera conveniencia o una falta de voluntad frente al embarazo. Cuando una mujer es fértil pero, debido a la diabetes, la hipertensión incontrolable o alguna otra enfermedad que amenace la vida no le es posible mantener un embarazo, la subrogación gestacional sería una opción médica legítima.

Nacimiento y resolución El hijo que dio a luz Anna Johnson, un niño, nació el 19 de septiembre y, por un tiempo, de acuerdo con una orden del tribunal, Johnson y los Calvert compartían los derechos de visita. Después, en octubre de 1990, el Tribunal Superior de California negó a Johnson los derechos parentales por los que había peleado. El juez R. N. Parslow otorgó la custodia completa del niño a los Calvert y terminó los derechos de visita de Johnson. “Me niego a dividir al niño emocionalmente entre dos madres”, dijo el juez. También dijo que Johnson había criado y nutrido al feto de la misma manera que unos padres adoptivos podían hacerlo con un niño, pero de todas formas era una “extraña en términos genéticos” para el niño y no podía reclamar la tutela debido a la subrogación. El juez Parslow encontró que el contrato entre los Calvert y Johnson era válido, y expresó sus dudas sobre la declaración de Johnson de haber formado un “lazo” con el feto que gestaba. “Existe en los registros evidencia sustancial de acuerdo con la cual podemos ver que Anna Johnson nunca formó lazos con el niño hasta que presentó la demanda, si es que ahí logró formarlos”, dijo el juez. Mientras el juicio estaba en progreso, a Johnson se le acusó de haber planeado demandar a los Calvert desde el principio para hacer famoso el caso y así ganar dinero a partir de la venta de los derechos para libros y películas. “No veo ningún problema con alguien que obtiene un pago por su dolor o sufrimiento”, dijo Parslow. “No existe

nada incorrecto en la obtención de un pago por nueve meses de lo que entiendo es mucha miseria y bastantes días malos. Esas personas no venden un bebé; venden dolor y sufrimiento.” Los Calvert estaban felices con esta decisión.

LECTURA Maternidad subrogada como adopción prenatal Bonnie Steinbock Bonnie Steinbock revisa el caso de la Bebé M y sostiene que la decisión del tribunal fue inconsistente al considerar el mayor beneficio del infante. Los objetivos de la legislación, declara, deberían ser minimizar los daños potenciales y prevenir que los casos como los de la Bebé M vuelvan a suceder. Esto sólo puede ocurrir si la subrogación no es intrínsecamente incorrecta. Esto llevó a Steinbock a examinar tres líneas de argumentos e intentar mostrar que ni el paternalismo ni consideraciones como amenazas de explotación, pérdida de la dignidad o daños al infante son adecuados para mostrar que la subrogación es inherentemente objetable. Desde el punto de vista de Steinbock, la regulación de la subrogación y la protección de la libertad son preferibles a prohibirla. El reciente caso de la Bebé M ha llevado la maternidad subrogada al frente de atención de los estadounidenses. Al final, si ésta se permite o se prohíbe depende de lo que se tome como buenas razones para prevenir que las personas actúen como desean. Un número creciente de personas quieren ser, o contratar, subrogados; ¿existen razones legítimas para prevenir que lo hagan? Aparte del interés intrínseco, el problema de la maternidad subrogada nos brinda una oportunidad de examinar diferentes justificaciones para limitar la libertad individual. En la primera sección examino el caso de la Bebé M y las lecciones que ofrece. En la segunda sección examino las declaraciones de que la subrogación es inaceptable desde el punto de vista ético debido a que es una forma de explotación inconsistente con la dignidad humana, o dañina para los infantes que nacen de dichos acuerdos. Concluyo que estas razones justifican las restricciones en los contratos de subrogación, más que el derecho a prohibirla.

Bebé M Mary Beth Whitehead, una mujer casada, madre de dos hijos, acordó ser inseminada con el esperma de William Stern y entregar al niño por una cuota de 10 000 dólares. La bebé (a quien la señora Whitehead llamaba Sara y los Stern llamaban Melissa) nació el 27 de marzo de 1986. Tres días más tarde, la señora Whitehead la llevó del hospital a su casa y de ahí la entregó a los Stern. Después, la señora Whitehead cambió de parecer. Fue a casa de los Stern y rogó que le dieran a la bebé por un tiempo. Temiendo que se matara, los Stern estuvieron de acuerdo con dársela. La semana siguiente, la señora Whitehead informó

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a los Stern que había decidido quedarse con la bebé y amenazó con dejar el país si emprendían acciones legales. En ese punto, la situación se deterioró gravemente entre ambas partes. Acompañados por cinco policías, los Stern fueron a la casa de los Whitehead armados con una orden judicial que les otorgaba la custodia temporal de la niña. La señora Whitehead se las arregló para dar la bebé a su esposo a través de una ventana y a la mañana siguiente los Whitehead volaron a Florida, donde vivían los padres de Mary Beth. Durante los siguientes tres meses, los Whitehead vivieron en casi 20 hoteles, moteles y casas distintas para evitar ser aprehendidos. De vez en cuando, la señora Whitehead telefoneaba al señor Stern para discutir el asunto: el grabó estas conversaciones según el consejo de su abogado. La señora Whitehead amenazaba con matarse, matar a la bebé y falsamente acusó al señor Stern de acosar sexualmente a su hija mayor. A finales de julio de 1986, mientras la señora Whitehead estaba hospitalizada por una infección en los riñones, la policía de Florida invadió la casa de su madre y le quitó a la niña. La Bebé M quedó bajo la custodia del señor Stern, y los Whitehead regresaron a Nueva Jersey, donde intentaron recuperar la custodia. Después de una batalla larga e intensa en el tribunal, el 31 de marzo de 1987 el juez Harvey R. Sorkow declaró que el contrato de subrogación era válido y que las acciones específicas estaban justificadas por el mayor interés del infante. Inmediatamente después de leer su decisión, llamó a los Stern para que entraran a su cámara y así la doctora Elizabeth Stern pudiera adoptar legalmente a la niña. Este resultado fue inesperado y sin precedente. La mayoría de los comentaristas pensó que sería poco probable que el tribunal ordenara que una subrogada renuente diera un infante sólo con base en el contrato. De hecho, si la señora Whitehead nunca hubiera dado la niña a los Stern, sino que la hubiera llevado a su casa y la hubiera mantenido ahí, el resultado sin duda hubiera sido diferente. También es probable que la desobediencia de la señora Whitehead ante la orden inicial de custodia haya hecho enojar al juez Sorkow y esto afectara su decisión. La sentencia fue apelada en la Suprema Corte de Nueva Jersey, que dio su decisión el 3 de febrero de 1988. Dictaminando a partir de un jurado unánime, el juez supremo Wilentz revirtió la sentencia del tribunal inferior donde se establecía que el contrato era válido. La Corte sostuvo que un contrato de subrogación que da dinero a la madre sustituta e incluye su acuerdo irrevocable de entregar al niño al nacimiento, es inválido e inejecutable. Ya que el contrato no era válido, la señora Whitehead no renunció ni existían bases para que terminaran sus derechos parentales. Por lo tanto, la adopción de la Bebé M por los Stern se había concedido de manera inapropiada y la señora Whitehead seguía siendo la madre legal. La Corte sostuvo que el problema de la custodia se determina únicamente por los mejores intereses del infante, y acordó con el tribunal inferior que los mejores intereses de Melissa estaban con los Stern. Sin embargo, la señora Whitehead, como la madre natural y legal de la Bebé M, tenía derecho a que se consideraran las visitas. Qué tipos de dere-

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chos de visitas deberían otorgársele y las condiciones, sería algo que se decidiría en un juicio. Los detalles estresantes de este caso han llevado a muchas personas a rechazar la subrogación. ¿De verdad queremos que la policía arrebate infantes de los brazos de sus madres?, ¿queremos batallas prolongadas por la custodia cuando las subrogadas se den cuenta de que son incapaces de entregar a sus hijos como habían acordado? Las personas que están a favor de la subrogación dicen que el rechazo de la práctica entera, debido a una instancia desafortunada, es el ejemplo de un “caso duro” que hace mala publicidad. Los oponentes contestan que es completamente razonable enfocarse en los peores resultados potenciales cuando se decide una política pública. Todos pueden estar de acuerdo con lo siguiente: este caso en particular parece haberse manejado mal desde el principio y hasta su final, e incluso podría servir como un manual de cómo no arreglar un nacimiento por subrogación. Primero, queda claro que Mary Beth Whitehead no era una candidata apropiada para ser madre sustituta. Su ambivalencia acerca de entregar a la niña fue reconocida desde el principio, aunque esta información no se le dio a los Stern.1 En segundo lugar, ella tuvo contacto con la bebé después del nacimiento, lo que se evita en los casos “exitosos”. En general, la madre adoptiva se involucra de manera activa en el embarazo, con frecuencia ayudando en el momento de parir. Al nacer, el bebé se le da a la madre adoptiva, no a la biológica. La alegría de los padres adoptivos al sostener al niño les sirve para promover los lazos afectivos y disminuir el dolor de la separación de la madre biológica. Como lo requirió la señora Whitehead, nadie en el hospital se había enterado del acuerdo de subrogación. Ella y su esposo aparecieron como los orgullosos padres de “Sara Elizabeth Whitehead”, el nombre en su certificado de nacimiento. La señora Whitehead abrazaba a su bebé, la amamantaba y se la llevó a casa desde el hospital, justo como lo habría hecho en un embarazo y un nacimiento normal. Como es lógico, ella pensaba que Sara era su hija y luchó con todas las armas disponibles, honorables y deshonrosas, para evitar que se la quitaran. Casi no puede culpársele por haberlo hecho.2 ¿Por qué la Dra. Stern, quien se suponía que llevaba una buena relación con la señora Whitehead antes del nacimiento, no fungió como un apoyo durante el parto? Una posibilidad es que la señora Whitehead, ambivalente sobre renunciar a su bebé, no quería que la Dra. Stern participara. De acuerdo con su petición, las visitas de los Stern al hospital para ver a la recién nacida fueron discretas. También es posible que la Dra. Stern tuviera sentimientos ambivalentes acerca de tener un hijo. La idea original de contratar una madre sustituta no fue de ella, sino de su esposo. El señor Stern era el que estaba “ansioso” por tener un hijo que estuviera relacionado en el aspecto sanguíneo con él, quien había perdido a todos sus parientes en la Segunda Guerra Mundial. Además, la Dra. Stern no era infértil, como se había escrito en el acuerdo de subrogación. En vez de ello, en 1979 dos oftalmólogos le diagnosticaron neuritis óptica, lo que significaba que “quizá” padecía esclerosis múltiple. (Esto fue confirmado por los cuatro expertos que testificaron.) La concepción normal fue descalificada por los Stern a finales de 1982, cuando

un colega médico de la Dra. le dijo que su esposa, al ser víctima de la esclerosis múltiple, habría sufrido parálisis temporal durante el embarazo. “Nosotros decidimos que el riesgo no valía la pena”, dijo el señor Stern.3 El abogado de la señora Whitehead, Harold J. Cassidy, descartó la sugerencia de que el “leve caso” de esclerosis múltiple determinara su decisión de buscar una madre sustituta. Él notó que a ella no se le había dado tratamiento para la esclerosis múltiple hasta que la disputa por la Bebé M empezó. “Es casi como si se les hubiera ocurrido después”, dijo.4 El juez Sorkow consideró que la decisión de evadir la concepción era “médicamente razonable y comprensible”. La Corte Suprema no fue tan lejos, notando que “su ansiedad parecía haber excedido el riesgo real, que las autoridades médicas actuales estimaron como mínimo”.5 Sin embargo, la Corte reconoció que su ansiedad, incluyendo el miedo de que el embarazo precipitara la ceguera y paraplejia, era “bastante real”. Ciertamente, una mujer que en verdad desea un hijo, puede desear de manera razonable no quedar ciega y paralizada a causa del embarazo. Aun así, ¿es creíble que una mujer que de verdad quiere un hijo decida no embarazarse sólo con base en la experiencia médica de alguien más? ¿No consultaría al menos a algún especialista acerca de su propia condición médica antes de decidir si correr el riesgo valía la pena? La conclusión de que al menos parecía ambivalente sobre tener un hijo es irresistible. Esta posibilidad conjura los peores miedos del público sobre la subrogación: esas mujeres prósperas, que no quieren interrumpir su carrera, usarán a mujeres pobres y en desventaja educativa para que tengan a sus hijos. Pronto volveré a la cuestión de si esto es explotación. El asunto aquí es psicológico: ¿qué tipo de madre será la Dra. Stern? Si rehúsa embarazarse, con todas las incomodidades, inconveniencias y riesgos, ¿estará dispuesta a hacer los considerables sacrificios que la maternidad exige? La capacidad de la señora Whitehead de ser una buena madre se cuestionó repetidamente durante el juicio. Se le describió como inmadura, poco confiable, histérica, sobreidentificada con sus hijos y con tendencia a reducir su independencia. Aun cuando todo esto fuera verdad, y creo que las inadecuaciones de la señora Whitehead se exageraron, la Dra. Stern tampoco sería como un gran premio. La elección de la Bebé M tendría que ser entre una madre muy aprehensiva y emocional, y una más fría y distante. La evaluación de la capacidad de la señora Whitehead acerca de ser una buena madre fue parcial debido a los prejuicios contra la clase media que tenía el juez y los expertos en salud mental que testificaron. La señora Whitehead dejó la escuela a los 15 años, y no era exactamente lo que las últimas teorías sobre la crianza recomendaban: cometió el terrible error de dar a Sara osos de peluche para que jugara, en lugar de juguetes “apropiados a su edad”, como cacerolas y cucharas. También probó ser fatal cantando canciones de cuna. Si esto es evidencia de inadecuación paternal, entonces todos estamos en peligro de perder a nuestros hijos. La Suprema Corte pensó que la señora Whitehead fue “juzgada con dureza” y reconoció la posibilidad de que el tribunal inferior estuviera en un error al otorgar la custodia en

el inicio. Sin embargo, respaldó la decisión del juez Sorkow de permitir que los Stern mantuvieran la custodia, pues esto era lo mejor para Melissa. George Annas está en desacuerdo con el enfoque del “mayor interés”. Señala que el juez Sorkow otorgó la custodia temporal de la Bebé M a los Stern en mayo de 1986 sin notificar a los Whitehead o darles la oportunidad de conseguir representación legal. Esta fue una injusticia contra los Whitehead. Permitir que los Stern mantuvieran la custodia de la niña compone la injusticia original: “la justicia requiere que se tomen consideraciones razonables para regresar la custodia permanente de la Bebé M a los Whitehead”.6 Pero un hijo no es una posesión que pueda devolverse a sus dueños legítimos. No es la justicia para todas las partes lo que debería determinar el destino de un niño, sino lo que es mejor para él. Como dijo el juez Wilentz: “los intereses del niño vienen primero: no los castigaremos por errores judiciales, asumiendo que se hayan cometido”.7 Los eventos siguientes han confirmado que dar la custodia a los Stern era actuar en beneficio de Melissa. Después de perder la custodia, la señora Whitehead, cuyo esposo se había sometido a una vasectomía, se embarazó de otro hombre. Ella se divorció de su esposo y se casó con Dean R. Gould en noviembre. Estos sucesos indican que los Whitehead no podían darle un hogar estable, aunque puede presentarse el argumento de que su matrimonio quizá hubiera sobrevivido, pero por las tensiones generadas por la batalla legal y la pérdida de la Bebé M, esto no sucedió. Aun cuando el juez Sorkow no tuviera razones para preferir a los Stern sobre los Whitehead en mayo de 1986, tuvo la razón en otorgar la custodia a los primeros en marzo de 1987. Removerla, a sus 18 meses de edad, de los únicos padres que había conocido, habría sido perjudicial, cruel e injusto para Melissa. La preferencia de Annas por una solución justa parte de su creencia de que no existe una solución basada en “el mejor interés” para este “trágico caso de custodia”. Entiendo que lo que quiere decir es que, sin importar cómo se resuelva la custodia, la Bebé M es la perdedora. De cualquier manera, se le privará de un padre. Sin embargo, la solución por el mejor interés no es la solución perfecta. Es sólo la que está mejor balanceada para el infante, dada la realidad de la situación. Aplicando este estándar, el juez Sorkow estuvo en lo correcto al otorgar la custodia a los Stern, y la Suprema Corte hizo lo correcto al mantener la decisión. El argumento del mayor interés se basa en asumir que el señor Stern al menos tenía una prima facie para reclamar a la Bebé M. Ciertamente no consideraríamos permitir que una persona extraña que secuestró a un bebé, y se las arregló para eludir a la policía durante un año, mantuviera la custodia bajo el supuesto de que brindaba un buen hogar a un niño que no había conocido otro padre. Sin embargo, el caso de la Bebé M no es análogo. En primer lugar, el señor Stern es el padre biológico de la Bebé M y, como tal, tiene derecho a criarla, lo que no tiene ningún secuestrador sin relación parental. En segundo lugar, Mary Beth Whitehead acordó darle el bebé. A diferencia de la hija del molinero en Rumpelstiltskin, el cuento de hadas con el que se compara el caso de la Bebé M, a ella no se le obligó a dar a su bebé. Ya que tanto Mary Beth Whitehead como el señor Stern tenían derecho prima facie con la

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Bebé M, la decisión de quién debía criarla debería apoyarse en los intereses de mayor conveniencia. Por lo tanto, por desgracia, debemos tolerar la injusticia hacia la señora Whitehead y tratar de evitar estos problemas en el futuro. Es un infortunio que el tribunal no decidiera acerca de los derechos de visita sobre las mismas bases de la custodia. Al declarar a la señora Whitehead Gould la madre legal y sostener que tenía derecho a las visitas, la Corte prolongó la pelea por la Bebé M. Es difícil ver cómo esto podría ser bueno para ella. Este no es un caso ordinario de divorcio, en el que el niño tiene una relación con ambos padres que es deseable mantener. Como dijo el señor Stern al comienzo de la audiencia para determinar las visitas: “Melissa tiene el derecho a crecer y ser feliz, y no a ser dividida entre sus padres”.8 La decisión del tribunal fue bien intencionada pero tenía inconsistencias internas. De acuerdo con la preocupación por los mejores intereses del infante, concedió la custodia a los Stern. Al mismo tiempo, al establecer que la señora Whitehead Gould fuera la madre legal, con derecho a visitas, excluyó justo lo que era el mayor interés para Melissa: una resolución de la situación. Incluso deja la abierta la posibilidad de que esta situación pueda repetirse. Los esfuerzos legislativos deben enfocarse en evitar que este tipo de casos vuelva a ocurrir.

¿Debe prohibirse la subrogación? El 27 de junio de 1988, Michigan se convirtió en el primer estado que prohibía los contratos comerciales de mujeres que tenían hijos para terceros. Aun cuando esto se convierte en una práctica ilegal, no por fuerza se termina: como lo atestigua el mercado negro de las adopciones. Las preocupaciones legítimas concernientes a la subrogación pueden solucionarse con una regulación cuidadosa. Sin embargo, algunas prácticas, como la esclavitud, son inaceptables desde el punto de vista ético, sin importar qué tan reguladas estén. Consideremos los argumentos que hacen la subrogación intrínsecamente inaceptable.

Argumentos paternalistas Estos argumentos contra la subrogación parecen proteger a un subrogado potencial de una decisión de la que quizá se arrepienta después. Como argumento para prohibir la subrogación, en vez de brindar garantías para asegurar que los contratos sean libres y asumidos de manera consciente y razonable, ésta es una forma de paternalismo. Alguna vez, la caracterización paternalista de una prohibición era razón suficiente para rechazarla. Las cosas han cambiado, y muchas personas están dispuestas a aceptar al menos algunas restricciones paternalistas sobre la libertad. Gerald Dworkin señala que incluso Mill hizo una excepción a este caso, que de otra forma hubiera sido rechazado por su inherente paternalismo: él pensó que nadie debería venderse a la esclavitud, porque hacerlo sería destruir su autonomía futura. Esto provee un estrecho principio para justificar algunas intervenciones paternalistas. Con el fin de preservar la libertad a largo plazo cedemos la libertad para tomar ciertas decisiones, aquellas que tienen resultados que son “de largo alcance y potencialmente peligrosas e irreversibles”.9 Un ejemplo sería prohibir la venta del crack. Virtualmente, cualquier persona

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que consume crack se vuelve adicta, y una vez adicta es esclava de su consumo. Así, de manera razonable y voluntaria cedemos nuestra libertad de comprar la droga para proteger nuestra capacidad de tomar decisiones libres en el futuro. ¿Un argumento dworkiniano puede usarse para descartar los acuerdos de subrogación? Hay que reconocer que la decisión de ceder un niño es permanente, y puede tener efectos desastrosos sobre la madre sustituta. Sin embargo, muchas decisiones pueden tener efectos desastrosos a largo plazo (p. e., posponer nacimientos debido a una carrera, tener un aborto, dar un hijo en adopción). Es evidente que no queremos que se tomen decisiones por nosotros en todos estos casos. Los argumentos de Dworkin se limitan de manera estricta a las interferencias paternalistas que protegen la autonomía individual o la capacidad para tomar decisiones en el futuro. La subrogación no involucra ceder la autonomía, lo que la distingue de los ejemplos del crack y de autovenderse para la esclavitud. El respeto a las libertades individuales requiere permitir a las personas tomar decisiones de las cuales se puedan arrepentir después.

Objeciones morales Han surgido cuatro objeciones morales principales contra la subrogación del informe Warnock.10 1.

2. 3. 4.

Es inconsistente con la dignidad humana que una mujer tenga que usar su útero para obtener beneficios financieros. Embarazarse deliberadamente con la intención de ceder al hijo distorsiona la relación entre la madre y el infante. La subrogación es degradante porque equivale a la venta de niños. Debido a que hay riesgos relacionados con el embarazo, a ninguna mujer debería pedírsele embarazarse para terceros con el fin de ganar dinero.

Todos debemos estar de acuerdo en que una práctica que explota personas o viola la dignidad humana es inmoral. Sin embargo, no queda claro que la subrogación sea culpable de cualquiera de las dos cosas. Explotación. El hecho de que el embarazo es riesgoso no hace que los acuerdos de subrogación sean explotadores y, por lo tanto, moralmente incorrectos. Las personas con frecuencia hacen cosas riesgosas para obtener dinero; ¿por qué debemos trazar la línea cuando hablamos del embarazo? La respuesta usual es comparar la subrogación con la venta de riñones. La venta de órganos está prohibida por el potencial de coerción y explotación que implica. Pero, ¿por qué la venta de riñones debe verse como intrínsecamente coercitiva? Una explicación posible es que nadie los vendería a menos que la pobreza lo llevara a hacerlo. La elección es tanto forzada como peligrosa y, por lo tanto, coercitiva. La situación es bastante diferente en el caso del conductor de un automóvil de carreras o de un doble. No pensamos que sean forzados a realizar actividades riesgosas por dinero: ellos eligen hacerlo de manera libre. A diferencia de la venta de riñones, éstas son actividades que podemos comprender (desde el punto de vista intelectual, de cualquier forma) que alguien elija hacer. Los dobles de películas, por ejemplo, con frecuencia

disfrutan su trabajo y obtienen satisfacción por hacerlo bien. Por supuesto que “lo hacen por el dinero”, en el sentido de que no lo harían si no recibieran compensación alguna; pocas personas están dispuestas a trabajar por “nada”. No obstante, falta el elemento de coerción, ya que disfrutan su trabajo a pesar de los riesgos, y podrían hacer algo diferente si lo eligieran. Lo mismo puede decirse de la mayoría de las subrogadas. “Ellas escogen este rol principalmente porque la cuota brinda una mejor oportunidad económica que las ocupaciones alternas, pero también porque disfrutan estar embarazadas, junto con la atención y respeto que esto conlleva.”11 Algunas pueden obtener un sentimiento de autovaloración de un acto que consideran altamente altruista: dar a una pareja un niño que de otra manera no podría tener. Si estos son los motivos, una subrogada está muy lejos de ser explotada. De hecho, parece objetablemente paternalista insistir en que lo es. Dignidad humana. Se ha argumentado que, si bien la renta de matrices no es por fuerza un tipo de explotación, debería seguir siendo rechazada por ser inconsistente con la dignidad humana. Pero, ¿por qué? Como señala John Harris, con frecuencia se dona o se vende el cabello, la sangre y otros tejidos; ¿qué tiene de especial el útero?12 La dignidad humana se invoca de manera plausible como el argumento más fuerte contra la subrogación, diciendo que es la venta de un niño. Los niños no son propiedades y no pueden ser comprados o vendidos. Se puede argumentar que la subrogación es incorrecta porque es análoga a la esclavitud y, por lo tanto, es inconsistente con la dignidad humana. Sin embargo, existen diferencias importantes entre la esclavitud y el acuerdo de subrogación. Al infante que nace de una madre sustituta no se le trata con crueldad ni se le priva de su libertad o se le revende; ninguna de las cosas que hacen de la esclavitud algo tan indeseable son parte de la subrogación. Aun así, es posible pensar que el solo hecho de poner un valor de mercado a un niño es algo perjudicial. La vida humana tiene un valor intrínseco; literalmente no tiene precio. Los arreglos que ignoran esto violan nuestras nociones más profundas del valor de la vida humana. Es muy perturbador escuchar al novio de la subrogada decir con bastante candidez durante un documental de televisión que “Sólo lo hacen por el dinero”. El juez Sorkow aceptó la premisa de que concebir un niño por dinero denigra la dignidad humana, pero negó que esto sucediera en un acuerdo de subrogación. A la señora Whitehead no se le pagó por entregar su hijo al padre: se le pagó por su voluntad de embarazarse y tener al hijo del señor Stern. El niño, una vez que ha nacido, es su hijo biológico. “Él no puede comprar lo que ya es suyo.” Esto es engañoso, y no sólo porque la Bebé M es tan hija de la señora Whitehead como lo es del señor Stern. Es engañoso porque pasa por alto el hecho de que la entrega de la niña era parte (de hecho, el punto central) del acuerdo. Si a la subrogada se le pagara sólo por su voluntad de embarazarse y tener un hijo, entonces el contrato acabaría cuando diera a luz. Ella podría tomar el dinero y al niño. El señor Stern no acordó pagar a la señora Whitehead sólo para tener a su hijo, sino para que se lo diera. La Suprema Corte de Nueva Jersey sostuvo que esto violaba las leyes del estado que prohíben el pago o la aceptación de dinero vinculados a la adopción.

Una manera de quitar la deshonra a la venta de bebés sería limitar el pago a los gastos médicos asociados con el nacimiento o en los que incurra la subrogada durante el embarazo (como se permite en muchas jurisdicciones, incluyendo Nueva Jersey, durante las adopciones ordinarias). La subrogación puede verse no como venta de infantes, sino como una forma de adopción. En ninguna instancia la Suprema Corte encontró prohibiciones legales contra la subrogación cuando no hay pagos, y cuando la subrogada tiene el derecho a cambiar de parecer y quedarse con el niño. Sin embargo, esta solución en efecto prohíbe la subrogación, ya que pocas mujeres serían subrogadas sólo por razones de autosatisfacción o altruismo. Entonces, la cuestión es si podemos conciliar el pago de una subrogada, más allá de sus gastos médicos, con la idea de la subrogación como una adopción prenatal. Podemos hacerlo al separar los términos del acuerdo —que incluyen la entrega del infante al padre biológico una vez que nace— de la justificación del pago. Éste debe ser visto como una compensación por los riesgos, sacrificios e incomodidades que sufre la subrogada durante el embarazo. Esto significa que, sin culpas por parte de ésta, si el bebé no nace, se le debería seguir pagando por completo, dado que ella mantuvo su parte del acuerdo. (En contraste, en el acuerdo Whitehead-Stern, la señora Whitehead sólo recibiría 1 000 dólares si el bebé nacía muerto.) Si, por el contrario, la madre cambia de parecer y decide quedarse con el infante, ella rompería el acuerdo y no tendría derecho a ninguna cuota o compensación por los gastos en los que incurrió durante el embarazo.

El derecho de privacidad Gran parte de los comentaristas que invocan el derecho a la privacidad lo hacen en apoyo a la subrogación. Sin embargo, George Annas presenta el novedoso argumento de que el derecho de criar un hijo también es un derecho de privacidad, que no puede ser suprimido de manera prospectiva. Él dice: [El juez Sorkow] de mala manera concede que [la señora Whitehead] no podía renunciar prospectivamente al derecho de tener un aborto durante el embarazo… Esto sería una restricción intolerable a su libertad y, de acuerdo con los antecedentes de Roe vs Wade, el Estado no tiene la autoridad constitucional para hacer válidos los contratos que le prohíben terminar un embarazo. Pero, ¿por qué la misma lógica no es aplicable al derecho de criar un hijo al que diste a luz? Sus derechos constitucionales de criar un hijo al que había dado a luz son aún más fuertes, ya que involucran de manera aún más íntima, y por el tiempo de una vida, sus derechos de reproducirse y criar un hijo en un ambiente familiar.13

La ausencia de un estado de interés irrefutable (como proteger a un infante de padres inadecuados), por cierto hace intolerable la invasión de la privacidad de quitar al niño de sus padres. Pero la Bebé M tiene dos progenitores, y ambos la quieren. No está claro por qué sólo las personas que pueden dar a luz (las mujeres) deben disfrutar del derecho de criar a sus hijos. Incluso permitimos que las mujeres den a sus hijos en adopción después del nacimiento. El Estado acepta estos acuerdos, APÉNDICE

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aun cuando la madre, después del periodo de espera prescrito, cambie de parecer. ¿Por qué el derecho de criar un niño debe ser suprimido antes, pero no después, de dar a luz? ¿Por qué el Estado tiene la autoridad constitucional de sostener los acuerdos de adopción posnatales, pero no los prenatales? No queda claro por qué el nacimiento puede afectar la supresión de estos derechos o tener la significancia constitucional que Annas le atribuye. Sin embargo, existen razones morales y políticas, si no es que constitucionales, para conceder un periodo de espera posnatal en los acuerdos de subrogación. Como ejemplifica claramente el caso de la Bebé M, la subrogada puede subestimar el lazo creado durante la gestación y el trauma emocional causado por la entrega del bebé. La compasión requiere que reconozcamos estos sentimientos y que no privemos a una mujer del bebé que ha gestado porque antes de la concepción ella subestimó la fuerza de sus sentimientos hacia él. El otorgamiento de un periodo de espera es ordinario en los casos de adopciones posnatales y protegen a la mujer de cometer errores irrevocables sin prohibir la práctica. Algunos pueden objetar que esto da muy poca protección a los padres adoptivos prospectivos. Ellos no pueden estar seguros de que el bebé sea de ellos hasta que pase el periodo de espera. Aunque esto sea difícil para ellos, una carga similar se pone sobre los otros padres adoptivos. No es por fuerza malo que la falta de garantías sirva para desalentar a las personas a crear acuerdos de subrogación, dados todos los riesgos inherentes del contrato. Además, este requisito haría más estricto el análisis y la orientación de la subrogación, un efecto secundario deseable.

Daño a terceros Las objeciones morales y paternalistas a la subrogación no parecen justificar su prohibición. ¿Qué sucede con el efecto sobre las personas que nacen de dichos contratos? Aún no contamos con datos sólidos sobre los efectos de ser un “infante subrogado”. Cualquier afirmación sobre si la subrogación crea problemas psicológicos en un niño es sólo especulativa. Pero, ¿qué sucedería si descubriéramos que estos niños tienen sentimientos profundos de devaluación cuando se enteran de que sus madres los concibieron con el propósito deliberado de darlos en adopción? ¿Deberíamos prohibir la subrogación porque presenta un riesgo inaceptable de daño psicológico a los niños que son productos de ésta? Los sentimientos de falta de valor son peligrosos. Pueden hacer que las personas vivan infelices. Sin embargo, un niño subrogado, incluso uno cuya vida sea miserable debido a estos sentimientos, no puede decir que haya sido dañado por el acuerdo de subrogación. Sin el acuerdo, el niño no hubiera existido. A menos que esté dispuesto a decir que su vida no vale la pena debido a estos sentimientos, que habría sido mejor que no naciera, no podría declarar que se le haya dañado por haber nacido de una madre subrogada. Los niños pueden ser dañados al hacer que existan aun cuando, estrictamente hablando, no hayan sido lastimados. Se les daña si se les priva de una existencia decente mínima a la que todos los ciudadanos tienen derecho. Debemos a nuestros hijos el hecho de ver que no nazcan con impedimen-

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tos serios que hagan que sus intereses más básicos estén perdidos por adelantado. Si nacer de una madre sustituta es una discapacidad de esta magnitud, comparable con nacer ciego, sordo o con retraso mental severo, entonces la subrogación puede verse como un daño para el niño. Esta podría ser una razón válida para no permitir estos contratos. Sin embargo, no parece probable. Tal vez los problemas que surjan con la subrogación se parezcan a los que enfrentan los niños adoptados o aquellos cuyos padres se divorcian. Estos problemas no son triviales, pero tampoco son tan serios como para decir que la misma existencia del menor ha sido lastimada. Si los niños subrogados no son dañados por la subrogación, quizá parezca que el argumento de prohibirla bajo los términos de que es perjudicial para los que son productos de ella, se evapora. Después de todo, si los niños no tienen de qué quejarse, ¿cómo es que alguien más puede hacerlo por ellos? Aun así, parece ir en contra de nuestra intuición sugerir que el riesgo de daño emocional a un niño nacido de dichos acuerdos no deba ser relevante para nuestras deliberaciones. Parece bastante razonable y apropiado, incluso obligatorio desde el punto de vista moral, que los políticos piensen sobre los posibles efectos negativos de las nuevas tecnologías reproductivas y que rechacen aquellas que conciban a personas física o emocionalmente dañadas. La explicación a esto debe abarcar la idea de que está mal traer personas al mundo en una condición dañina, incluso si, estrictamente hablando, no están perjudicadas por haber nacido. Si surgiera evidencia de que la subrogación concibe niños con serios problemas psicológicos, ese sería un fuerte argumento para prohibirla. Existe cierta evidencia sobre los efectos de la subrogación en los otros hijos de las madres sustitutas. Una mujer informó que su hija, que ahora tiene 17 años de edad, y tenía 11 cuando nació el hermano, “aún tiene problemas con lo que hice y, como resultado, sigue enojada conmigo”. Ella explica: “Nadie me dijo que un niño podía formar un lazo con un bebé mientras estás embarazada. Nunca me di cuenta de que todo el tiempo que escuchaba sus latidos y sentía sus patadas, ella se sentía cada vez más cercana a él”.14 Es posible dar una explicación menos sentimental. Parece probable que su hija, viendo que podía donar un hijo, temía que le hicieran lo mismo a ella. Podemos esperar ansiedad y resentimiento por parte de un niño cuya madre dona a un hermano o hermana. Este daño psicológico a estos niños es claramente relevante para la determinación de que la subrogación es contraria a la política pública. Al mismo tiempo, hay que recordar que muchas cosas, como el divorcio, volverse a casar, e incluso mudarse a un nuevo vecindario crean ansiedad y resentimiento en los niños. No deberíamos usar los efectos sobre ellos como una excusa para prohibir una práctica que creemos ofensiva y extraña.

Conclusión Existen muchas razones para ser en extremo cuidadosos con la subrogación. No puedo imaginarme como una subrogada ni aconsejaría a nadie participar en un contrato tan cargado de peligro. Pero el hecho de que una práctica sea riesgosa o insensata, e incluso moralmente desagradable, no es razón

suficiente para hacerla ilegal. Sería mejor para el Estado regularla y minimizar el daño potencial sin infligir la libertad de los ciudadanos.

Notas 1. Si a los Stern se les hubiera informado de las preocupaciones psicológicas sobre la capacidad de la señora Whitehead para ser madre sustituta, tal vez hubieran terminado el acuerdo, cuya cuota quedaría a cargo del Centro de Infertilidad. Como dijo el juez Wilentz: “Es evidente que la ganancia fue el motivo de mayor interés para el Centro de Infertilidad.” En el caso de la Bebé M, la Suprema Corte de Nueva Jersey, A-39, p. 45. 2. “[Nosotros] creemos que es esperar más allá de las capacidades humanas sugerir que una madre deje ir a su recién nacido sin luchar… Nosotros… no podemos concebir ningún otro caso donde se espere que una madre perfectamente capaz entregue a su bebé, tal vez por siempre, y después se le diga que fue una mala madre porque no lo hizo. Id., p. 79. 3. El padre recuerda que la subrogada era “perfecta”. New York Times, enero 6, 1987, p. B2. 4. Ibid. 5. Sobre el caso de la Bebé M, supra nota 1, p. 8. 6. Annas, G. J. “Bebé M: bebés (y justicia) a la venta.” Hastings Center Report, 17(3): p. 15, 1987. 7. Sobre el caso de la Bebé M, supra nota 1, p. 75. 8. “Enojo y ansiedad en la audiencia de derechos de visita de la Bebé M”, New York Times, marzo 29, 1988, p. 17. 9. Dworkin, G. “Paternalismo.” En Wasserstrom, R. A. (ed.). Moralidad y ley. Belmont, CA, Wadsworth, 1971; reimpreso en Feinberg, J., Gross, H. (eds.), Filosofía de la ley, 3a. ed., Wadsworth, 1986, p. 265. 10. Warnock, M. Reporte del Comité de encuestas sobre la fertilización humana y la embriología. Londres: Oficina Estacionaria de Su Majestad, 1984. 11. Robertson, J. A. “Madres sustitutas: después de todo, no tan novedosas.” Hastings Center Report 13(5): p. 29, 1983. Citing Parker, P. “Motivaciones de madres sustitutas: hallazgos iniciales.” American Journal of Psychiatry (140):p. 1, 1983. 12. Harris, J. El valor de la vida. Londres: Routledge & Kegan Paul, 1985, p. 144. 13. Annas, supra nota 6. 14. “Caso de la Bebé M remueve sentimientos de madres sustitutas.” New York Times, marzo 2, 1987, p. B1.

LECTURA ¿La labor reproductiva de una mujer es un bien material? Elizabeth S. Anderson Elizabeth Anderson argumenta que la subrogación comercial no debe permitirse. Pagar a una mujer para que sea madre subrogada implica una “visión materialista” tanto para el niño como para la mujer. Se trata a las mujeres y a sus hijos como cosas que pueden ser usadas, en lugar de tratárseles con el respeto que merecen como personas. Por lo tanto, los acuerdos de subrogación no deberían permitirse, y quienes los concretan deberían estar sujetos a sanciones penales. Anderson sostiene que la introducción de valores y normas de mercado en una situación que antes se basaba en el respeto, la consideración y el amor incondicional daña a los infantes, y degrada y explota a la mujer. Los valores de mercado contribuyen a la tendencia de ver a los niños como propiedades. Cuando esto sucede, dejan de ser valorados de modo incondicional (como el amor maternal), y entonces se estiman

sólo porque poseen características con cierto valor de mercado. Los valores de mercado requieren que las madres subrogadas repriman cualquier amor maternal que puedan sentir por sus niños. Por lo tanto, los sentimientos de la mujer son manipulados, degradados y se niega su legitimidad. Más aun, las mujeres son explotadas pues los sentimientos personales que las inclinan a ser subrogadas se convierten en algo que se valora como parte de una empresa comercial. En los últimos años, la maternidad subrogada comercial ha ganado notoriedad como un método para adquirir niños. Una madre subrogada comercial es cualquier mujer a la que se le paga por tener un hijo para otras personas y que declina sus derechos parentales, de modo que terceros puedan criar al hijo como propio. La expansión de la subrogación comercial ha generado una clase de preocupaciones respecto al objetivo propio del mercado. Algunos críticos le han puesto objeciones con base en que trata a los niños de manera inapropiada y ve la capacidad reproductiva de la mujer como un bien material.1 La perspectiva de considerar a los infantes como bienes de consumo y ver a las mujeres como fábricas de bebés de seguro inspira repulsión. Pero, ¿existen buenas razones detrás de la repulsión? Y, ¿esto es una descripción exacta de lo que la subrogación comercial implica? Este artículo ofrece una teoría sobre las cosas que se ven propiamente como bienes materiales, y apoya la declaración de que la subrogación comercial constituye una incuestionable materialización de los niños y de la capacidad reproductiva de las mujeres.

¿Qué es un bien de consumo? El mercado moderno se caracteriza por las normas sociales y legales que gobiernan la producción, el intercambio y el goce de los bienes de consumo. Para decir que algo se ve como un bien de consumo es conveniente aclarar que las normas del mercado son apropiadas para regular su producción, intercambio y goce. En la medida en que los principios o ideas éticas descartan la aplicación de normas de mercado para un bien, podemos decir que éste no es (propiamente) un bien de consumo. ¿Por qué debemos oponernos a la aplicación de una norma de mercado para la producción o distribución de un bien? Una razón puede ser que producir o distribuir un bien de acuerdo con la norma es no valorarlo de una manera apropiada. Por ejemplo, considera un argumento kantiano contra la esclavitud o la perspectiva de estimar a las personas como bienes materiales. A los esclavos se les trata de acuerdo con las normas de mercado según las cuales los dueños pueden usar los bienes de consumo para satisfacer sus intereses sin importar los intereses del mismo. Tratar a una persona sin que nos importen sus intereses es faltarle al respeto. Pero los esclavos son personas que tal vez no pueden ser vistas de esta forma, pues siendo seres racionales, poseen dignidad que demanda respeto. En la teoría de Kant, el problema con la esclavitud es que trata a los seres dignos de respeto como si fueran merecedores de un uso. El “respeto” y el “uso” en este contexto denotan lo que podemos llamar diferentes modelos de valoración.

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Estas consideraciones apoyan una idea general de las clases de cosas que de modo apropiado son vistas como bienes materiales o de consumo, es decir, aquellas cosas a las que se les trata de acuerdo con las normas del mercado moderno. Podemos cuestionar la aplicación de las normas de mercado a la producción, la distribución y el goce de un bien al apelar a ideas éticas que apoyan argumentos según los cuales los bienes deben valorarse de manera distinta a su uso. Los argumentos de este tipo dicen que permitir que ciertas normas de mercado gobiernen nuestro tratamiento hacia un producto expresa un modo de valoración que no es digno. Si el bien se valora de manera apropiada, su producción, intercambio y goce deben alejarse de las normas de mercado y alojarse en un juego diferente de relaciones sociales.

El caso de la subrogación comercial Consideremos la subrogación comercial bajo la luz de esta teoría de los bienes de consumo. La maternidad subrogada como una empresa comercial se basa en los contratos que involucran a tres participantes: quienes pretenden ser padres, el agente de inversiones y la madre subrogada. Quien pretende ser padre está de acuerdo con pagar a un abogado para que encuentre una madre subrogada apropiada y establezca los requisitos legales y médicos para la concepción y el nacimiento de un niño, así como para la transferencia de la custodia legal.2 La madre subrogada está de acuerdo en embarazarse con los espermatozoides del que pretende ser padre, llevar el embarazo a término y delegar sus derechos parentales, transfiriendo la custodia al padre a cambio de una cuota y los gastos médicos. Tanto ella como su marido (si tiene uno) están de acuerdo con el hecho de no formar un lazo parental con el niño y hacer todo lo necesario para entregarlo a los que pretenden ser padres. En los precios de mercado actuales, el abogado que arregla el contrato puede ganar hasta 15 000 dólares, mientras que la madre subrogada gana unos 10 000 dólares de la cuota.3 Se ha defendido la subrogación comercial en cuatro ámbitos principales. Primero, dada la escasez de niños que esperan para adopción y la dificultad de calificar como padres adoptivos, esto puede representar la única esperanza de que algunas personas tengan una familia. La subrogación comercial debería aceptarse como un medio efectivo para obtener este bien significativo. En segundo lugar, los derechos humanos fundamentales apoyan la subrogación comercial: el derecho a procrear y la libertad de contrato. Los adultos plenamente informados y autónomos deben tener el derecho a hacer los arreglos que quieran con el uso de su cuerpo y la reproducción de niños, siempre y cuando no se les dañe. En tercera, la labor de una madre subrogada se considera una labor de amor. Sus actos altruistas deben permitirse y alentarse.4 Finalmente, se argumenta que la subrogación comercial no es diferente en sus implicaciones éticas a muchas prácticas ya aceptadas que permiten ser padres genéticos, gestacionales y sociales, como la inseminación artificial por donadores, la adopción, las nodrizas y las guarderías. La consistencia demanda que la sociedad acepte esta nueva práctica también.5 En oposición a estas propuestas, argumentaré que la subrogación comercial sí crea nuevos problemas éticos, ya que representa una invasión del mercado en una nueva esfera de

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conducta, específicamente la labor de la mujer, esto es, tener un hijo por medio de un embarazo. Cuando el parto se considera un bien de consumo, se degrada a la mujer que lo sufre. Más aún, la subrogación comercial degrada a los niños al reducir su estatus al de bienes materiales. Reflexionemos acerca de ambos bienes en la maternidad subrogada, el niño y la labor reproductiva de la mujer, para ver cómo la comercialización de la maternidad afecta el punto de vista que la gente tiene sobre ésta.

Los niños como bienes de consumo El deber fundamental de los padres hacia sus hijos es amarlos. Los niños deben ser amados y apreciados por sus padres, no usados o manipulados para que éstos obtengan ventajas personales. El amor paternal puede entenderse como un apasionado compromiso incondicional de criar al propio hijo, proveyéndole los cuidados, el afecto y las guías necesarias para desarrollar sus capacidades hasta la madurez. Este entendimiento de la manera en que los padres deberían valorar a sus hijos sustenta nuestra interpretación de los derechos parentales sobre los niños. Tales derechos son los fundamentos que siempre deben ejercerse por el bien del niño. Esto no niega que los padres tengan sus propias aspiraciones al criar a sus hijos. Pero los intereses del niño, más allá de la subsistencia, no pueden definirse al margen de la prosperidad de la familia, que es el objeto de las aspiraciones paternas específicas. El ejercicio propio de los derechos parentales incluye aquellos actos que promueven la vida compartida como familia, misma que concreta los intereses compartidos de los padres y sus hijos. Las normas de amor parental tienen implicaciones para la forma en que otras personas deben tratar la relación entre padres e hijos. Si los hijos son amados por sus padres, entonces los terceros no deben comprometer la integridad del amor paternal o trabajar para suprimir las emociones que apoyan los lazos entre los padres y sus hijos. Si los derechos de los niños deben tenerse como fundamentales, entonces, si estos derechos se pierden o se renuncia a ellos, el deber de quienes están a cargo de transferir la custodia a otros es consultar los intereses de mayor conveniencia para el niño. La subrogación comercial sustituye las normas de mercado por algunas de las normas del amor paternal. De hecho, requiere que comprendamos que los derechos paternales dejan de ser fundamentos y se convierten en algo parecido a los derechos de propiedad, es decir, el derecho al uso y la disposición del objeto del que se es dueño, porque en esta práctica la madre natural concibe un infante con la intención deliberada de cederlo a cambio de un beneficio material. Su renuncia a las responsabilidades paternales no se hace por el bien del niño ni por cumplir un interés que ella comparte con su hijo, sino por su propio bienestar (y quizá, si el “altruismo” es un motivo, por el bien de los que pretenden ser padres). Ella y la pareja que le paga para que ceda sus derechos parentales sobre el niño consideran éstos como un tipo de derecho de propiedad. Entonces, tratan al niño como si fuera un bien de consumo, que propiamente puede ser comprado y vendido. La subrogación comercial insinúa de otras formas las normas del comercio sobre la relación parental. Mientras se supone que el amor parental no debe ser condicionado a que

el niño tenga características particulares, la demanda del consumidor es propiamente sensible a las características del bien de consumo. Así que la industria de la subrogación provee oportunidades para las parejas que quieran especificar la estatura, el iq, la raza y otros atributos de la madre subrogada, con la esperanza de que estos caracteres sean transmitidos al niño.6 Ya que ninguna industria asigna agentes para buscar los “intereses” de los bienes de consumo, nadie representa los intereses de los infantes en la industria de la subrogación. La agencia encargada promueve los intereses de los padres adoptivos y no los de los niños en materia de custodia. Finalmente, como representante de los padres adoptivos, el agente tiene la tarea de supervisar la relación de la madre subrogada (natural) con su hijo usando la persuasión, el dinero y la amenaza de una demanda para debilitar y destruir cualquier afecto materno que haya desarrollado con su hijo.7 Todas estas sustituciones de las normas de mercado por las normas parentales representan evidencias del trato que, como si fueran bienes comerciales, se les da a los niños, lo cual es degradante para ellos. La degradación ocurre cuando se trata algo de acuerdo con una valoración más baja de la que sería apropiada. Valoramos las cosas no sólo como “más” o “menos”, sino de maneras cualitativamente más altas y bajas. Querer o respetar a alguien implica valorarlo de forma más alta de lo que lo haríamos si sólo lo utilizáramos. Los niños deben ser amados por sus padres y respetados por otros. Desde que son valorados como meros objetos de uso por la madre y por la agencia de subrogación cuando son vendidos a otros, y por los padres adoptivos cuando se busca conformar su composición genética según los deseos de estos últimos, la subrogación comercial degrada a los infantes porque los trata como bienes comerciales.8 Uno podría argumentar que, ya que es probable que el niño llegue a un hogar amoroso, no hay ningún daño en permitir que la madre natural lo trate como propiedad. Así, la venta y compra de infantes no es cuestionable, al menos desde el punto de vista de los intereses de los niños.9 Pero la venta de un niño tiene una significancia expresiva que este argumento no puede reconocer. Al comprometerse en la venta de un niño, todas las partes del contrato de subrogación expresan un juego de actitudes hacia él que mina las normas del amor parental. Todos están de acuerdo al considerar que los lazos entre la madre natural y su hijo pueden perderse ante un incentivo monetario. Con tal actitud, ¿sería una sorpresa que un niño nacido por un acuerdo de subrogación temiera que los padres lo revendieran? Y un niño que supiera cuán ansiosos estaban sus padres de que tuviera la composición genética “correcta” podría temer que su amor dependiera de la expresión de dichas características.10 Los niños que no son vendidos por las madres subrogadas también son dañados por esta acción comercial. Los hijos de algunas madres subrogadas han externado su miedo a ser vendidos del mismo modo que lo han sido sus medios hermanos y expresan un sentimiento de pérdida al ser privados de un hermano.11 Incluso la aceptación extendida de la subrogación comercial podría amenazar a todos los niños en el aspecto psicológico. Debido a ella cambiaría la manera en la que los niños son valorados por las personas (padres y agen-

tes de subrogación), de ser amados por sus padres y respetados por otros, a ser usados de modo ocasional como objetos de ganancia comercial.12 Los partidarios de la subrogación comercial han negado que esa industria participe en la venta de niños. Es imposible vender a alguien lo que ya le pertenece, y el niño ya es el hijo natural del padre. El pago a la madre subrogada no es por el niño, sino por los servicios que prestó al gestarlo.13 La afirmación de que las partes del contrato de subrogación tratan al niño como un bien comercial, se basa en cómo se tratan los derechos de la madre sobre su hijo. Es irrelevante que el padre natural también tenga derechos sobre el niño; lo que paga son los derechos exclusivos. Él no le pagaría por el “servicio” de gestar un niño si ella se negara a ceder sus derechos de maternidad. Que la madre vea que su labor, y no su hijo, requiere una compensación, también es algo irrelevante. Nadie discutiría que el panadero no tratara su pan como una propiedad sólo porque ve los ingresos de su venta como una compensación por su labor y los gastos, y no por el pan en sí mismo, al que en realidad no le interesa conservar.14 Los defensores de la subrogación comercial también han declarado que ésta no difiere sustancialmente de otras prácticas parentales que ya se han aceptado. En las instituciones de adopción e inseminación artificial por donadores (aid, por sus siglas en inglés), se dice que concedemos a los padres el derecho de disponer de sus hijos.15 Pero estas prácticas difieren de la subrogación comercial en puntos significativos. El propósito de la adopción es proveer los medios para colocar niños en familias cuando sus padres no pueden o no quieren hacerse cargo de sus responsabilidades parentales. No es una esfera de un supuesto derecho parental el disponer de los hijos para obtener ganancias. Incluso en la aid no hay sanciones por la venta de un ser humano formado por completo. El semen del donador es sólo un producto de su cuerpo, no su hijo, y con éste no inicia el acto de la concepción. Dos desarrollos parecen minar la afirmación de que la subrogación comercial constituye un acto mercantil que degrada a los niños. El primero es tecnológico: la perspectiva de trasplantar un embrión humano a la matriz de una mujer que no está relacionada con él genéticamente. Si la subrogación comercial usa a las mujeres sólo como madres gestacionales y no genéticas, y se pensara que sólo los padres genéticos y no los gestacionales pudieran reclamar al niño como “suyo”, entonces, en primera instancia, el niño de una madre subrogada no sería suyo para venderlo. El segundo es un desarrollo legal: el establecimiento de la supuesta paternidad “consentida”.16 Esto designaría como padres legales de un niño a quienes consintieran en un procedimiento que llevara a su nacimiento con la intención de asumir las responsabilidades paternales que incluye. Esta regla definiría el problema del comercio de niños al privar a la madre subrogada de cualquier derecho de reclamar al niño, incluso si fuera de ella en los aspectos gestacional y genético.17 Sin embargo, existen buenas razones para no minar así el lugar de los lazos genéticos y gestacionales. Consideremos primero los genéticos. Al sostener un sistema de lazos involuntarios (genéticos) de obligaciones entre las personas, aun cuando los adultos entre ellos prefieran dividir sus derechos

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y obligaciones de otras formas, ayudamos a garantizar los intereses del niño a tener un lugar seguro en el mundo, que es mucho más firme que los deseos de los padres. A diferencia de la regla de consentimiento-intención, el principio de respetar los lazos genéticos hace que la obligación de cuidar a quienes uno ha creado (con intención o sin ella) no dependa del arbitrario deseo de hacerlo. Entonces provee a los niños de un juego de sanciones sociales preexistentes que les dan un lugar más seguro en el mundo. El principio genético también los coloca en una red mucho más amplia de asociaciones y obligaciones que las sanciones de la regla de consentimiento-intención. Apoya la función de los abuelos y otros parientes durante la crianza del niño, y provee para él un posible enfoque de estabilidad y el apoyo adicional de personas que puedan cuidarlo si sus padres no son capaces de sostener un hogar funcional. En la siguiente sección defenderé las afirmaciones de los lazos gestacionales con los infantes. Negar estas afirmaciones, como lo hace la subrogación comercial, es rechazar la significancia de la labor reproductiva de la madre que lo sufre y, por lo tanto, la deshumaniza y degrada. La subrogación comercial sería una práctica corrupta aun cuando no involucrara el comercio de niños.

El parto de una mujer como un bien de consumo La subrogación comercial intenta transformar lo que es específicamente el parto de una mujer —el trabajo de traer un niño al mundo— en un bien mercantil. Lo hace al reemplazar las normas parentales que en general gobiernan la práctica de gestar niños, con las normas económicas que rigen los procesos de producción ordinarios. La aplicación de normas comerciales al parto de una mujer reduce a las madres subrogadas de ser merecedoras de respeto y consideración, a ser meros objetos de uso. El respeto y la consideración son dos maneras distintas de valoración cuyas normas son violadas por las prácticas de la industria de la subrogación. Respetar a una persona es tratarla de acuerdo con los principios que ella acepta racionalmente, los principios consistentes con la protección de su autonomía y sus intereses conscientes. Tratar a una persona con consideración es responder con sensibilidad a ella y a sus relaciones emocionales con otros, absteniéndonos de manipularla o denigrarla para nuestros propios propósitos. La aplicación de las normas económicas al parto de una mujer viola de tres formas su derecho a ser respetada y considerada. Primero, al requerir que la madre subrogada reprima el amor maternal que siente por su hijo, estas normas convierten el parto en una forma de labor alienada. En segunda, al manipular y denegar la legitimidad de la perspectiva que una madre subrogada crea sobre su embarazo, las normas del mercado la degradan. En tercera, al tomar ventaja de las motivaciones no comerciales de la madre subrogada sin ofrecer nada más de lo que las normas de comercio demandan a cambio, éstas la dejan expuesta a la explotación. El hecho de que estos problemas surjan en el intento de comercializar la labor de tener un hijo, muestra que el embarazo de una mujer no puede verse propiamente como un bien de consumo. La clave para entender estos problemas es el papel normal de las emociones en los embarazos no comercializados.

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El embarazo no sólo es un proceso biológico, también es una práctica social. Muchas expectativas y consideraciones sociales rodean la labor reproductiva de la mujer, logrando que sea una ocasión para que los padres se preparen a recibir una nueva vida en su familia. Por ejemplo, los obstetras usan ultrasonidos no sólo para propósitos de diagnóstico, sino también para reforzar los lazos entre la madre y el feto.18 Todos podemos reconocer que es bueno, aunque no inevitable, que se establezcan lazos de cariño entre la madre y su hijo durante este periodo. Al contrario de estas prácticas, la industria de la subrogación sigue el sistema alienado de la manufacturación. Provee algunas materias primas para la producción (el esperma del padre) a la madre subrogada, que después se compromete con la producción del infante. Aunque su labor está sujeta a supervisión periódica de los médicos y la agencia de subrogación, esta última no tiene el control físico sobre el producto de su labor, como lo tienen las compañías sobre los productos de las fábricas. Entonces, igual que en un sistema alienado, la industria de la subrogación enfrenta el problema de extraer el producto final de la madre. Este problema se exacerba por el hecho de que las normas sociales que rodean el embarazo están diseñadas para alentar el amor del padre hacia su hijo. La industria de la subrogación resuelve este inconveniente al requerir que la madre se comprometa en cierto tipo de labor emocional.19 En el contrato de la subrogada, ella está de acuerdo con no formar o intentar formar una relación madrehijo.20 El embarazo es alienado porque ella debe desviarse de la finalidad que los aspectos sociales del embarazo promueven: un lazo emocional con su hijo. Entonces el contrato de subrogación reemplaza una norma de paternidad, según la cual el embarazo crea una unión amorosa con el hijo, por una norma de producción comercial, en la que el productor no debe formar lazos emocionales con su mercancía. La subrogación comercial también es degradante en la práctica. La madre subrogada, al igual que todas las personas, tiene una perspectiva de valoración propia sobre sus actividades y relaciones. La realización de su dignidad demanda que las otras partes del contrato reconozcan, más que evadan, los reclamos que sus perspectivas propias hagan sobre ellos. Pero la industria de la subrogación tiene interés en suprimir, manipular y trivializar sus perspectivas, porque hay peligro constante de que ella se considere una madre y no sólo una trabajadora contratada. ¿Cómo se lleva a cabo esta supresión y trivialización? Los promotores comerciales de la subrogación por lo común describen a las madres subrogadas como objetos inanimados: como “piscifactorías”, “fontanerías” o “propiedades en renta”, cosas sin emociones y que pueden ser reclamadas por otros.21 Ellos también se niegan a reconocer cualquier responsabilidad por las consecuencias emocionales del embarazo de la mujer. Si ella sufre psicológicamente por ser forzada a ceder a su hijo, el padre no es responsable de pagar la terapia después del embarazo, aunque sí lo es por todos los gastos médicos que se requieran después del embarazo.22 El tratamiento y la interpretación del sufrimiento de la madre subrogada hace que surjan los problemas más graves de la degradación. La mayoría de ellas sufre después de haber

cedido a su hijo, en 10% de los casos de manera tan grave, que requiere terapia.23 La pena no se compensa con la cuota de 10 000 dólares que recibe. El sufrimiento no es una respuesta inteligible ante un trato exitoso, pero refleja la opinión de que el sujeto ha tenido una pérdida personal con el dolor que conlleva. Debido a que no todos los casos de sufrimiento se resuelven con arrepentimiento, puede ser que algunas madres subrogadas no miren su congoja, en retrospectiva, como reflejo de un juicio auténtico de su parte. Pero en las circunstancias de manipulación emocional que prevalecen en la industria de la subrogación, es difícil determinar qué interpretación de su sufrimiento hace en verdad la madre subrogada. Al insinuar una explicación trivial de sus respuestas emocionales ante la perspectiva de perder un hijo, la agencia de subrogación puede manipularla para que acepte su destino sin hacer mucho escándalo, e incluso puede tener éxito al sustituir la interpretación de sus emociones por la de ellos. Ya que ella ha firmado un contrato para realizar una labor emocional —expresar o reprimir las emociones dictadas por los intereses de la industria de la subrogación— quizá no sea una tarea difícil.24 Por otro lado, un tratamiento considerado hacia el sufrimiento de las madres valoraría este último de manera más seria. Algunos defensores de la subrogación comercial demandan que la disposición de terminar los derechos parentales de la madre subrogada se legalice con el objetivo de asegurar la paz mental de los padres adoptivos.25 Pero la industria de la subrogación no toma disposiciones para asegurar la paz mental de la subrogada. Se espera que ella asuma el riesgo de una modificación en sus perspectivas éticas y emocionales con el mismo alejamiento impersonal con el que un comerciante asume el riesgo de las fluctuaciones del precio de las costillas de cerdo. Al aplicar las normas de mercado al cumplimiento de los contratos de maternidad subrogada, la subrogación comercial trata una transformación moral como si sólo fuera un cambio económico.26 La manipulación de las emociones de la madre subrogada, que es inherente al contrato de subrogación, deja a la mujer expuesta a formas graves de explotación. Un tipo de explotación ocurre cuando una de las partes de la transacción es orientada hacia el intercambio de “regalo” de valores, mientras que la otra parte opera de acuerdo con las normas de un mercado de intercambio de bienes mercantiles. Los valores de regalo, que incluyen amor, gratitud y aprecio hacia otros, no pueden comprarse u obtenerse por medio de cálculos graduales de las ventajas individuales. Su intercambio requiere el repudio de las actitudes interesadas, una disposición de dar regalos a otros sin demandar algún bien equivalente a cambio cada vez que uno da algo. La madre subrogada actúa con frecuencia de acuerdo con las normas de las relaciones de obsequio. Por el otro lado, la agencia de subrogación sigue las normas del mercado. Su trabajo es lograr el mejor trato para sus clientes y para ella misma, dejando que la madre subrogada vea por sus propios intereses como mejor pueda. La situación pone a estas agencias en una posición desde la cual pueden manipular las emociones de la madre en términos favorables para ellas mismas. Por ejemplo, las agencias analizan a las madres subrogadas para ver que sean sumisas y enfatizan la importancia de

los motivos de generosidad y amor. Cuando las solicitantes cuestionan algunos términos del contrato, el agente en ocasiones las intimida al poner en duda su carácter y moralidad: si ellas fueran en verdad generosas y cariñosas, no se preocuparían tanto por sus propios intereses.27 Muchas madres subrogadas ven el embarazo como una manera de sentirse “adecuadas”, “apreciadas” o “especiales”. En otras palabras, estas mujeres se sienten inadecuadas, no apreciadas o poco admiradas si no están embarazadas.28 Al no lograr sentirse valiosas por sí mismas, deben subordinarse a las expectativas de otros para ser valoradas (como fábricas de bebés) y así tener la apreciación que necesitan para autovalorarse. Pero el sentimiento de autovaloración que puede lograrse en estas circunstancias es precario y abatido. Por ejemplo, aquellas que buscan gratitud por parte de los padres adoptivos y la oportunidad de compartir las alegrías de ver a sus hijos crecer, descubren que ellos no desean involucrarlas.29 Mientras la madre subrogada ve en el acuerdo algunas bases para establecer lazos personales que necesita para sostenerse en el aspecto emocional, la pareja adoptiva lo ve todo como un contrato comercial, en el que las principales ventajas para ellos son que los lazos entre éstos y la subrogada terminan una vez que se han completado los términos del contrato.30 Para ellos, su presencia es una amenaza a la unidad marital y un objeto de competencia por el afecto del niño. Con base en estas consideraciones deberíamos cuestionar el modelo de altruismo que se muestra a las mujeres en la industria de la subrogación. Es una extraña forma de altruismo la que demanda una radical modestia por parte de aquellos a los que beneficia la alienación y la subordinación del propio cuerpo, la salud y la vida emocional a los intereses, definidos de manera independiente, de los otros.31 Las principales distorsiones que surgen de tratar el embarazo de una mujer como un bien de consumo —la alienación de la madre subrogada, de sus seres queridos, su degradación y su explotación— provienen de una fuente común. Ésta es la falta de reconocimiento y trato apropiado al compromiso emocional de la madre subrogada con su labor. Su embarazo es alienado porque ella debe suprimir sus lazos emocionales con su propio hijo, y puede ser manipulada para reinterpretar esos lazos de modo trivial. Se le degrada porque se niegan sus perspectivas éticas, o se rebajan a la categoría de una suma de dinero. Se le explota porque sus necesidades emocionales y vulnerabilidades no se ven como características dignas de consideración, sino como factores que pueden ser manipulados para alentarla a hacer un sacrificio en beneficio de la pareja adoptiva y la agencia. Estas consideraciones constituyen bases firmes para sustentar los reclamos de la labor de la mujer hacia su “producto”, el niño. El intento de redefinir la maternidad así como arrancar a la mujer sus derechos maternales sobre el niño que lleva, violenta su compromiso emocional con el proyecto de traer un niño al mundo.

Subrogación comercial, libertad y la ley Bajo la luz de las anteriores objeciones éticas ante la subrogación comercial, ¿qué posición debería tomar la ley respecto de esta práctica? Al menos, los contratos de subrogación no deberían hacerse valer. Las madres subrogadas no deberían

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ser forzadas a ceder a sus hijos si han formado lazos emocionales con ellos. Cualquier otro tratamiento de los lazos de la mujer con su hijo es degradante. Yo creo que estos argumentos apoyan la conclusión más firme de que los contratos de subrogación deberían ser ilegales y que las agencias de subrogación que arreglan dichos contratos deberían ser sometidas a sanciones penales. La subrogación comercial constituye un tráfico de niños degradante y dañino, viola la dignidad de la mujer y somete tanto a ésta como al niño a correr un grave riesgo de explotación. Si la subrogación comercial se prohibiera, esto no sería una causa para que las parejas infértiles perdieran las esperanzas de tener una familia. La opción de la adopción sigue disponible, y debería hacerse cualquier intento para abrir las oportunidades a las parejas que no cumplen los requisitos estandarizados, por ejemplo, la edad. Mientras que hay pocos infantes blancos saludables disponibles para adopción, hay abundancia de niños de otras razas, de razas mezcladas y otros más grandes o discapacitados que necesitan con desesperación ser adoptados. Los líderes en la industria de la subrogación han proclamado que la subrogación comercial puede reemplazar la adopción como el método elegido por las parejas infértiles que deseen tener familia. Pero debemos estar alerta de los motivos racistas y eugenésicos que hace que algunas personas estén a favor de la subrogación en perjuicio de los niños que ya existen y necesitan hogares. El caso de la subrogación comercial nos plantea cuestiones profundas acerca del alcance del mercado en las sociedades industriales modernas. He argumentado que existen principios para rechazar la sustitución de las normas parentales por las de mercado que gobiernan la forma en la que las mujeres traen niños al mundo. Estas sustituciones expresan puntos de vista para evaluar a las madres y a sus hijos, que reflejan una concepción inferior de la prosperidad humana. Cuando las normas de mercado se aplican a la forma en que asignamos y comprendemos los derechos y las responsabilidades paternas, los niños se reducen, de sujetos de amor, a objetos de uso. Cuando las normas de mercado se aplican a la manera en que tratamos y comprendemos la labor reproductiva de las mujeres, éstas se rebajan, de sujetos de respeto y consideración, a objetos de uso. Si queremos retener la capacidad de valorar a los niños y mujeres de forma consistente con una rica concepción de la prosperidad humana, debemos resistir la invasión del mercado sobre la labor reproductiva de la mujer. La labor reproductiva de la mujer no es un bien de consumo.

Notas La autora agradece a David Anderson, Steven Darwall, Ezekiel Emanuel, Daniel Hausman, Don Herzog, Robert Nozick, Richard Pildes, John Rawls, Michael Sandel, Thomas Scanlon y Howard Wial por sus amables comentarios y críticas. 1. Véase, por ejemplo, Gena Corea, La madre máquina (Nueva York: Harper y Row, 1985), pp. 216, 219; Angela Holder, “Maternidad subrogada: bebés por diversión y ganancias”, Case and Comment 90 (1985): pp. 3-11; y Margaret Jane Radin, “Concientización del mercado”, Harvard Law Review 100 (junio de 1987): pp. 1849-1937. 2. Las leyes estatales en contra de la venta de bebés impiden que la esposa del que pretende ser padre (si tiene una) sea parte del contrato.

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3. Véase Katie Marie Brophy, “El contrato de una madre subrogada para tener un hijo”, Journal of Family Law 20 (1981-1982): pp. 263-291, y Noel Keane, “El contrato de subrogación parental”, Adelphia Law Journal 2 (1983): pp. 45-53, para encontrar ejemplos y explicaciones sobre los contratos de subrogación. 4. Mary Warnock, Una cuestión de vida (Oxford: Blackwell, 1985), p. 45. Este libro reimprime el Informe Warnock sobre la fertilización humana y la embriología, que fue comisionado por el gobierno británico con el propósito de recomendar legislaciones concernientes a la subrogación y otras cuestiones de género. Aunque el Informe Warnock menciona la promoción del altruismo como una defensa de la subrogación, en general condena la práctica. 5. John Robertson, “Madres subrogadas: después de todo, no tan novedoso”, Hastings Center Report, octubre de 1983, pp. 28-34; John Harris, El valor de la vida (Boston: Routledge y Kegan Paul, 1985). 6. Véase “Sin otra esperanza de tener un hijo”, Time, 19 de enero de 1987, pp. 50-51. Radin discute que a las mujeres se les trata como bienes de consumo en esta práctica. Véase “Concientización del mercado”, pp. 1932-1935. 7. Aquí discuto la industria de la subrogación como es hoy en día. Consideraré posibles modificaciones de la subrogación comercial en la sección final. 8. Robert Nozick ha dicho que mis aseveraciones sobre el amor maternal parecen estar culturalmente determinadas. Los padres del Tercer Mundo que cuentan con sus hijos para la subsistencia familiar, ¿los ven como bienes económicos? Al promover la vida de sus familias, estos niños necesitan ser tratados de acuerdo con las normas de mercado, esto es, como bienes materiales. En particular, estos niños en general permanecen en sus familias y, por lo tanto, pueden ser amados por sus padres. Pero, en tanto sean tratados de acuerdo con las normas del mercado capitalista moderno, este tratamiento es deplorable en donde quiera que se lleve a cabo. 9. Véase Elizabeth Landes y Richard Posner, “La economía de la escasez de bebés”, Journal of Legal Studies 7 (1978): pp. 323-348, y Richard Posner, “La regulación del mercado en las adopciones”, Boston University Law Review 67 (1987): pp. 59-72. 10. Por supuesto, cuando los niños se preocupan, es irrelevante si estos miedos son razonables. Uno de los más grandes miedos de los chicos es separarse de sus padres. Ya se sabe que los niños adoptivos sufren una ansiedad de separación más grave que los que permanecen con sus madres naturales porque sienten que su madre genética no los amaba. En la adopción, el hecho de que el niño estaría en una situación peor si su madre no lo hubiera dado, no justifica la ruptura de sus lazos y esto puede ayudarle a racionalizar este evento. Pero, en el caso de la subrogación comercial, la ruptura de los lazos no ocurre por el bien del infante, sino por el bien de los padres. En el caso de la adopción hay explicación para las acciones de la madre que pueden acallar las dudas sobre el amor al hijo, cosa que no hay en la subrogación. 11. Kay Longcope, “Subrogación: Dos profesionales de cada lado de la cuestión dan sus argumentos para la prohibición y la regulación”, Boston Globe, 23 de marzo de 1987, pp. 18-19; e Iver Peterson, “Caso de la Bebé M: las madres subrogadas ventilan sus sentimientos”, New York Times, 2 de marzo de 1987, pp. B1, B4. 12. Herbert Krimmel, “El caso en contra de la paternidad por subrogación”, Hastings Center Report, octubre de 1983, pp. 35-37. 13. El juez Sorkow dio este argumento al dictaminar en el famoso caso de la Bebé M. Véase En el Caso de la Bebé M, 217 N. J. Super 313. Reimpreso en Family Law Reporter 13 (1987): pp. 2001-2030. El juez supremo Wilentz de la Suprema Corte de Nueva Jersey anuló el juicio de Sorkow. Véase Sobre el caso de la bebé M. 109 N. J. pp. 396, 537, A. 2d 1227 (1988). 14. Sallyann Payton ha observado que la ley no permite la venta de los derechos parentales, sólo su rendición o terminación forzada por el Estado, y estos actos están sujetos a la revisión de los tribunales por el mayor interés de los niños. Pero este tecnicismo legal no cambia las implicaciones morales de la analogía con la venta de bebés. A la madre se le sigue pagando por hacer lo que pueda por ceder sus dere-

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chos parentales y transferir la custodia del niño al padre. Ya sea que el tribunal impida de manera ocasional que esto suceda, las acciones de las partes expresan una orientación comercial hacia los niños, lo cual es degradante y dañino para ellos. La Suprema Corte de Nueva Jersey dictaminó que los contratos de subrogación se evitan precisamente porque asignan la custodia sin tener en cuenta el mejor interés del niño. Véase Sobre el caso de la Bebé M, p. 1246. Robertson, “Madres subrogadas: después de todo, no tan novedoso”, p. 32; Harris, El valor de la vida, pp. 144-145. Véase Philip Parker, “Maternidad subrogada: la interacción de la litigación, la legislación y la psiquiatría”, International Journal of Law and Psychiatry 5 (1982): pp. 341-354. La regla del consentimiento-intención no cambiaría el hecho de que la subrogación comercial reemplace las normas parentales por normas de mercado. Porque la regla en sí incluye la norma de mercado que reconoce sólo las relaciones contractuales voluntarias entre las personas como si éstas tuvieran una fuerza moral. Mientras que el amor familiar invita a los niños a una red de relaciones libres y más amplias que las que tienen con sus padres, el contrato crea una relación exclusiva sólo entre los padres y el niño. Debo este argumento al doctor Ezekiel Emanuel. Uno se compromete en un trabajo emocional cuando se le paga para expresar o reprimir ciertas emociones. Sobre el concepto de labor emocional y las consecuencias para los trabajadores, véase Arlie Hochschild, El corazón manejado (Berkeley y Los Ángeles: Prensa de la Universidad de California, 1983). Noel Keane y Dennis Breo, La madre subrogada (Nueva York: Everest House, 1981), p. 291; Brophy, “El contrato de una madre subrogada”, p. 267. Se requiere que el esposo de la subrogada también firme la cláusula del contrato. Corea, La madre máquina, p. 222. Keane y Breo, La madre subrogada, p. 292. Kay Longcope, “En apoyo a Mary Beth”, Boston Globe, 5 de marzo de 1987, p. 83; Daniel Goleman, “Motivaciones de las madres subrogadas”, New York Times, 20 de enero de 1987, p. C1; Robertson, “Madres subrogadas: después de todo, no tan novedoso”, pp. 30, 34 n. 8. Ni las madres subrogadas ni los psiquiatras han podido predecir qué mujeres sufrirán por esto. Véase Hochschild, El corazón manejado, para considerar un estudio empírico de la dinámica de la labor emocional comercializada. Keane y Breo, La madre subrogada, pp. 236-237. Para conocer el testimonio de cómo una madre subrogada puede arrepentirse de su decisión viendo su propia transformación moral, véase Elizabeth Kane: Madre de nacimiento: la historia de la primera madre subrogada legal estadounidense (San Diego: Harcourt Brace Jovanovich, 1988). Después discuto que las implicaciones de ver la labor reproductiva de la mujer como un bien de consumo no cambian de manera significativa incluso cuando el contrato no es ejecutable. Susan Ince, “Dentro de la industria de la subrogación”, en Mujeres como tubos de ensayo, eds., Rita Ardith, Ranate Duelli Klein y Shelley Minden (Boston: Pandora Press, 1984), p. 110. El agente de subrogación Noel Keane acepta informar las inseguridades emocionales que marcan la vida de muchas madres subrogadas, mientras despliega muy poca sensibilidad hacia las implicaciones de su toma de ventaja sobre estas motivaciones para hacer de su negocio un éxito financiero. Véase en especial Keane y Breo, La madre subrogada, pp. 247ff. Véase, como ejemplo, la historia de la madre subrogada Nancy Barrass, en Arlene Fleming, “Nuestra fascinación por la Bebé M”, New York Times Magazine, 29 de marzo de 1987, p. 38. Para conocer evidencias de estas disparatadas perspectivas, véase Peterson, “Caso de la Bebé M: madres subrogadas ventilan sus sentimientos”, p. B4. Se pide a todas las madres subrogadas que obedezcan todas las decisiones que el médico haga en interés de la salud del infante. (Véase Brophy, “El contrato de una madre subrogada”; Keane, “El contrato de subrogación parental”, e Ince, “Dentro de la industria de la subroga-

ción”.) Estas órdenes podrían incluir forzarla a dejar su trabajo, viajes y actividades recreativas. El médico podría confinarla al reposo en cama y ordenar que se someta a cirugía y que tome medicamentos. Uno no podría negarse y tomar una decisión autónoma cuando tiene un contrato que, si no se cumple, será penalizado con $35 000 dólares por daños al tomar una decisión contraria a los deseos del médico.

ESCENARIO En enero de 1985, la Suprema Corte Británica tomó la custodia de una niña de cinco días de nacida, la primer bebé británica que nació de una madre subrogada. Se informó que una pareja estadounidense, conocida como “Señor y señora A”, había pagado $7 500 dólares a una mujer de 28 años que aceptó ser inseminada con el esperma del señor A de manera artificial. A la mujer, Kim Cotton, se le requirió entregar la niña a los señores A por medio de una orden judicial, debido a la incertidumbre sobre el estatus legal de una madre subrogada. El tribunal permitió que “las partes interesadas, incluyendo el padre natural”, solicitaran la custodia del infante. El señor A lo hizo y el juez John Latey dictaminó que la pareja podría sacar a la bebé del país porque le ofrecería una oportunidad “muy buena de ser criada”. 1.

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¿Existen razones morales que puedan hacer dudar al tribunal antes de entregar a la niña a su padre biológico? Por ejemplo, ¿podría argumentarse de modo persuasivo que Kim Cotton estaba, en efecto, vendiendo a su bebé a los señores A? Kim Cotton estuvo de acuerdo con ser madre subrogada a causa del dinero. ¿El embarazo subrogado es una práctica que tiende a explotar a los pobres? ¿O es una manera legítima de ganar dinero al proveer un servicio necesario? ¿Servir como madre subrogada es en esencia lo mismo que la prostitución? De no ser así, entonces, ¿cuáles son las diferencias relevantes?

II. TRATAMIENTO DE RECIÉN NACIDOS ENFERMOS DE GRAVEDAD Como discutimos en el Capítulo 3, hay muchas decisiones que tomar cuando a un feto se le diagnostica una anormalidad cromosómica. Además del tipo de decisiones que la señora Lawrence tuvo que tomar, existen otras que deben hacerse después de que nazca el niño. ¿Cómo decidimos lo que pasa con estos infantes?

PRESENTACIÓN DE CASO Bebé Owens: Síndrome de Down y atresia duodenal En una fría tarde de diciembre de 1976, la Dra. Joan Owens empujó las puertas de vidrio del Centro Médico Midwestern.

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Ella era médico de práctica privada y con regularidad visitaba el Midwestern para atender a sus pacientes. Pero esta noche era diferente. Owens venía al hospital para ser admitida como paciente. Estaba embarazada, y poco después de las nueve de la noche empezó a tener contracciones uterinas periódicas. La Dra. Owens las reconoció como el inicio del parto. Estaba segura de esto, no sólo por su conocimiento médico, sino porque los dolores siguieron el mismo patrón de antes, cuando sus otros tres hijos nacieron. Mientras su esposo, Phillip, estacionaba el auto, Owens pasó por las formalidades de la admisión. No estaba muy preocupada, porque los partos de sus otros hijos habían sido bastante normales y sin alguna eventualidad. Pero tenía los dolores con mayor frecuencia y sintió alivio cuando terminó el proceso de admisión y la llevaron a su cuarto. Phillip llegó junto a ella, llevándole una pequeña maleta azul con sus artículos personales. A las once y media de esa noche, la doctora Owens dio a luz a una bebé de poco más de 2 kg. El brazalete plástico en su muñeca la identificaba como bebé Owens.

“Dejar morir a la bebé”, dijo Joan. “Si no consentimos la cirugía, la niña morirá pronto. Y eso es lo que tenemos que dejar que suceda.” Phillip llamó al Dr. Ziner, y cuando éste llegó al cuarto de Joan, ambos le comunicaron su decisión. No era lo que esperaba oír. “La cirugía tiene un riesgo muy bajo”, dijo. “La vida de la bebé puede salvarse casi con seguridad . No podemos decir qué tan retardada será, pero la mayoría de los niños con sd pueden desenvolverse muy bien con ayuda de su familia. Toda la familia crecerá para amarla.” “Lo sé”, dijo Joan. “Y no quiero que eso suceda. No quiero que centremos nuestras vidas alrededor de una niña defectuosa. Phillip, yo y nuestros hijos nos veremos obligados a perder muchos de los placeres y las posibilidades de la vida.” “Estamos decididos”, dijo Phillip. “No queremos la cirugía”. “No estoy seguro de que sea tan simple”, dijo Ziner. “No creo que legalmente podamos dejar morir a la bebé. Tendré que hablar con el director y el abogado del hospital.”

Malas noticias

Solicitando una orden judicial

La Dra. Owens estaba aturdida y exhausta por los medicamentos que había recibido. Pero cuando le mostraron a la bebé, se dio cuenta de que no era normal. La cabeza estaba malformada y la piel alrededor de sus ojos presentaba una apariencia extraña. Reconoció que su hija tenía Síndrome de Down. “Clarence”, llamó a su obstetra, “¿la bebé es mongoloide?” “Hablaremos de esto cuando te recuperes”, le dijo el doctor Clarence Ziner. “Dímelo ahora”, dijo Owens. “¡Examínala!” El Dr. Ziner examinó con profundidad a la niña. Ya había notado que la Dra. estaba en lo cierto y no hacía más que corroborarlo. Más tarde tendría que hacer un examen más cuidadoso. Cuando el Dr. Ziner confirmó las sospechas de Joan Owen, ella no dudó en decir lo que pensaba. “Deshazte de ella”, dijo al obstetra, “yo no quiero tener un hijo mongoloide”. El Dr. Ziner trató de tranquilizarla. “Sólo duerme un rato”, le dijo. “Hablaremos de ello más tarde”. Cuatro horas más tarde, un poco después de las cinco de la mañana y antes de que amaneciera por completo, Joan Owens despertó. Phillip estaba con ella y tenía más malas noticias. Un examen más detallado mostró que el intestino delgado de la bebé no se había desarrollado de manera apropiada y estaba cerrado en un lugar, condición conocida como atresia duodenal. Podía corregirse con un procedimiento quirúrgico sencillo pero, hasta que no se realizara la cirugía, la bebé no podría ser alimentada. Phillip había rehusado consentir la operación hasta que su esposa despertara. Joan Owens no cambió de parecer: ella no quería a la bebé. “No sería justo para los otros niños criarlos junto con un mongoloide”, dijo a Phillip. “Consumiría todo nuestro tiempo y no podríamos darle a David, Sean y Melinda el amor y la atención que necesitan.” “Estoy dispuesto a hacer lo que creas mejor”, le dijo Phillip. “Pero, ¿qué podemos hacer?”

A las seis de la mañana, Ziner llamó a su colega, el Dr. Félix Entraglo, director del hospital, y a Isaac Putnam, jefe del departamento legal. Acordaron reunirse para discutir el problema presentado por los Owen. La reunión duró dos horas. La opinión de Putnam era que el hospital no sería confiable desde el punto de vista legal si permitía que la bebé Owen muriera porque sus padres se negaron a dar consentimiento para la cirugía. “¿Por qué no conseguimos una orden judicial para realizar la cirugía?”, preguntó el Dr. Entraglo. “Eso es lo que hacemos cuando un infante requiere una transfusión de sangre o una vacuna y las creencias religiosas de sus padres los llevan a negar el consentimiento.” “Este caso no es exactamente paralelo”, dijo el señor Putnam. “Aquí hablamos de obtener una orden judicial que obligue a los padres a permitir la cirugía para salvar la vida de un infante defectuoso. La niña seguirá siendo defectuosa después de la cirugía, y creo que un tribunal no aceptará que una familia tenga dificultades emocionales y financieras cuando los padres han deliberado con seriedad sobre la cuestión y se han decidido en contra de la cirugía.” “Pero, ¿la niña no tiene lugar en esta situación?”, preguntó el Dr. Ziner. “Eso no está claro”, dijo el señor Putnam. “En general, asumimos que los padres actuarán por el bien del niño, y cuando ellos se niegan, buscamos que el tribunal actúe en su lugar. Pero en una situación como ésta, ¿quién puede decirlo? ¿El bebé de los Owens en realidad es una persona desde los puntos de vista legal y moral?” “Creo que puedo comprender porqué un tribunal dudaría para ordenar una cirugía”, dijo el doctor Entraglo. “¿Qué tipo de vida podría esperarse para una familia a la que se le presiona para aceptar a un niño que no quiere? Se convertiría en una caldera de culpa y resentimiento mezclada con amor y preocupación. En este caso, la vida de cinco personas normales sería profundamente afectada.”

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“¿Así que sólo dejaremos que el bebé muera?”, preguntó Ziner. “Me temo que sí”, dijo el doctor Entraglo.

Los últimos días A la bebé Owens le tomó 12 días morir. Sus labios y su garganta eran humedecidos con agua para alivianar su sufrimiento, y en una pequeña habitación desocupada, apartada de los cuartos de los pacientes, se le dejó morir de hambre. Muchas enfermeras y médicos pensaban que estaba mal que la bebé Owens tuviera una muerte tan prolongada. Algunos pensaban que estaba mal que muriera, pero una agonía tan larga parecía innecesariamente cruel. Sin embargo, el Dr. Entraglo los previno de hacer cualquier cosa que acortara la vida de la bebé, pues esto constituiría una acción criminal. Entonces, por el miedo de que se les culpara de un delito, el personal se abstuvo de administrar cualquier medicamento a la bebé Owens. La carga de cuidar a un bebé moribundo cayó sobre las enfermeras del pabellón de obstetricia. Los médicos evadían por completo a la niña, y eran las enfermeras quienes veían que recibiera agua y se le cambiara la ropa de cama. Esto generó mucho resentimiento entre las enfermeras, y algunas se negaron a relacionarse con la bebé moribunda. Muchas mantuvieron sus contribuciones al mínimo. Pero una enfermera, Sara Ann Moberly, decidió hacer que los últimos días de la bebé Owen fueran lo más confortables posible. La sostenía, la mecía y le hablaba suavemente cuando lloraba. Hacer todo lo que podía por la bebé tranquilizaba también a Sara Ann. Pero incluso ella estuvo agradecida cuando la bebé Owens murió. “Fue un alivio para mí”, dijo. “Casi no podía enfrentar la frustración de sólo sentarme día tras día sin hacer nada que pudiera ayudarla.”

LECTURA Decisiones de vida y muerte que se toman en medio de la incertidumbre

intereses de un infante a veces pueden alcanzarse de mejor manera al detener un tratamiento y permitir que muera. Los médicos y los padres, mantiene Weir, deben tomar las decisiones del tratamiento basándose de modo exclusivo en los beneficios y las contrapartes del tratamiento del infante. Una unidad de cuidado intensivo neonatal (nicu, por sus siglas en inglés) se caracteriza por tener pacientes prematuros y discapacitados que sufren padecimientos que amenazan su vida; médicos y enfermeras altamente especializados; tecnología médica de punta; una fila inagotable de consultas clínicas; padres lidiando con posibilidades aterradoras, y numerosas decisiones que deben tomarse en medio de una incertidumbre impenetrable. Ya sea que las decisiones se tomen mientras se observa al bebé discapacitado, en consulta con los padres o en un salón de conferencias cerca de la nicu, muchas de ellas son cruciales porque un bebé continuará viviendo o morirá en consecuencia.

¿Los neonatos cuentan como personas? Hasta el punto en el que hay un consenso entre los filósofos sobre el concepto de la condición de la personalidad, éste se enfoca en las cualidades intrínsecas, más que en las extrínsecas, de las personas. La mayoría de ellos está de acuerdo, al menos, en las propiedades centrales o caracteres de la condición de persona, si es que no en todas sus aplicaciones. Joel Feinberg, en su discusión sobre el “sentido común de la condición de personalidad”, pone en claro la perspectiva consensual de esta condición como la posesión de tres propiedades necesarias y suficientes en conjunto: conciencia, autoreconocimiento y al menos un mínimo de racionalidad. Estas propiedades, para él y muchos otros, representan las “características que nos vuelven personas”. La posesión de la condición de persona, por lo tanto, tiene que ver con el desarrollo neurológico y, al menos entre los seres humanos, con la ausencia de un impedimento o disfunción neurológica profundos. La respuesta a la pregunta de si los neonatos deben contarse como personas depende de tres factores interrelacionados:

Robert F. Weir

1.

Robert Weir argumenta una posición intermedia entre la de Robertson y Engelhardt. Está de acuerdo con Robertson en que las decisiones sobre infantes en extremo prematuros o discapacitados no deben basarse en consideraciones económicas, sociales o costos emocionales, pero también está de acuerdo con Engelhardt en que los infantes no son personas en un sentido completo. Por lo tanto, en algunos casos podemos decidir de manera razonable que recibir tratamiento no es lo mejor para el infante. En el punto de vista de Weir, los neonatos que sufren de graves impedimentos neurológicos son “personas potenciales” y, como tales, poseen los derechos humanos básicos, incluyendo el derecho a no ser asesinados. Sin embargo, todos los infantes, incluyendo aquellos que carecen del potencial de convertirse en personas en el sentido completo, tienen derecho a que se vea por su “mejor interés”, y Weir propone ocho criterios para determinarlos. De acuerdo con estos criterios, los

2. 3.

¿Qué nivel de madurez neurológica se requiere para tener la condición de persona? ¿Qué grado de impedimento neurológico se requiere para descartar la condición de persona? Si vamos a tomar en cuenta el principio de la potencialidad de formar una condición de persona, ¿qué tanto peso debe dársele a ésta?

A mi juicio, existen tres posiciones básicas respecto de la condición de persona de los neonatos (y otros seres humanos cuya condición de persona pueda ser cuestionada), y las posiciones son distinguibles, en gran parte, debido al manejo de factores del desarrollo neurológico, impedimentos neurológicos y la potencialidad de la condición de persona. La primera posición sostiene que todos los neonatos, ya sean normales o discapacitados en el aspecto neurológico, no tienen condición de persona. La segunda posición se sostiene en el otro extremo del espectro filosófico y político, y representa un punto de vista común sobre los neonatos entre muchos médicos, enfermeras y personal médico. APÉNDICE

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La tercera posición se centra entre las otras dos, al diferir de las insuficiencias de la primera y los excesos de la segunda sobre la condición de persona de los recién nacidos. Esta postura, que sostiene que todos los neonatos son personas potenciales, puede compararse con los puntos de vista alternativos sobre las bases de sus cuatro postulados: 1.

2. 3.

4.

La condición de persona es una categoría moral que se atiene a los seres (de cualquier especie) con ciertas características, principalmente las capacidades cognoscitivas. Los neonatos carecen de las cualidades intrínsecas que convierten a un ser humano en persona, como los fetos. Al tener el potencial de convertirse en personas a través del curso normal del desarrollo, cuentan como tales, así como los neonatos sin impedimentos neurológicos severos (y los fetos que exhiben actividad cerebral) tienen este potencial. Todas las personas potenciales tienen un derecho prima facie sobre los beneficios morales de la condición de persona, incluyendo el derecho a no ser asesinados, porque subsecuentemente obtendrán una moral de persona real y un derecho legal a la vida.

La última de estas posiciones, a mi parecer, es la manera correcta de describir el estado ontológico de los neonatos. Esta posición es preferible a la perspectiva que algunos filósofos mantienen de que los neonatos no son personas, porque concede más que un valor de especie a los recién nacidos y evade la debilidad de tener que permitir, en principio, la terminación indiscriminada de un número incierto de vidas neonatales sin importar que tales vidas estén impedidas en el aspecto cognoscitivo, discapacitadas físicamente o sean normales. La tercera posición también es preferible al punto de vista de que los neonatos son personas reales (en especial, como muchos grupos provida proponen), porque toma los conceptos filosófico y psicológico de la condición de persona con seriedad y evade la debilidad de tener que decir, en principio, que un bebé no tiene más derecho a los beneficios morales de la condición de persona de lo que lo tiene un embrión humano.

¿Cuál es la mejor opción ética para tomar decisiones que inicien, continúen o abatan un tratamiento que sustente la vida? Las opciones varían de un rango muy conservador a uno muy liberal, y se diferencian una de otra en consideración al aspecto sustantivo y, en menor medida procedimental, de tomar decisiones de vida o muerte para pacientes jóvenes y no autónomos. La opción ética más conservadora es la perspectiva que fue promocionada por el orden público de la administración de Ronald Reagan a través de las regulaciones del “Bebé X” y las subsecuentes regulaciones sobre abuso de menores. Furiosos porque el “Bebé X” (el caso de 1982, de Bloomington, Indiana) había muerto y podría haber vivido con una intervención quirúrgica, y preocupados porque a otros infantes discapacitados también se les dejara morir en los hospitales, los líderes de la administración de Reagan cabildearon ferozmente en favor de la perspectiva sostenida por el cirujano

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general C. Everett Koop y muchos de los partidarios provida de la administración. Esta posición ética sostiene que sólo existe una razón moral aceptable para no mantener la vida de un infante; a saber, la incapacidad médica en un muy limitado número de casos que intentan hacerlo. De acuerdo con esta perspectiva ética, las decisiones de no sustentar la vida de un infante severamente discapacitado son aceptables sólo cuando ese infante morirá de modo irremediable (o, para algunas personas que mantienen esta posición, un infante cuya condición es alguna forma de inconsciencia permanente). Por lo tanto, los únicos casos en los que estas decisiones tomadas por los médicos o los padres son justificables, son aquellos inusuales en los que en realidad no hay una decisión moral que tomar: Dios, la naturaleza, el destino, el papel del “dado” genético o alguna fuerza más allá de nuestro control impide los esfuerzos médicos para sustentar una vida. La opción más liberal es una posición que tiene un peso significativo en algunos círculos filosóficos, pero no, como ya hemos discutido, entre los médicos y otras personas orientadas hacia una visión de la realidad más práctica y con bases empíricas. Esta posición, al contrario de la primera, se basa en el estado ontológico de las jóvenes vidas en riesgo que se mantienen en unidades de cuidado intensivo, más que en la severidad de sus condiciones médicas. En lugar de apoyar la administración de un tratamiento que sustente la vida de los neonatos y los niños pequeños que no están muriendo (o permanentemente inconscientes), los filósofos que sostienen esa posición (p.e., Michael Tooley, Mary Anne Warren y Peter Singer) argumentan que los médicos y los padres sólo están obligados a dar tratamientos médicos que sustenten la vida a los neonatos y niños pequeños que puedan contar como personas. Como hemos visto, el truco es que, de acuerdo con esta perspectiva, ningún neonato cumple los criterios de la condición de persona, y no se coloca algún peso moral en el hecho de que podrán tener la condición de persona durante el curso de su desarrollo. Un problema no resuelto por estos filósofos, y una de las razones por las cuales esta posición jamás se convertirá en una política pública, es definir el “momento mágico” más allá del periodo neonatal donde los niños pequeños sí cumplen los criterios de la condición de persona y, por lo tanto, están protegidos de que sus vidas sean terminadas de manera arbitraria. La tercera posición es la primera de las tres que está más cerca de la mitad del espectro filosófico de lo que lo están las otras opiniones que acabamos de discutir. Los médicos, filósofos y otros individuos que la sostienen no creen que todos los neonatos que no están muriendo deban recibir un tratamiento que conserve su vida; tampoco creen que la vida de los neonatos pueda ser terminada desde el punto de vista moral sobre las bases de un punto definitorio de la condición de persona. Más bien, están convencidos de que el aspecto más importante de la decisión de no sustentar la vida de un infante es la pregunta de procedimiento: ¿quién debería tomar estas decisiones difíciles? La respuesta correcta, de acuerdo con los que comparten este punto de vista, es que los padres del neonato o niño pequeño son las personas apropiadas para tomar la decisión, aun cuando las regulaciones fede-

rales actuales no permitan esta discreción parental. Debido a que los padres del infante discapacitado son los que más ganan o pierden, dependiendo de lo que le suceda al infante, son ellos, y no los médicos, el comité de ética o cualquier otra persona, quienes deberían tener el derecho a tomar las decisiones de vida o muerte en todos los casos donde exista un desacuerdo sobre si el infante continuará viviendo o morirá sin un tratamiento que conserve su vida. Los que abogan por una cuarta posición ética están convencidos de que los juicios de calidad de vida son inevitables en los casos de malformaciones neurológicas o físicas severas a pesar de que las regulaciones federales digan lo contrario. Todas las partes responsables en los casos de anormalidades neonatales serias están moralmente obligadas, y debería ser permitido desde el punto de vista legal, a hacer preguntas sobre el futuro de estos niños si su vida es prolongada por un tratamiento médico. Es de gran importancia en estos casos no sólo la cuestión de si un niño puede ser salvado con las anormalidades que tiene, sino también qué tipo de vida tendrá con esas anormalidades. Las más importantes a considerar son las de naturaleza neurológica. Si un desorden es tan serio para que un pediatra neurólogo y los neonatólogos proyecten una vida con grandes discapacidades para el niño, casi todas las personas que mantienen una posición de calidad de vida encontrarían moralmente justificable la terminación del tratamiento que sustenta la vida del infante. La quinta posición la sostienen quienes están convencidos de que un tratamiento que sustenta la vida debe administrarse a neonatos normales y discapacitados siempre y cuando ese tratamiento vele por sus intereses, y que debe ser abatido cuando se trata de neonatos en extremo prematuros o severamente discapacitados (y también en niños pequeños) en los casos en que no se considere parte de su mejor interés. Quienes mantienen esta posición están de acuerdo con los que promueven la calidad de vida cuyas proyecciones del futuro de un niño se enfocan completamente en sus probables capacidades y discapacidades, no en el impacto del niño sobre alguien más, o en la capacidad de obtener el mínimo estándar de aceptación social de una vida humana. Al contrario, las personas que tienen una posición basada en el mejor interés, están en desacuerdo con los que promueven la calidad de vida, quienes comparan en los aspectos mental y físico a los niños anormales con los normales, enfatizando los problemas que los niños discapacitados causan a sus familias y a la sociedad, y tratando de proteger a ambas de tener que lidiar con los niños discapacitados que no pueden mantener algún estándar arbitrario de aceptación. Al igual que todos los que promueven las posiciones de calidad de vida, los que apoyan la visión de los mejores intereses tienen un punto de vista más liberal que las regulaciones federales actuales. La posición de los mejores intereses, a mi juicio, es la perspectiva ética preferible para basarnos cuando hay que tomar las difíciles decisiones de iniciar, continuar o abatir un tratamiento que sustente la vida con cualquier paciente que tenga una condición médica que amenace su vida. Los neonatos y jóvenes pacientes pediátricos no son la excepción. Ellos, al igual que otros, deberían recibir tratamientos que sustenten su vida cuando los que toman la decisión estén

convencidos de que el tratamiento disponible provee un balance de beneficio y carga para el niño. Estas decisiones deberían basarse en su condición médica, preocuparse por su sufrimiento e irremediable discapacidad, más que por proyectar el valor social e involucrar juicios comparativos sobre la continuación de la injuriosa existencia del niño en oposición a su no existencia.

¿Qué significan los “mejores intereses” cuando los pacientes son neonatos? Aun cuando se le apoya mucho en teoría, la posición de los mejores intereses tiene algunos problemas. Ciertos partidarios de esta posición admiten que el concepto de los mejores intereses del paciente es inherentemente vago, en especial cuando éste es un neonato. Sin embargo, argumentan que el concepto puede ayudar a tomar decisiones sobre tratamientos que sustentan la vida de neonatos, porque enfoca el proceso de la toma de decisiones justo en la vida humana, que debería ser el principal foco de atención. Algunos críticos de la posición de los mejores intereses, al menos en cuanto a su aplicación a neonatos, piensan que sus bases conceptuales son erróneas en lo fundamental. Martin Benjamin argumenta que éstos todavía no poseen una conciencia cognoscitiva, y mucho menos los propósitos y necesidades específicas que son necesarios para que se atribuya un interés en la continuación de su vida. Howard Brody está convencido de que cualquier intento para aplicar el concepto de los mejores intereses en los infantes está condenado a fracasar, porque es incoherente o inadecuado como guía para tomar decisiones medicas difíciles. Él argumenta que, aun cuando se pueda decir de manera inteligible que los infantes tienen intereses, tales intereses serían desconocidos por los adultos que toman las decisiones. Los “intereses” personales consisten en relaciones, actividades y cosas en las que uno participa y sobre las que se coloca un valor. Para tener intereses (como opuesto a las sensaciones e instintos) normalmente se requiere como condición necesaria que uno esté consciente, consciente de sí mismo, y que sea capaz en el aspecto cognoscitivo de tener necesidades y propósitos. En otras palabras, para tener intereses en general se requiere que uno tenga la condición de persona. Sin embargo, como Joel Feinberg señala en una discusión de los intereses de los fetos, es plausible atribuir futuros intereses a los “fetos pre-personas”. Aun cuando un feto “presumiblemente no tiene intereses reales”, se puede decir con acierto que los tendrá en el futuro, asumiendo que en algún momento próximo en su desarrollo normal (al nacimiento o posterior nacimiento) se convertirá en una persona y, por lo tanto, poseerá intereses reales. De manera similar, la ley reconoce que los fetos pueden tener “derechos contingentes”, como el derecho a la propiedad, que se volverá real en el momento en el que el feto nazca. Cualquier derecho contingente de un feto se viola al instante si éste muere antes del nacimiento. El mismo tipo de razonamiento sobre los intereses puede utilizarse para analizar los que se atribuyen a los neonatos, incluso por los filósofos que dicen que éstos no son personas. Porque incluso si no es posible decir correctamente que los neonatos como “no personas” poseen intereses reales, sí es

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factible decir que tienen intereses futuros (asumiendo que en un momento futuro se convertirán en personas) en los que se puede interferir, o que es posible que las decisiones o acciones de los adultos dañen mucho antes de que estas vidas humanas se convirtieran en personas. Por ejemplo, se podría decir que un neonato con mielomeningocele tendrá intereses futuros en la movilidad física, pero se dará cuenta, más tarde en su vida, que la decisión de no corregir la lesión por medios quirúrgicos que tomaron sus médicos o sus padres durante el periodo neonatal pudo cambiar sus intereses futuros. Un marco de trabajo conceptual alternativo para discutir los intereses de los neonatos se ha presentado a partir del punto de vista filosófico que dice que los neonatos con discapacidades neurológicas severas deben ser vistos como personas potenciales. En este marco, un análisis de los intereses de los neonatos no necesita involucrar la atribución de los futuros intereses de éstos porque se consideran probables personas en algún “momento mágico” del futuro, pero se los atribuye porque tienen el potencial de convertirse en poseedores de intereses a través del curso normal de su desarrollo. Este punto es fundamental. Así como la potencialidad es un aspecto importante del concepto de la condición de persona, también es una característica importante de la comprensión filosófica de los intereses (pero no de los derechos legales). Los intereses cambian con el tiempo cuando uno se convierte en una persona: algunos se intensifican, otros se debilitan, y otros más aparecen como si fueran recién nacidos. Por esta razón, una discusión de los intereses futuros de cualquier neonato se vuelve problemática si uno sólo puede proyectar los intereses reales que el niño tendrá cuando cumpla con los criterios de la condición de persona en algún momento del tiempo. En contraste, el principio de la potencialidad, que aplica tanto a la posesión de la condición de persona como a la posesión de intereses, permite que uno razonablemente atribuya a cualquier neonato el tipo más general y básico de intereses que la mayoría de los individuos tiene conforme se desarrollan de niños pequeños a mayores, y a lo largo de las varias fases de la vida personal. Cuando se aplica a neonatos, el concepto de los “mejores intereses” puede obviamente no referirse a las necesidades y propósitos específicos que cualquiera de ellos pueda tener en su vida, mucho menos a los que tendrá después. Sin embargo, este concepto puede utilizarse para capturar el interés futuro esencial que una persona tiene cuando es paciente, es decir, un interés en no ser dañado durante un tratamiento. Para la mayoría de los pacientes, en casi todas las situaciones clínicas este interés vital de no ser dañado quiere decir que ellos preferirían la vida a la muerte, a menos que la continuación de la vida esté llena de un dolor incorregible y otros sufrimientos más dañinos que la perspectiva de la muerte. Atribuir este interés general y básico a los neonatos sería decir que todos los que carecen de un impedimento neurológico severo tendrán este futuro interés en no ser dañados, mismo que se actualizará cuando se conviertan en personas durante el curso de su desarrollo. Lo más difícil de usar el concepto de los mejores intereses al tomar decisiones en las nicu es determinar los factores que deberían considerarse en un caso dado. ¿De qué modo

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los médicos y los padres pueden valorar en un caso los aspectos benéficos y dañinos del tratamiento? ¿Cómo pueden decidir si el tratamiento que sustenta la vida de un neonato persigue sus mejores intereses o es contrario a ellos? Mi sugerencia es velar por los intereses del paciente y verlos como si tuvieran ocho variables. En los casos neonatales (y en otros pediátricos) las variables son las siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Severidad de la condición médica del paciente. Disponibilidad de un tratamiento curativo o correctivo. El alcance de las metas médicas importantes. Presencia de impedimentos neurológicos serios. El alcance del sufrimiento del infante. Multiplicidad de otros problemas médicos serios. Esperanza de vida del infante. Proporcionalidad de los beneficios y daños relacionados con el tratamiento del infante.

La última de estas variables es, en muchos aspectos, una sumatoria de las variables que la anteceden. Para los que toman las decisiones en estos casos, una consideración de los beneficios del tratamiento (a largo y corto plazo) al paciente es la “línea de fondo” que debemos seguir para determinar si el abatimiento o la continuación de un tratamiento que sustente la vida es en los mejores intereses de un neonato particular. Al hacer esta evaluación, quienes toman las decisiones llegan a un juicio subjetivo que incluye factores objetivos, pero al final no es posible reducirlo a información cuantificable. Porque decidir en situaciones clínicas poco comunes que un tratamiento es, en balance, dañino más que benéfico para el infante, es hacer un juicio moral.

¿El tratamiento que sustenta la vida de neonatos y otros niños pequeños debería terminarse por razones económicas? Los neonatólogos y otros especialistas en pediatría otorgan considerable importancia a brindar a los pacientes un buen cuidado. En los términos de la posición del mejor interés del paciente, este énfasis sobre las necesidades médicas y los intereses de los pacientes individuales es la perspectiva preferible desde el punto de vista moral para los pediatras y otros médicos. De acuerdo con esto, las necesidades e intereses de cada paciente relacionados con la continuidad de la vida sobrepasan de modo correcto cualquier interés de los padres y hermanos o de la sociedad. Puesto de manera sencilla, ningún neonato u otro joven paciente no autónomo debe morir sólo porque su condición médica y su cuidado hospitalario es costoso, aun cuando los médicos y los padres de un caso dado sepan que el ingreso de la familia y el seguro médico no pueden costear el cuidado del paciente involucrado. Sin embargo, en los últimos años cierto número de factores se han combinado para generar incertidumbre acerca de esta premisa moral básica de la provisión del cuidado médico, en especial cuando aplica a casos de neonatos en extremo prematuros o severamente discapacitados. Los médicos, administradores hospitalarios y otras personas afectadas con frecuencia cuestionan la importancia que debe darse a los aspectos económicos de sustentar la vida de algunos neonatos y niños pequeños, de modo especial cuando es predecible que estas

vidas se caracterizarán por sus discapacidades médicas físicas y mentales. Las discusiones de casos en las nicu, picu y unidades de cuidado crónico especializadas para niños pequeños, con mayor frecuencia desatan comentarios y cuestionamientos del personal médico, residentes, enfermeras, trabajadores sociales y éticos respecto del costo del tratamiento en curso y sobre quién tendrá que pagarlo. Un factor que contribuye a la incertidumbre sobre el papel de la economía en los casos neonatales es el escalamiento de los costos del cuidado que necesitan los recién nacidos en extremo prematuros o discapacitados. Esta incertidumbre llega no sólo por la concientización del alza de precios para proveer el cuidado a estos bebés, sino también porque la realización de los esfuerzos para proporcionar cifras de costos comparativas para el cuidado neonatal han probado ser menos que satisfactorias, porque la aplicación de categorías de diagnosis de grupos relacionados (drg, por sus siglas en inglés) no ha funcionado bien en las nicu, y porque el costo-efectividad del cuidado para los neonatos de bajo peso sigue siendo cuestionable. Los estudios publicados en años recientes documentan el incremento de los costos para proveer cuidado a los neonatos discapacitados y a los niños pequeños en las unidades de cuidado crónico. Por ejemplo, en un estudio de Canadá (usando dólares canadienses de 1978) se encontró que los costos del cuidado intensivo de infantes que pesaban menos de 1 000 gramos (1 kg) eran en promedio de 102 500 dólares por sobreviviente. Un estudio de Australia (usando dólares australianos de 1984) determinó que el costo directo total para el nivel III, de cuidado de alta dependencia en un hospital, era de 690 dólares por día. Las investigaciones en Estados Unidos, variando mucho en metodología, han encontrado que el costo total de sobrevivientes selectos del cuidado intensivo neonatal en un hospital de Boston va desde 14 600 a 40 700 dólares; para los sobrevivientes a largo plazo en el hospital pediátrico de Washington, DC, los precios son de 182 500 dólares al año, y para los sobrevivientes de muy bajo peso en las nicu de seis centros médicos van de 72 110 a 524 110 dólares, con un costo medio de cuidado por infante de 158 800 dólares por 137 días. Otro factor ha sido reconocer cada vez más que las presiones financieras creadas por el costoso tratamiento neonatal y pediátrico pueden dañar o incluso destruir a las familias. Por ejemplo, un estudio de Minnesota en 1988 sobre los infantes discapacitados y sus familias, hizo varios hallazgos perturbadores: la proporción de familias con niños pequeños que carecen de seguro de gastos médicos se incrementa; 16% de las familias en el estudio paga el costo total de su seguro médico; las familias con ingresos promedio no califican para obtener asistencia financiera por parte del Estado; muchas familias se declaran en bancarrota, y al menos una familia sigue debiendo al hospital y a los médicos cerca de 300 000 dólares por el cuidado de su hijo. El informe concluye: “No se debería permitir que las familias perdieran su hogar, hipotecaran su futuro o descuidaran las necesidades de sus otros niños por pagar el cuidado de un niño crónicamente enfermo o discapacitado.” Un factor relacionado, pero diferente, tiene que ver con el costo a largo plazo de proveer cuidado médico, enfermeras

y cirugías para los niños severamente discapacitados que permanecen en el hospital durante meses y años. Algunas veces los llamados “bebés al límite” tienen complicadas condiciones médicas crónicas, que en general dependen de ventilación mecánica y otras tecnologías de asistencia para sobrevivir, y con frecuencia provienen de familias de bajos ingresos o de padres solteros que simplemente no pueden costear (en términos de dinero y tiempo) el hecho de tener al niño en su casa. Si no se puede arreglar otra casa institucional (generalmente debido al costo y la tecnología involucrados), y si los padres adoptivos no son una opción realista, estos niños deben residir por varios años en las unidades especializadas en cuidado crónico en las que nacieron. Cuando eso sucede, los niños se vuelven símbolos vivientes de un tipo de problema de “segunda generación” provocado por el éxito de las unidades de cuidado intensivo neonatal: son sobrevivientes de la nicu, pero permanecen cautivos de la tecnología médica en una institución que nadie escogería llamar hogar. Dada la incertidumbre generada por estas variables, ¿qué se debe hacer? Para dos de las posiciones éticas antes descritas, la respuesta es razonablemente simple: modificar o ignorar las regulaciones federales; abatir más rápido el tratamiento de sustentación de vida sobre las bases de: 1) la discreción parental, o 2) la calidad de vida proyectada de los neonatos involucrados (incluyendo el impacto que la vida posterior de éstos tenga sobre otras personas), y rebajar los costos de la nicu para las familias e instituciones. Ir por ese camino por esa razón, sería un error. Los aspectos económicos del cuidado intensivo neonatal se volverán un factor dominante en los padres y médicos que toman decisiones, y muchos neonatos prematuros y discapacitados morirían para ahorrar dinero. Establecer una política que aliente a los padres a tomar decisiones de vida o muerte en casos individuales como una estrategia de ahorro de dinero para ellos mismos (o para los médicos que hacen lo mismo para ahorrarlo a sus hospitales) no es la mejor manera de resolver el problema real de la elevación de los costos de las unidades de cuidado intensivo, en especial si esta política se guiará por los principios éticos de la beneficencia y la justicia. A mi parecer, existe una mejor alternativa. Ésta es la combinación de: 1.

2.

3.

El uso continuado de los estándares de los mejores intereses del paciente en los escenarios clínicos, incluyendo el creciente énfasis en las ocho variables que comprende el estándar. El establecimiento de una política nacional basada de modo exclusivo en evidencia médica que restrinja el uso de la unidad intensiva neonatal en función de los pesos de los infantes al nacer. El establecimiento de un programa de seguro médico nacional que pagaría por los catastróficos gastos de salud generados al proveer cuidado para los recién nacidos severamente prematuros o discapacitados.

Los resultados de esta aproximación combinada tendrían tres aristas. Una aplicación más consistente de los estándares de los mejores intereses resultaría en un incremento en el

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número de decisiones, tan difíciles como sean, por los padres y médicos para descontinuar el tratamiento que sustente la vida de los infantes. Estas decisiones no estarían basadas en el ahorro del dinero, sino en una conclusión honesta de que el tratamiento disponible, aunque sea capaz de sustentar la vida del neonato, es contrario a sus mejores intereses. Además, el establecimiento de una política nacional que limite los tratamientos de sustentación de vida a los neonatos que tengan cierto peso de nacimiento (p. e., 600 gramos), no sólo rebajaría los altísimos precios del cuidado de los infantes de bajo peso, sino que también sería defendida, dependiendo de la racionalidad y detalles de la política, pues cumple los requisitos de la justicia. Estos estatutos seguramente no resolverían todos los problemas de incertidumbre en las nicu, pero brindarían una medida de gran certidumbre si se basan en el consenso entre neonatólogos, al establecer un peso mínimo para los neonatos a los que se les daría el tratamiento de sustentación de vida. Finalmente, al establecer un programa nacional de aseguramiento, el gobierno federal ayudaría a pagar los enormes costos generados en las unidades de cuidado neonatal y de cuidado crónico especializadas para los niños pequeños. Para el gobierno federal, estipular que virtualmente todos los neonatos, a menos que estén muriendo o permanentemente inconscientes, se mantengan con vida y después no hacer ningún esfuerzo serio para ayudar a los padres y las instituciones a pagar los gastos, es algo injusto. Sin este programa, los padres y los médicos continuarán enfrentando la tarea de tomar decisiones de vida o muerte por los recién nacidos en medio de gran incertidumbre, incluyendo si la familia será destruida en el aspecto financiero por los costos del cuidado médico.

ESCENARIO Irene Towers había sido enfermera durante casi 12 años; al menos los últimos tres de esos años trabajó en la Unidad Neonatal del Hospital Halifax County. Era un empleo que ella amaba. Incluso cuando los infantes estaban enfermos o requerían un tratamiento quirúrgico especial, encontraba gratificante el trabajo de cuidarlos. Sabía que sin sus esfuerzos, muchos de esos bebés simplemente morirían. Irene estaba de turno la noche en que nacieron los siameses de Corrine Couchers y se les llevó a la Unidad Neonatal de inmediato. Incluso Irene, con toda su experiencia, se afligió al verlos. Los gemelos se encontraban unidos por la sección media, de modo que era imposible separarlos por cirugía. Debido a la posición del único hígado y los riñones, ni siquiera un gemelo podía salvarse sin costarle la vida al otro. Además, ambos niños estaban deformes, con los brazos y las piernas incompletos y las cabezas deformadas. Lo mejor que pudo determinar el neurólogo fue que ambos sufrían daño cerebral severo. El padre de los niños era el Dr. Harold Couchers, un hombre de constitución ligera que estaba a principios de sus 30 años de edad. Era un especialista en medicina interna que tenía una práctica privada. Irene sintió lastima por él la noche en que nacieron sus hijos. Cuando llegó al cuarto donde el obstetra los examinaba, ya le habían dicho qué esperar. No mostró signos de sufrimiento cuando estuvo al lado de la cuna, pero las comisuras 270

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de sus labios estaban tensas, y su cara, de manera poco natural, carecía de expresión. Extrañamente, pensó Irene, casi no miraba a los niños y no los tocaba. Estaba segura de que, de alguna forma, él se culpaba por lo que les había pasado. Mas tarde, Irene vio a Couchers tomar asiento en el pequeño cuarto de conferencias al final del pasillo con la Dra. Cara Rosen, la obstetra de Corrine Couchers. Hablaban con seriedad y en voz baja cuando Irene pasó por la puerta abierta. Después, cuando miraba la hoja de tareas en la estación de enfermeras, los dos se pusieron de pie. La Dra. Rosen tomó un expediente del estante detrás del escritorio e hizo una anotación. Después de regresar el expediente, dio la mano a Couchers y él se fue. No fue sino hasta el final de su turno cuando Irene leyó el expediente; la nota de la Dra. Rosen decía que a ninguno de los gemelos se les debía dar comida ni agua. Al principio Irene no podía creer la orden. Pero cuando preguntó a su supervisor, le dijeron que éste había telefoneado a Rosen y que ella había confirmado la orden. Irene no dijo nada al supervisor o a otra persona, pero tomó sus propias decisiones. Creía que estaba mal dejar morir a los niños, en particular de una forma tan horrible. Ellos merecían la oportunidad de luchar por su vida y ella los ayudaría de la misma forma que había ayudado a otros bebés en la unidad. La siguiente semana y media, Irene se encargó de que los niños fueran alimentados con la fórmula infantil y de que se les diera agua. Ella misma lo hacía, por su propia iniciativa. Aunque otras enfermeras del piso vieron lo que hacía, ninguna dijo nada. Incluso una le sonrió y asintió cuando vio que Irene los alimentaba. En apariencia, alguien más desaprobaba la orden de dejar morir a los gemelos. Trece días después de su nacimiento, un investigador de la Agencia de Bienestar Público apareció en el pabellón neonatal. El rumor decía que la visita había llegado gracias a un telefonema anónimo. Por la tarde del día de la visita, los gemelos malformados quedaron bajo la custodia temporal de la Agencia, y las órdenes del expediente cambiaron; ahora los gemelos tenían que ser alimentados. Al siguiente día, la oficina fiscal anunció públicamente que conduciría una investigación de la situación y decidiría los cargos penales que se presentarían contra el Dr. Couchers o el personal del hospital. Irene estaba segura de haber hecho lo correcto. Sin embargo, estaba feliz de haber sido relevada de la responsabilidad. 1.

2. 3.

¿Existe una distinción moralmente relevante entre no tratar (y permitir la muerte) y no proveer las necesidades mínimas como agua y comida (y permitir la muerte)? ¿Alguna línea de razonamiento apoya las acciones tomadas por Irene Towers? ¿Irene Towers excedió los límites de su responsabilidad o actuó de manera heroica desde el punto de vista moral?

III. ÉTICA DE LA INVESTIGACIÓN La discusión acerca de la biotecnología del Capítulo 6 nos llevó a considerar en el Capítulo 9 los usos que pueden dársele en la terapia génica. Revisa estos tópicos para ver que el empleo

de esta tecnología puede conducirnos a la cura de enfermedades genéticas. Pero, ¿cómo probamos las curas potenciales?

PRESENTACIÓN DE CASO Jesse Gelsinger: la primera muerte por terapia génica Cuando faltaban tres meses para el cumpleaños número tres de Jesse Gelsinger, él veía caricaturas en la televisión cuando se durmió. Sólo que fue un sueño del cual sus padres no pudieron despertarlo. Alarmados, lo llevaron al hospital local. Cuando se le examinó, Jesse respondía a los estímulos pero no despertaba. Los médicos lo clasificaron en el nivel uno de coma. Las pruebas de laboratorio mostraron que tenía altos niveles de amoniaco en la sangre, pero sólo después de varios días y otros análisis de sangre, los médicos diagnosticaron deficiencia de ornitina transcarbamilasa (otc, por sus siglas en inglés). La otc es una enfermedad genética poco común en la que la enzima ornitina transcarbamilasa, una de las cinco que intervienen en el ciclo de la urea, falta o es escasa. La enzima en este ciclo metaboliza el amoniaco, que es un producto secundario del metabolismo de las proteínas. Una deficiencia de otc implica que el cuerpo no puede deshacerse del amoniaco y éste se acumula de modo gradual en la sangre. Cuando el amoniaco alcanza niveles cruciales, causa coma, daño cerebral y la muerte. La enfermedad es resultado de una mutación en el cromosoma X; por lo tanto, las hembras son portadoras del gen, el cual transmiten a sus hijos. La enfermedad ocurre en 1 de cada 40 000 nacimientos. Los infantes con la mutación en general se vuelven comatosos y mueren a las 72 horas del nacimiento. La mitad muere a un mes del nacimiento, y los que quedan fallecen antes de los cinco años. Aunque la otc es una enfermedad genética, a nadie de la familia de Jesse se le había diagnosticado. Ésta era probablemente el resultado de una mutación espontánea. Él era un mosaico genético, lo que quiere decir que su cuerpo contenía una mezcla de células normales y mutadas. Por esta razón, Jesse tenía una forma leve de la otc. Su cuerpo producía suficiente enzima para mantenerlo en un estado saludable si seguía una dieta baja en proteínas y tomaba sus medicamentos. Éstos incluían sustancias como benzoato de sodio, que se une químicamente al amoniaco, lo que hace más fácil que el cuerpo lo elimine. A los 10 años, después de una ocasión en que consumió mucha proteína, Jesse volvió a caer en coma y fue hospitalizado. Pero cinco días después se le llevó a casa sin daño neurológico aparente. Durante su adolescencia, la condición de Jesse se monitoreaba en visitas semestrales a una clínica metabólica en su ciudad natal, Tucson, Arizona. En 1998 Jesse, de 17 años, y su padre, Paul Gelsinger, escucharon del Dr. Randy Heidenreich, un médico del hospital, acerca de un ensayo clínico de la Universidad de Pensilvania. Los investigadores del Instituto de Terapia Génica Humana intentaban usar la terapia génica para suplir el gen de la otc. Su logro no sería la cura de la enfermedad, sino un

tratamiento que pudiera sacar a los bebés del coma y prevenir el daño cerebral. Los Gelsinger se interesaron, pero a Jesse todavía le faltaba un año para cumplir la edad suficiente para participar. En abril de 1999, durante otra visita a la clínica, volvieron a hablar con Heidenreich sobre el ensayo, y Paul mencionó que la familia haría un viaje a Nueva Jersey en junio. Podrían hacer un viaje a Filadelfia para hablar con los investigadores. El Dr. Heidenreich contactó a los investigadores del Instituto y mencionó el interés de los Gelsinger en la investigación. Paul recibió una carta del investigador en abril. Jesse sería entrevistado y se le practicarían análisis en el hospital de la universidad el 22 de junio para determinar si cumplía los criterios para convertirse en participante. Un especialista en genética de la universidad, Arthur Caplan, advirtió a los investigadores que sería incorrecto desde el punto de vista moral usar a los infantes que nacían con otc para el ensayo de terapia génica. Puesto que no se esperaba que vivieran, razonó Caplan, sus padres estarían desesperados por encontrar una manera de salvarles la vida. Por lo tanto, guiados por la desesperación, su consentimiento no sería libre. Los participantes apropiados serían mujeres portadoras del gen u hombres de salud estable con una forma ligera de la enfermedad. Jesse celebraría su decimoctavo cumpleaños el día que la familia voló a la costa este, y su edad lo haría elegible para convertirse en participante. El 22 de junio de 1999, Jesse y Paul Gelsinger se reunieron con el Dr. Steven Raper por 45 minutos para revisar los formatos de consentimiento y discutir el procedimiento por el cual Jesse sería un voluntario, si calificaba. El Dr. Raper, un cirujano, sería el que realizaría el procedimiento de terapia génica. Según los recuerdos de Paul Gelsinger, Raper explicó que Jesse sería sedado y se le insertarían dos catéteres: uno en la arteria que lleva al hígado y el segundo en la vena que sale de él. Una cepa debilitada de adenovirus (el virus que causa resfriados), genéticamente modificada para incluir el gen otc, se le inyectaría en la arteria hepática. Se tomarían muestras de la sangre de la vena para verificar que las partículas virales se quedaran en las células hepáticas. Para reducir el riesgo de que se liberaran coágulos de sangre del sitio de infusión, Jesse debía quedarse en cama durante ocho horas después del procedimiento. Quizá pronto desarrollaría síntomas parecidos a los de la gripe por unos días. Podría desarrollar hepatitis, una inflamación del hígado. El formato de consentimiento mencionaba que si la hepatitis progresaba, Jesse tal vez necesitaría un trasplante de hígado. También mencionaba que la muerte era un resultado posible. Paul Gelsinger consideró esto una posibilidad remota y le preocupaba más la biopsia de hígado con aguja que le harían una semana después del procedimiento. El riesgo de muerte por la biopsia es de 1 entre 10 000 pacientes. Paul dijo a Jesse que leyera el documento de consentimiento con mucho cuidado y que se asegurara de comprenderlo. Paul pensó que las probabilidades eran buenas. El Dr. Rape explicó que Jesse no podría esperar ningún beneficio médico personal al participar en el ensayo clínico. Aun cuando los genes se incorporaran en sus células y produjeran otc, el efecto sólo sería transitorio. Su sistema

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inmunológico atacaría las partículas virales y las destruiría en un lapso de un mes a seis semanas. Jesse, después de la sesión de información, estuvo de acuerdo con someterse a las pruebas para determinar que tan bien el otc que él producía se liberaba del amoniaco de su sangre, una medida de la eficiencia del otc. Se tomaron muestras de su sangre; después ingirió una pequeña cantidad de amoniaco marcado de manera radiactiva. Más tarde, se tomaron muestras de su sangre y orina para ver cuánto amoniaco había eliminado. Los resultados mostraron que la eficiencia de su cuerpo era sólo de 6% del desempeño normal. Un mes más tarde, los Gelsinger recibieron una carta del Dr. Mark Bratshaw, el pediatra del instituto que propuso el ensayo clínico, en la que confirmó que 6% de eficiencia, además de los resultados adicionales, hacían que Jesse fuera un candidato, y lo invitó a tomar parte en el estudio. Una semana después, Bratshaw llamó a Jesse y habló con él. Jesse ya le había expresado a su padre su deseo de participar, pero dijo a Bratshaw que hablara con su padre. Bratshaw explicó a Paul los resultados con los estudios en animales. El tratamiento funcionó bien en ratones, al impedir la muerte de aquellos a los que se les daba una inyección letal de amoniaco. Además, el paciente más reciente al que se le había dado el tratamiento mostró un incremento de 50% en su capacidad para eliminarlo. Paul Gelsinger recordó haber dicho: “¡Vaya! Esto realmente funciona. Así que con 6% de eficiencia de Jesse, tal vez puedas demostrar qué tanto sirve esto.” Bratshaw dijo que en realidad esperaban encontrar un tratamiento para los recién nacidos sin eficiencia de otc y con pocas probabilidades de supervivencia. También, otros 25 padecimientos del hígado podrían tratarse con la misma terapia génica. La promesa, entonces, era que se salvaran cientos de miles, o millones, de vidas. Bratshaw y Paul nunca hablaron sobre los peligros que Jesse corría al convertirse en sujeto del ensayo clínico. Paul discutió la participación con Jesse. Ambos acordaron que era lo correcto. Jesse ayudaría a que los bebés se mantuvieran con vida y, tal vez, a largo plazo, podría ayudarse a sí mismo.

Aprobación El ensayo clínico era patrocinado por una beca que el Instituto Nacional de Salud había otorgado al Dr. James Wilson, el jefe del instituto, y a Mark Bratshaw. Su protocolo había sido revisado por el Comité Federal de Asesoría en dnaRecombinante (rac) y por la fda. Los experimentos con animales que Bratshaw mencionó a Paul incluían 20 estudios en ratones para mostrar la eficiencia de la técnica propuesta. Wilson y su grupo también condujeron estudios en monos y babuinos para demostrar la seguridad del procedimiento. Tres de los monos tratados murieron por inflamación severa del hígado y transtornos de coagulación cuando se les dio una cepa más fuerte de adenovirus en una dosis 20 veces mayor a la que se propuso en el ensayo con seres humanos. Los científicos asignados por el rac para revisar la propuesta pensaban que el ensayo era demasiado peligroso para incluir a voluntarios estables asintomáticos. Pero Wilson y Bratshaw, con el argumento de Caplan, convencieron al panel de que usar

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a sujetos capaces de dar su consentimiento era preferible desde el punto de vista moral que usar recién nacidos con otc. El protocolo inicial requería que los virus modificados se inyectaran en el lóbulo derecho del hígado. Se creía que, si el tratamiento causaba daño, el lóbulo derecho podía ser removido y el lóbulo izquierdo quedaría funcional. Pero el rac objetó la inyección del virus en el hígado y los investigadores estuvieron de acuerdo con cambiar el protocolo. La fda revirtió la decisión más tarde, argumentando que, donde quiera que se inyectara el virus, terminaría en el hígado. El rac estaba en proceso de reorganización y, en efecto, de salir de los pasos de aprobación para las propuestas; nunca recibió noticias de los cambios. Los investigadores continuaron operando según el protocolo modificado.

Protocolo El estudio estaba en la fase I del ensayo clínico. De acuerdo con el protocolo, 18 pacientes recibirían una infusión del adenovirus genéticamente modificado. El propósito del estudio era determinar “la dosis máxima de tolerancia”. Los investigadores querían determinar el punto en el que el gen transferido produciría otc en la cantidad máxima compatible con los efectos secundarios que pudieran ser tolerados. Los 18 pacientes se distribuirían en seis grupos de tres. Cada grupo sucesivo recibiría una dosis un poco más alta que la del grupo precedente. La idea detrás de este procedimiento común es proteger a los participantes del estudio. Al incrementar ligeramente la dosis, se espera encontrar el potencial de los efectos secundarios serios a tiempo para evadir el daño a los participantes.

Preparación El jueves 9 de septiembre, Jesse Gelsinger, con una maleta de ropa y otra de videojuegos, tomó un avión hacia Filadelfia. Se registró en el hospital él solo. Su padre, empleado eventual, se quedó a trabajar en Tucson. Paul planeaba llegar el 18 para estar presente en lo que él consideraba la parte más peligrosa del ensayo, la biopsia. “Eres mi héroe”, dijo Paul a Jesse. Lo miró a los ojos y después le dio un gran abrazo. El nivel de amoniaco en la sangre de Jesse se analizó el viernes y el domingo. El domingo, preocupado, llamó a su padre. Sus niveles de amoniaco eran altos y los médicos le habían administrado medicamentos intravenosos para disminuirlo. Paul calmó a su hijo, recordándole que los médicos del instituto sabían más de la otc que nadie en el mundo.

Tragedia La mañana del lunes 13 de septiembre, Gelsinger se convirtió en el paciente número 18 en tratamiento. Se le condujo de su habitación al cuarto de intervención radiológica, donde se le insertó un catéter a través de una arteria de la ingle hasta la arteria hepática. Un segundo catéter se le colocó en la vena que sale del hígado. Después, el Dr. Raper inyectó despacio los 30 mililitros del adenovirus genéticamente modificado en la arteria hepática de Jesse. Esta fue la dosis más alta que se le dio a cual-

quier participante. Sin embargo, el paciente 17 recibió la misma dosis de una cepa diferente del virus y salió bien. El procedimiento se completó cerca del atardecer y Jesse regresó a su cuarto. Esa tarde, como se esperaba, comenzó a desarrollar síntomas de gripe. Se sentía enfermo y con fiebre cuando habló con su padre y su madrastra, Mickie, por la tarde. “Te quiero, papá”, dijo Jesse a su padre. Todos dijeron lo que resultaron ser sus últimas despedidas. Durante la noche, la fiebre de Jesse subió a 104.5 0F. Una enfermera llamó al Dr. Raper a su casa y cuando éste llegó al hospital, a las 6:15 de la mañana, el blanco de los ojos de Jesse se había vuelto amarillo. Esto era señal de ictericia, algo que los médicos no habían encontrado con los otros participantes del ensayo. Los exámenes de laboratorio revelaron que la bilirrubina de Jesse, producto de la destrucción de los eritrocitos, era cuatro veces mayor de lo normal. Raper llamó al Dr. Bratshaw, que estaba en Washington, para decirle que su paciente estaba muy enfermo. Bratshaw dijo que tomaría el tren y llegaría a Filadelfia en dos horas. Raper también llamó a Paul Gelsinger para explicarle la situación. La ictericia preocupaba a los médicos de Jesse, ya fuera porque su hígado no funcionara de manera adecuada o porque su sangre no coagulara y sus eritrocitos se rompían más rápido de lo que su hígado podía procesarlos. Esta destrucción era una amenaza para la vida de alguien con otc, porque las células destruidas liberan proteínas que el cuerpo tiene que metabolizar. Jesse mostraba los mismos problemas que los monos a los que se les había dado una cepa más fuerte del virus. La tarde del martes, Paul recibió una llamada de Bratshaw; los niveles de amoniaco de Jesse habían subido a 250 micromoles por decilitro, cuando la medida normal es de 35. Había entrado en coma y estaba en diálisis para limpiar el amoniaco de su sangre. Paul dijo que tomaría un avión y estaría en el hospital la mañana siguiente. Cuando Paul llegó, a las ocho de la mañana del miércoles, y se encontró con Bratshaw y Raper, Jesse tenía más problemas. La diálisis había llevado sus niveles de amoniaco hasta 79, de un pico de 393, pero en definitiva tenía problemas de coagulación. Además, aunque lo habían colocado en un respirador, continuaba respirando por sí mismo, lo que causaba hiperventilación. Esto incrementaba el pH de su sangre, lo que aumentó el nivel de amoniaco que circulaba a su cerebro. Paul dio permiso a los médicos para darle a Jesse medicamentos que paralizarían sus músculos respiratorios y permitirían que la máquina tomara el control por completo. La tarde del miércoles, la respiración de Jesse estaba bajo control. El pH de su sangre había vuelto a la normalidad y el desorden de coagulación parecía estar mejorando. Bratshaw regresó a Washington. Paul comenzó a relajarse y a las 5:30 fue a cenar con su hermano y su esposa. Pero regresó al hospital para darse cuenta de que a Jesse lo habían trasladado a la unidad de cuidados intensivos y, como pudo observar en los monitores, vio que el oxígeno en la sangre de Jesse disminuía. Una enfermera le pidió que esperara afuera. A las 10:30 de esa noche, un médico le dijo que los pulmones de Jesse estaban fallando. Incluso al ponerlo sólo con

oxígeno, no podían dar a su sangre la cantidad de oxígeno que necesitaba. Los médicos también hablaron con un equipo de trasplantes de hígados y supieron que Jesse no era candidato para un trasplante. Raper, muy preocupado, discutió los problemas de Jesse con Bratshaw y Wilson, y los tres decidieron ponerlo en una membrana de oxigenación extra corpórea (ecmo, por sus siglas en inglés). La máquina removería el dióxido de carbono de la sangre de Jesse y le suministraría el oxígeno que necesitara. El procedimiento estaba lejos de los estándares. Sólo la mitad de las 1 000 personas que se habían colocado en la ecmo vivieron, pero a Paul se le informó que Jesse sólo tenía 10% de esperanza de sobrevivir sin la ecmo. “Si sólo pudiéramos dar a sus pulmones uno o dos días”, dijo Raper a un reportero, “tal vez comenzaría a mejorar y se curaría”. A Jesse no se le conectó a la ecmo sino hasta las cinco de la mañana del jueves. Bratshaw intentó regresar a Washington, pero quedó atrapado en un tren de Amtrak fuera de Baltimore. El huracán Floyd se dirigía a la costa este; la madrastra de Jesse llegó de Tucson justo antes de que cerraran el aeropuerto. La ecmo parecía funcionar. Pero a Paul se le dijo que los pulmones de Jesse se habían dañado tan severamente que, si sobrevivía, le tomaría mucho tiempo recuperarse. Cuando Paul vio a su hijo al mediodía, Jesse seguía en coma y estaba tan hinchado que era difícil reconocerlo. Sólo el tatuaje de su pantorrilla derecha y una cicatriz en su codo aseguraban a Paul que la persona que estaba en la cama era su hijo. Esa noche, sin poder dormir, Paul caminó la media milla que separaba su hotel del hospital para ver a Jesse. Su hijo no estaba mejor, y notó que la bolsa recolectora de orina que estaba junto a la cama de Jesse contenía sangre. Se dio cuenta de que esto significaba que sus riñones estaban fallando. “Se avecinaba una falla múltiple de órganos”, recuerda Raper. La mañana siguiente, viernes 17 de septiembre, Raper y Bratshaw se reunieron con Paul y Mickie para darles las malas noticias que Paul había pronosticado. Jesse había sufrido daño cerebral irreversible y los médicos querían el permiso de Paul para apagar el respirador. Como Paul pidió, a él y a Mickie se les dejó solos unos cuantos minutos. Después, él dijo a los médicos que quería traer a su familia y celebrar un pequeño servicio funerario para Jesse. Paul y Mickie, siete de los 15 hermanos y sus esposas, y cerca de 10 miembros del personal se reunieron en el cuarto de Jesse. Paul se acercó a él, después se volvió y se dirigió a la concurrencia: “Jesse era un héroe”. El capellán dijo una oración; después Paul dio la señal. Alguien apagó el interruptor del respirador y después la unidad ecmo. El doctor Raper observó el monitor del corazón. Cuando la línea se volvió plana, puso su estetoscopio contra el pecho de Jesse. A las 2:30 p.m., Raper lo declaró oficialmente muerto. “Adiós, Jesse”, le dijo. “Resolveremos esto”.

La tormenta que se avecinaba El doctor James Wilson, el líder del instituto, informó de inmediato acerca de la muerte de Jesse a la fda. Paul Gelsinger,

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tan triste como estaba, no culpó a los médicos de Jesse por lo que había sucedido. De hecho, los apoyaba para enfrentar la ronda inicial de críticas. “Estos hombres no hicieron nada mal”, dijo a los reporteros. Después, los reporteros comenzaron a sacar a luz información que generaba dudas acerca de si a Jesse y a su padre se les había dado la información adecuada sobre los riesgos del ensayo que tomó la vida de Jesse. También sembró sospechas sobre los conflictos de interés que pudieron llevar a los investigadores a minimizar los riesgos. La fda inició una investigación y la Universidad de Pensilvania condujo una averiguación interna. Paul Gelsinger decidió asistir a la reunión de rac de diciembre de 1999, en la que se discutiría la muerte de su hijo. Por primera vez, en esa reunión, aprendió, de acuerdo con su historia, que la terapia génica nunca había funcionado en seres humanos. Lo habían engañado, no por fuerza de manera deliberada, sino por los informes de éxito en los estudios con animales que le habían relatado los investigadores. Conforme Paul escuchaba las críticas del ensayo clínico, su fe en los investigadores se debilitó y fue reemplazada por enojo y un sentimiento de haber sido traicionado. Otra información alimentó su enojo. Cuando un mes antes preguntó a James Wilson, “¿Cuál es tu posición financiera en esto?”, Wilson le dijo, según recuerda Paul, que era un asesor sin paga de la compañía biotecnológica Genovo que financiaba al instituto de manera parcial. Después Paul supo que tanto Wilson como la Universidad de Pensilvania eran los accionistas mayoritarios de Genovo y que aquél había vendido 30% de sus acciones por $13.5 millones de dólares. Wilson y la Universidad, como lo veía Paul, tenían buenas razones para reclutar voluntarios para el ensayo clínico y producir resultados positivos. Por lo tanto, tal vez no habían sido tan cuidadosos como debían al advertir a Gelsinger sobre los riesgos del estudio. Además, el bioetista que aprobó el ensayo era alguien que tenía un cargo en el departamento que lideraba Wilson. Esto, en efecto, hacia a Wilson su superior, y en automático cuestionaba la independencia de su juicio. Un año y un día después de la muerte de Jesse, la familia Gelsinger presentó una demanda por muerte injusta contra las personas que conducían el ensayo clínico en la Universidad de Pensilvania. Ésta llegó a un acuerdo fuera del tribunal. Los términos del acuerdo no se revelaron.

Los descubrimientos de la fda El informe de la investigación hecha por la fda para Wilson y la Univesidad de Pensilvania hace énfasis en dos errores que se cometieron en la conducción de las pruebas clínicas. Primero, los investigadores no siguieron el protocolo y no informaron sobre la toxicidad del hígado en cuatro pacientes que se trataron antes que Gelsinger. Segundo, los investiga-

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dores no reconocieron la muerte de dos monos rhesus a los que se inyectó una dosis alta del mismo vector. Wilson respondió que él envió a la fda la información sobre la toxicidad del hígado antes de la aprobación final del protocolo; sin embargo, su reporte llegó tarde. Además, los dos monos que murieron eran parte de otro estudio que utilizó un virus diferente y más fuerte. Entonces, Wilson alegaba que él y sus colegas no habían hecho nada malo y que las críticas de la fda eran injustificadas. Los críticos señalan, además de las preguntas sobre qué tan legítimos eran los cuestionamientos, que la misma fda no tiene suficiente poder para supervisar de manera apropiada las pruebas clínicas. Lo más importante, es que la ley prohíbe la distribución de algunos informes llamados “eventos adversos”. Las dificultades que ocurren con los pacientes en más de 50 pruebas de terapia génica por lo común no se hacen públicas, ni siquiera se comparten con investigadores que conducen pruebas similares, ya que las compañías farmacéuticas patrocinadoras se consideran propietarias de la información sobre eventos adversos. Los críticos dicen que esto coloca a los participantes en una posición riesgosa por no saber nada al respecto. Parece que la ley protege la inversión de las industrias farmacéuticas más que a los humanos.

Consecuencias ¿Qué fue lo que causó la muerte de Jesse Gelsinger? Aun después de la autopsia, la respuesta no es clara. El hallazgo más llamativo fue que Jesse tenía células anormales en la médula ósea. Esto pudo ser una condición preexistente y podría explicar porqué su sistema inmunológico reaccionó de forma tan impredecible a la inyección viral. En apariencia murió debido a una reacción inmunológica. Después de la muerte de Jesse, la fda cerró durante un tiempo todas las operaciones de terapia génica para revisión. La Universidad de Pensilvania, después de su inspección interna, restringió el papel del Instituto de Terapia Génica Humana a conducir la investigación biológica básica. Incapaz de llevar a cabo pruebas clínicas, el instituto quedó de inmediato fuera del negocio. Casi un año más tarde, dejó de existir. Debido a la muerte de Jesse, la Oficina de Protección de Sujetos de Investigación Humana (Office for the Protection of Human Research Subjects) se comprometió a esforzarse más en instruir a los científicos sobre los requerimientos necesarios para la protección de los participantes en pruebas clínicas y hacer énfasis en la importancia de que las juntas de revisión institucional (Institutional Review Boards) velen por la seguridad de los voluntarios. Aun así, difundir los eventos adversos está prohibido por la ley cuando se considera información privada. Los críticos aun ven que esto es incompatible con la idea del consentimiento informado.

LECTURA: Reporte Belmont Comisión Nacional para la Protección de Sujetos Humanos La Ley Nacional de Investigación (National Research Act) de 1974 estipula que cada institución que reciba fondos federales y que conduzca investigaciones en las que participen sujetos humanos debe establecer una junta de revisión institucional (irb, por sus siglas en inglés) para supervisar dicha investigación. La ley fue impulsada por revelaciones públicas acerca del estudio de sífilis de Tuskegee patrocinado por el Servicio de Salud Pública de Estados Unidos (United States Public Health Service), donde los investigadores enlistaban pacientes sin su consentimiento y los maltrataban de formas que habían sido condenadas en los juicios de Nuremberg contra médicos e investigadores nazis en 1947. La ley de 1974 también estableció la Comisión Nacional para la Protección de Sujetos Humanos en Investigaciones Biomédicas y Conductuales (National Commission for the Protection of Human Subjects of Biomedical and Behavioral Research) y le encargó la identificación de los principios éticos básicos en investigación humana y la formulación de guías que garantizaran su seguimiento. La comisión discutió durante cuatro días en el Centro de Conferencias Belmont de la Institución Smithsonian, y sus deliberaciones se publicaron en el Informe Belmont (Belmont Report) en el Registro Federal de 1979. El informe fue aceptado por el secretario como declaración política en el uso de sujetos humanos en investigación de lo que ahora es el Departamento de Salud y Servicios Humanos (Department of Health and Human Services). El informe Belmont no es una serie de regulaciones, sino un marco para identificar, discutir y establecer temas éticos, mientras se deja abierta la posibilidad de que gente razonable pueda algunas veces diferir de manera irreconciliable. El informe distingue la práctica médica de la investigación (véase la sesión en este capítulo para una discusión) e identifica tres principios como los más relevantes para evaluar la legitimidad ética de la investigación que involucra a sujetos humanos. Los principios, que en nuestra sociedad son generalmente aceptados como nocontrovertidos, no requieren argumentos; son: respeto por las personas, beneficencia y justicia.

Principios éticos y guía para la investigación que involucra a sujetos humanos Límites entre práctica e investigación Es importante distinguir, por una parte, entre investigación biomédica y conductual y, por la otra, en la práctica de la terapia aceptada, para saber qué actividades deben ser revisadas para la protección de sujetos humanos en investigación. La distinción entre investigación y práctica es confusa porque continuamente ambas ocurren juntas (como en la investigación diseñada para evaluar una terapia) y en parte porque desviaciones notables de las prácticas comunes son llamadas “experimentales” cuando los términos “experimental” e “investigación” no están definidos con cuidado. Para la mayoría, el término “práctica” se refiere a las intervenciones que son diseñadas en exclusiva para mejorar el

bienestar de un paciente o cliente individual y eso tiene una expectativa razonable de éxito. El propósito de las prácticas médicas o conductuales es brindar diagnósticos, tratamientos preventivos o terapias a los individuos. En contraste, el término “investigación” designa una actividad diseñada para probar una hipótesis, permite la obtención de conclusiones y desarrollar o contribuir al conocimiento generalizable (expresado, por ejemplo, en teorías, principios y declaración de relaciones). La investigación se describe usualmente en un protocolo formal que expone un objetivo y un conjunto de procedimientos diseñados para alcanzar ese objetivo. Cuando un médico se desvía de manera significativa de la práctica común o aceptada, la innovación no se considera, dentro y fuera de ella, investigación. El hecho de que un procedimiento sea “experimental”, en el sentido de que es nuevo, no probado o diferente, no lo posiciona en automático en la categoría de investigación. Sin embargo, los procedimientos radicalmente nuevos de esta descripción deberían constituirse en el objeto de una investigación formal en una etapa temprana para determinar si son seguros y efectivos. De este modo, es responsabilidad del comité de práctica médica, por ejemplo, insistir en que una innovación mayor se incorpore a un proyecto de investigación formal. La investigación y la práctica pueden llevarse a cabo juntas cuando la investigación está diseñada para evaluar la seguridad y eficacia de una terapia. Esto no debe crear ninguna confusión en lo que respecta a si la actividad requiere o no revisión; la regla general es que si hay algún elemento de investigación en actividad, ésta debe revisarse para la protección de los sujetos humanos.

Principios éticos básicos La expresión “principios éticos básicos” se refiere a esos juicios generales que sirven como justificación fundamental para las muchas prescripciones éticas particulares y las evaluaciones de las acciones humanas. Tres principios esenciales, entre aquellos que en general son aceptados en nuestra tradición cultural, son particularmente relevantes para la ética de la investigación que involucra a sujetos humanos: respeto por las personas, beneficencia y justicia. Respeto por las personas. El respeto por las personas abarca por lo menos dos convicciones éticas: la primera indica que debe tratarse a los individuos como agentes autónomos, y la segunda, que las personas con autonomía reducida tienen derecho a la protección. Entonces, el principio de respeto por las personas se divide en dos requerimientos morales: reconocer la autonomía y proteger a aquellos con menos autonomía. Una persona autónoma es un individuo capaz de deliberar sobre metas personales y actuar bajo la dirección de estas deliberaciones. El respeto a la autonomía es dar peso a la persona independiente considerando sus opiniones y elecciones, mientras uno se abstiene de obstaculizar sus acciones, a menos que éstas sean claramente perjudiciales para otros. Mostrar falta de respeto por un agente autónomo es repudiar los juicios de una persona, negarle la libertad de actuar con base en estos juicios o retener información necesaria para que realice un juicio respetado cuando no hay razones convincentes para hacerlo. APÉNDICE

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Sin embargo, no todos los seres humanos son capaces de tener determinación propia. La capacidad de autodeterminación madura durante la vida de un individuo y algunos pierden esta capacidad de manera total o parcial por enfermedad, discapacidad mental o circunstancias que restringen de modo severo la libertad. El respeto por la persona inmadura y la incapacitada quizá requiera protegerlos mientras maduran o están incapacitados. Algunas personas necesitan protección intensiva hasta el punto de excluirlos de actividades que puedan dañarlos; otras requieren un poco de protección más allá de asegurarse de que lleven a cabo actividades con libertad y sin conciencia de las posibles consecuencias adversas. La extensión de la protección que se brinda debe depender del riesgo o daño y de la posibilidad del beneficio. El juicio de que algún individuo carezca de autonomía debe reevaluarse con frecuencia y va-riará en diferentes situaciones. En la mayoría de los casos de investigación que involucran a sujetos humanos, el respeto por las personas demanda que los participantes entren a la investigación por su voluntad y con la información adecuada. Sin embargo, en algunas situaciones, la aplicación de este principio no es evidente. La participación de prisioneros como sujetos de investigación provee un claro ejemplo. Por un lado, parecería que el principio de respeto por las personas requiere que los prisioneros no carezcan de la oportunidad de ser voluntarios en la investigación. Por otro lado, en condiciones de prisión pueden ser forzados de manera sutil o influenciados en demasía para comprometerse en las actividades de la investigación porque de otra forma no serían voluntarios. El respeto por las personas, entonces, dicta que los prisioneros sean protegidos. Presenta un dilema permitir que los reclusos sean “voluntarios” o “protegerlos”. En la mayoría de los casos, respetar a las personas es a menudo cuestión de equilibrar opiniones contrarias impulsadas por el principio del respeto de sí mismo. Beneficencia. Se trata a las personas de modo ético no sólo al respetar sus decisiones y protegerlas de algún daño, sino también esforzándose por asegurar su bienestar. Este trato recae en el principio de beneficencia. El término “beneficencia” se entiende como los actos de amabilidad o caridad que van más allá de la obligación. En este documento se entiende, en un sentido más estricto, como una obligación. Se han formulado dos reglas generales como expresiones complementarias de las acciones de beneficencia en este sentido: 1) no hacer daño, y 2) maximizar los beneficios posibles y minimizar el daño probable. La máxima hipocrática de “no hacer daño” ha sido un principio fundamental de la ética médica. Claude Bernard lo amplió al mundo de la investigación diciendo que no se debe agraviar a ninguna persona a pesar de los beneficios que esto pudiera traer a otros. Sin embargo, aun evitar daños requiere el aprendizaje de lo que es dañino, y en el proceso de obtener esta información, las personas pueden correr algunos riesgos. Más allá, el juramento hipocrático obliga a los médicos a beneficiar a sus pacientes “de acuerdo con su mejor juicio”. Al saber lo que de hecho beneficia, pueden exponer a las personas a algunos riesgos. El problema que presentan estos imperativos es decidir cuándo es justificable buscar algunos beneficios sin

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tomar en cuenta los riesgos involucrados y cuándo el beneficio debe evitarse por los riesgos que conlleva. La obligación de la beneficencia afecta tanto a los investigadores en el aspecto individual como a la sociedad en general, porque se extiende a proyectos de investigación particular y a toda la empresa de investigación. En el caso de proyectos particulares, los investigadores y los miembros de las instituciones están obligados a dar la premeditación máxima de los beneficios y la reducción de riesgos que pudieran ocurrir a partir de la investigación. En el caso de la investigación científica en general, los miembros de la sociedad están obligados a reconocer los beneficios y los riesgos que pudieran resultar de un avance en el conocimiento y el desarrollo de procedimientos médicos, psicoterapéuticos y sociales novedosos. El principio de beneficencia a menudo ocupa un papel bien justificado en muchas áreas de la investigación en la que participan sujetos humanos. Un ejemplo se encuentra en las investigaciones que involucran a niños. La manera eficaz de tratar enfermedades infantiles y promover un desarrollo sano son beneficios que sirven para justificar las investigaciones con niños, aun cuando los sujetos de investigación no son beneficiados de modo directo. La investigación también hace posible evitar el daño que quizá resulte de la aplicación de prácticas que antes se habían aceptado como rutinarias y que en investigaciones resultaron peligrosas. Pero el papel del principio de beneficencia no es siempre tan exacto. Un problema ético difícil persiste, por ejemplo, con respecto a la investigación que presenta poco riesgo sin el más mínimo prospecto de un beneficio directo para los niños participantes. Algunas personas han argumentado que este tipo de investigaciones es inadmisible, mientras que otras han señalado que este límite descartaría muchas investigaciones que prometen grandes beneficios a largo plazo para los niños. De nuevo, como en todos los casos difíciles, las diferentes posturas que cubren el principio de beneficencia podrían entrar en conflicto y forzar elecciones difíciles. Justicia. ¿Quién debería recibir los beneficios de la investigación y soportar la responsabilidad? Esta es una pregunta de justicia, en el sentido de “equidad en la distribución” o “lo que es merecido”. Una injusticia ocurre cuando una persona tiene derecho a algún beneficio y éste se le niega sin alguna buena razón o cuando se le impone alguna carga excesiva. Otra forma de concebir el principio de justicia es que los iguales deben ser tratados como iguales. Sin embargo, esta declaración requiere explicación. ¿Quién es igual y quién es diferente? ¿Qué consideraciones justifican la salida de una distribución equitativa? Casi todos los comentaristas permiten esa distinción basándose en la experiencia, la edad, la privación, la competencia, el mérito y la posición, que a menudo constituyen criterios justificables para la diferencia en el trato con algunos propósitos. Es necesario, entonces, explicar en qué aspecto las personas deben ser tratadas de la misma manera. Hay varias formulaciones ampliamente aceptadas sobre la distribución justa de beneficios y cargas. Cada formulación menciona algunas propiedades relevantes sobre la base de cuáles cargas y beneficios deben ser distribuidos. Estas formulaciones son: 1) a cada persona una porción igual; 2) a cada persona de acuerdo con sus necesidades individuales; 3) a cada persona de acuerdo con el

esfuerzo individual; 4) a cada persona de acuerdo con la contribución social, y 5) a cada persona de acuerdo con el mérito. Las cuestiones de justicia se han asociado de modo amplio con prácticas sociales como el castigo, las cargas fiscales y la representación política. Hasta hace poco estas cuestiones no se habían asociado con la investigación científica. Sin embargo, durante el siglo xix y principios del xx, las cargas de servir como sujeto de investigación en gran parte recayeron sobre pacientes pobres, mientras los beneficios de mejorar el cuidado médico fluían hacia los pacientes privados. Subsecuentemente, la explotación de prisioneros que no querían ser sujetos de investigación en los campos de concentración nazi se condenó como una flagrante injusticia. En Estados Unidos, en la década de 1940 la investigación de sífilis de Tuskegee utilizó campesinos negros desfavorecidos para estudiar el curso no tratable de una enfermedad que de ninguna manera está confinada en esta población. A estos sujetos se les privó de un tratamiento eficaz para no interrumpir el proyecto; mucho tiempo después, conseguir este tratamiento en general fue fácil. En contra de estos antecedentes históricos, puede verse cómo las concepciones de justicia son importantes para la investigación en la que se involucra a sujetos humanos. Por ejemplo, la selección de sujetos de investigación requiere escrutinio para determinar si algunos casos (p.e., pacientes de la seguridad social, minorías con particularidades raciales o étnicas, o personas confinadas en instituciones) son sistemáticamente seleccionados sólo por su fácil disponibilidad, su posición comprometida o su vulnerabilidad a la manipulación, y no por razones relacionadas de modo directo con el problema que se estudia. Al final, cuando una investigación es financiada con fondos públicos y lleva al desarrollo de aparatos y procedimientos terapéuticos, la justicia demanda que esas ventajas no sólo se provean a aquellos que pueden pagarlas, y que esa investigación no involucre a demasiadas personas de grupos que no estarán dentro de los beneficiados por la subsecuente aplicación de la investigación.

LECTURA ¿Las pruebas clínicas son éticas? Eugene Passamani Eugene Passamani sostiene que los ensayos clínicos seleccionados al azar (rct, por sus siglas en inglés) son los medios más confiables para evaluar nuevas terapias. Sin los rct, la oportunidad y la parcialidad pueden afectar nuestras conclusiones. Passamani rechaza el argumento de que la relación médicopaciente exige que los médicos recomienden la “mejor” terapia para los pacientes, no importa lo incompletos que sean los datos en los cuales se basa la recomendación. Reconoce que los rct plantean problemas éticos para los médicos-investigadores, pero cree que las dificultades pueden superarse al emplear tres procedimientos de salvaguarda. Primero, todos los participantes deben dar su consentimiento informado. Se les debe poner al corriente de las metas de la investigación y de sus ventajas y riesgos potenciales. Por otra parte, hay que informarles sobre alternativas a su parti-

cipación y permitírseles retirarse del ensayo en cualquier momento que elijan. En segundo lugar, para que un rct sea legítimo, debe existir un estado de equilibrio clínico. Médicos competentes deben dudar de manera genuina acerca de cuáles terapias alternativas en el ensayo son superiores y estar satisfechos de tratar a sus pacientes con cualquiera de ellas. Finalmente, las pruebas clínicas deben ser diseñadas como pruebas críticas de las opciones terapéuticas. Passamani asegura que, si se realizan correctamente, los rct protegen a los médicos y a los pacientes contra las terapias ineficaces o tóxicas. [Un tipo de error I consiste en decidir que la terapia A es mejor que la terapia B cuando, de hecho, ambas son igualmente eficaces (p. e., una hipótesis nula verdadera es rechazada). Un tipo de error II consiste en decidir que los tratamientos son igualmente buenos cuando A es en realidad mejor que B (p. e., se acepta una hipótesis nula falsa). —Ronald Munson.] La investigación biomédica lleva a la mejor comprensión de la biología y, en última instancia, mejora la salud. Los médicos han tratado durante milenios de entender las enfermedades y utilizar este conocimiento para curarlas o paliarlas, y para aliviar el sufrimiento conjunto. La mejora en las estrategias preventivas y de tratamiento sigue siendo un imperativo ético para la medicina. Aun en tiempos recientes, el progreso ha dependido en gran parte de la observación cuidadosa a grupos de pacientes a los que se trataba con una nueva y prometedora terapia; y el resultado entonces se comparaba con lo que se había observado antes en los grupos que recibían un tratamiento estándar. La comparación de resultados en una serie de pacientes de caso bajo controles no aleatorios puede utilizarse para determinar el tratamiento de los desórdenes en los cuales los efectos terapéuticos son severos y las características patofisiológicas son relativamente sencillas, por ejemplo, deficiencias vitamínicas o algunas enfermedades infecciosas. Los métodos de observación no son muy útiles, sin embargo, en la detección de pequeños efectos del tratamiento en desórdenes en los cuales hay variabilidad sustancial en el resultado esperado y conocimiento incompleto de las complicadas características patofisiológicas (por ejemplo, en muchos trastornos vasculares y en la mayoría de los cánceres). El efecto de un tratamiento no se puede extraer con facilidad de las variaciones en la gravedad de la enfermedad y de los efectos de tratamientos concomitantes. Las pruebas clínicas se han convertido en los medios preferidos para evaluar un flujo cada vez mayor de diagnósticos y maniobras terapéuticos innovadores. El ensayo clínico doble ciego al azar es una técnica de gran alcance debido a la eficacia y la credibilidad asociadas con las comparaciones del tratamiento que implican controles concurrentes aleatorios. Las pruebas seleccionadas al azar de la era moderna comenzaron a principios de la década de 1950 con la evaluación de la estreptomicina en pacientes con tuberculosis.1 Desde entonces, las técnicas de pruebas y los métodos se han refinado continuamente.2 Además, los aspectos éticos de estos experimentos en pacientes se han discutido de manera activa.3–7 En lo que sigue, sostengo que las pruebas seleccionadas al azar son, de hecho, lo más científico posible y lo más correcto desde el punto de vista ético con base en la evaluación de nuevas terapias. Hay un conflicto potencial entre las funciones del APÉNDICE

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médico y las del médico-científico y, por esta razón, la sociedad ha creado mecanismos para asegurar los intereses de los pacientes que sean elegidos para participar en una prueba clínica.6

Investigación clínica La historia de la medicina está plagada de terapias que se usaron ampliamente y que después mostraron ser inefectivas o francamente tóxicas. Ejemplos recientes de maniobras terapéuticas incluyen congelamiento gástrico para el tratamiento de úlceras pépticas, terapias de radiación para acné, MER-(29) (triparanol) para la reducción del colesterol y talidomida para sedar a las mujeres embarazadas. El siglo xix fue aun más truculento, con la purga y el desangrado. Las razones de esta marcha de la locura son muchas e incluyen, quizá la más importante, la carencia de la comprensión completa de la biología humana y de la fisiopatología, el uso de los métodos de observación junto con la apreciación deficiente de la variabilidad de la respuesta al tratamiento entre pacientes, y el deseo compartido de médicos y pacientes para la curación o paliación de la enfermedad. El azar y la parcialidad pueden dar lugar a la selección de pacientes para tratamientos innovadores, que pueden ser ya sea los menos enfermos o los afectados gravemente. Dependiendo de la mezcla de casos, un tratamiento que no tiene efecto alguno puede parecer eficaz o tóxico cuando se utilizan controles históricos. Con las mejoras que se han hecho al pasar el tiempo en la exactitud de los diagnósticos y la compresión de la enfermedad, hoy en día ésta se identifica en las etapas tempranas de su historia natural en los pacientes. En épocas recientes, los casos seleccionados a menudo son de pacientes que están menos enfermos, y los resultados son mejores que en aquellos casos pasados, aun sin cambios en el tratamiento. La distribución aleatoria tiende a producir tratamientos y grupos control que, en factores conocidos o desconocidos, permiten una estimación más exacta del efecto del tratamiento en grupos de pacientes asignados a las terapias experimentales y estándar. Numerosas pruebas independientes seleccionadas al azar con resultados congruentes son evidencias de gran alcance. La práctica diaria de un médico incluye un arsenal de maniobras preventivas, de diagnóstico y terapéuticas, algunas de las cuales han sido establecidas por un mecanismo biológico plausible y la evidencia sustancial de los ensayos clínicos seleccionados al azar (p. e., el uso de bloqueadores beta, terapia trombolítica y aspirina en pacientes con infarto al miocardio).8 Es poco probable que nuestros descendientes distantes en medicina descubran que los médicos de finales del siglo xx estábamos equivocados en estos temas. Sin embargo, las nuevas maniobras terapéuticas que no se han expuesto a evaluaciones rigurosas pueden resultar ineficaces o tóxicas. Cada terapia adoptada por consentimiento común con base en observaciones y mecanismos plausibles, pero sin la ventaja de estudios seleccionados al azar, puede ser clasificada por los médicos del futuro como inútil o peor. Los médicos son conscientes de la fragilidad de la evidencia que sustenta muchas terapias comunes, y ésta es la razón por la que las pruebas clínicas correctamente seleccionadas al azar tienen efectos profundos sobre la práctica médica. La importancia científica de

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las pruebas controladas y seleccionadas al azar dan seguridad a los pacientes actuales y futuros de nuestras pasiones terapéuticas. La mayoría de los médicos reconocen este hecho. Como cualquier actividad humana, la experimentación que implica a pacientes puede realizarse de manera no ética y criminal. Los crímenes de guerra nazi llevaron a esfuerzos sustanciales para contener el abuso, comenzando con el Código de Nuremberg y la Declaración de Helsinki, y culminando con la promulgación de regulaciones claramente articuladas en Estados Unidos y el resto del mundo.4–6 Hay abusos más sutiles que los de la Gestapo y la ss. La participación de pacientes en experimentos que se conciben y ejecutan de manera incorrecta, no es ético. Los sujetos de tales investigaciones pueden correr riesgo sin la esperanza de contribuir al cuerpo del conocimiento que los beneficie a ellos o a otros en el futuro. Las regulaciones que gobiernan la experimentación humana son muy importantes, así como su continua discusión y debate para mejorar los aspectos científicos y éticos. Varias características generales deben ser parte de las pruebas diseñadas de modo correcto. La primera es el consentimiento informado, que implica explícitamente informar a un participante potencial las metas de la investigación, sus ventajas y riesgos potenciales, las alternativas de participar y el derecho a retirarse de la prueba en cualquier momento. Se ha debatido si el consentimiento informado debe solicitarse en todas las pruebas.9 Creo que los pacientes siempre deben estar conscientes de que son parte de un experimento. En segundo lugar, es necesario que exista un estado de equilibrio clínico. El equilibrio clínico significa que, con base en los datos disponibles, una comunidad de médicos competentes debe estar satisfecha cuando sus pacientes siguen cualquiera de las estrategias de tratamiento probadas en el ensayo seleccionado al azar, puesto que no se habrá establecido con claridad alguna de ellas como preferible.7 El propósito principal de un comité de supervisión de datos es detener el ensayo si los datos acumulados destruyen el equilibrio clínico, lo que indica eficacia o sugiere toxicidad. Finalmente, el ensayo debe diseñarse como prueba crítica de las opciones terapéuticas que se están evaluando. La pregunta se debe articular con exactitud, con resultados definidos de manera cuidadosa; con estimaciones realistas del tamaño de la muestra, incluyendo tasas de eventos probables en el grupo control y la postulación plausible de la reducción de la tasa de eventos en el grupo experimental; con los tipos de error I y II especificados, y con un subgrupo de hipótesis claramente indicadas si es apropiado. El ensayo debe brindar la oportunidad de establecer una pregunta abierta.2

Dimensiones éticas de ensayos correctamente constituidos La experimentación en la clínica, por medio de ensayos clínicos controlados y seleccionados al azar, se ha atacado con frecuencia por considerarse una violación al convenio entre médicos y pacientes.10–12 Los críticos han sugerido que los médicos comprometidos con las pruebas clínicas sacrifican los intereses del paciente al pedirle que participe para ayudar a mejorar la situación de todos los pacientes afectados en el futuro. La discusión es que los médicos tienen la obligación personal de utilizar su

mejor juicio y recomendar la “mejor” terapia sin importar qué tan inexactos o incompletos sean los datos en los cuales se basa este juicio. Éstos deben seguir sus corazonadas. Según este argumento, los ensayos clínicos seleccionados al azar pueden ser útiles para buscar la verdad, pero diseñados con cuidado, los ensayos legítimos son poco éticos y quizá incluso criminales porque evitan que los médicos sigan sus corazonadas sobre pacientes individuales. Por lo tanto, se discute si los médicos deben o no participar en tales ensayos. Por supuesto, es poco ético que los médicos se comprometan con conocimiento en una actividad que dé lugar a una terapia inferior para sus pacientes. Es importante también que la comunidad de médicos sea precisa en la distinción entre las terapias establecidas y las que son prometedoras pero no probadas. Esto es un abismo entre las terapias probadas y las posiblemente eficaces (todo el resto) que define las aplicaciones éticas y no éticas de ensayos clínicos seleccionados al azar. Las terapias probadas implican un consenso de la comunidad médica competente acerca de que los datos disponibles justifican el uso de un tratamiento en un desorden específico. Es este consenso el que define un límite ético. El médico-investigador que pide a un paciente participar en un ensayo controlado y seleccionado al azar, representa la afirmación de que esta comunidad médica competente es persuadida con datos de que un tratamiento innovador es superior a la terapia estándar. Los argumentos acerca de que un médico que cree que tal tratamiento puede ser útil comete un acto poco ético seleccionando pacientes al azar, son simplemente incorrectos. Dada la historia de terapias prometedoras pero desechadas, las corazonadas sobre eficacia potencial no son el intercambio ideal entre paciente-médico. A fin de que los lectores concluyan que las corazonadas modernas son más exactas que las antiguas, he seleccionado un ejemplo de la literatura cardiovascular actual que revela los problemas inherentes que hay al seguir las corazonadas y la exclusión de experimentos realizados con cuidado.

Ensayo de la supresión de la arritmia cardíaca Casi 300 000 muertes súbitas ocurren en Estados Unidos cada año y esto, por lo tanto, es un problema digno de nuestros mejores esfuerzos. En la mayoría de los casos el mecanismo es la fibrilación ventricular sobrepuesta en un miocardio marcado con una cicatriz o isquémico. Se ha observado que las extrasístoles ventriculares vistas en los registros electrocardiográficos ambulatorios de sobrevivientes de infartos al miocardio fueron independientes y su replicabilidad se asoció con una incidencia creciente de mortalidad subsecuente.13, 14 Se ha establecido que gran variedad de drogas antiarrítmicas pueden suprimir extrasístoles ventriculares. Por consiguiente, los médicos tenían la corazonada de que la supresión de extrasístoles ventriculares en los sobrevivientes de infarto al miocardio reduciría la incidencia de la fibrilación ventricular y de la muerte súbita. Los investigadores del ensayo de la supresión de la arritmia cardiaca (cast, siglas del inglés Cardiac Arrhythmia Su-

ppression Trial) decidieron probar esta hipótesis en un ensayo controlado seleccionado al azar. Buscaron a los sobrevivientes de infarto al miocardio que tenían extrasístoles frecuentes en registros electrocardiográficos. El diseño del ensayo incluyó un periodo de ejecución durante el cual se administraron tres drogas activas y se observó su efecto sobre extrasístoles. A aquellos en los que se suprimieron las arritmias se les asignó de manera aleatoria a recibir la droga activa o el placebo. El ensayo tuvo que detenerse antes de lo previsto debido a un incidente inaceptable: la muerte súbita en el grupo en tratamiento.15 Durante un seguimiento promedio de 10 meses, 56 de 730 pacientes (7.7%) que recibieron la droga activa, y 22 pacientes de 725 (3%) a los que se administró el placebo, murieron. El equilibrio clínico fue destruido por este sorprendente efecto. Es improbable que los métodos de observación (no aleatorios) detectaran este presumible efecto tóxico. El ensayo de cast fue un avance importante en el tratamiento de pacientes con enfermedad coronaria y arritmia ventricular. Reveló con claridad que las corazonadas de muchos médicos eran incorrectas. Los resultados del ensayo son aplicables no sólo a futuros pacientes con enfermedad coronaria y arritmia ventricular, sino también a los que participaron en el estudio. Seleccionando al azar, los investigadores se aseguraron de que la mitad de los participantes recibió la mejor terapia —en este caso, el placebo— y contrario a la intuición, la mayoría de ellos recibió en última instancia la mejor terapia después de que el ensayo terminara de modo prematuro y las drogas se retiraran. Para resumir, los ensayos clínicos seleccionados al azar son un elemento importante en el espectro de la investigación biomédica. No todas las preguntas pueden o deben ser contestadas por esta técnica; la viabilidad, el costo y la importancia relativa de la respuesta son sopesados por los investigadores antes de que decidan su proceder. Si se realizan correctamente, con consentimiento informado, equilibrio clínico y un diseño adecuado para contestar la pregunta planteada, los ensayos clínicos seleccionados al azar protegen a los médicos y a sus pacientes contra las terapias ineficaces o tóxicas. Los médicos y sus pacientes deben tener conocimientos precisos sobre el abismo que separa a las terapias prometedoras de las probadas. La única manera confiable de hacer esta distinción frente a la información incompleta sobre la fisiopatología y el mecanismo del tratamiento es la experimentación, y ésta implicará cada vez más ensayos seleccionados al azar. La alternativa —un método más antiguo de retratamiento— es inaceptable. Los médicos con frecuencia aplican a un paciente individual las terapias probadas en grupos de pacientes. La probabilidad de éxito en un caso particular depende del grado de certeza evidente en el grupo y de la minuciosidad científica de los métodos que se usan. A los pacientes que intervienen en la evaluación de nuevas terapias les debemos lo mejor que la ciencia y la ética puedan dar. Hoy en día, para la mayoría de los tratamientos no probados se hacen de modo correcto ensayos clínicos seleccionados al azar.

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Notas 1. Comité de Ensayos con Estreptomocina en Tuberculosis, Consejo de Investigación Médica. Tratamiento con estreptomicina para la tuberculosis pulmonar: un estudio del Consejo de Investigación Médica. BMJ, 1948: 2: pp. 769-782. 2. Friedman L. M., Furberg C. D., DeMets D. L. Fundamentos de pruebas médicas. Boston: John Wright/PSG, 1981. 3. Beecher H. K. “Ética e investigación clínica”. N Engl J Med 1966: 274: pp. 1354-1360. 4. Apéndice II (“El Código de Nuremberg”). En Beauchamp T. L., Childress J. F. Principios de ética biomédica. Nueva York: Oxford University Press, 1979: pp. 287-289. 5. Apéndice II (“Declaración de la Asociación Médica Mundial de Helsinki”). En Beauchamp T. L., Childress J. F. Principios de ética biomédica. Nueva York: Oxford University Press, 1979: pp. 289-293. 6. Comisión Nacional para la Protección de Sujetos Humanos en Investigaciones Biomédicas y Conductuales. El Informe Belmont: principios éticos y guías para la protección de sujetos humanos en investigación. Washington, D. C.: Government Printing Office, 1978. [dhew, publicación no. (05) 78-0012.] 7. Freedman B. “Equilibrio y la ética de la investigación clínica”. N Engl J Med 1987: 317: pp. 141-145. 8. Yusuf S., Wittes J., Friedman L. “Revisión de resultados de una prueba clínica aleatoria de enfermedades cardiacas. I. Tratamientos seguidos por infarto al miocardio”. JAMA 1988: 260: pp. 2088-2093. 9. Brahams D. “Pruebas aleatorias y consentimiento informado”. Lancet 1988: pp. 1033-1034. 10. Burkhardt R., Kienle G. “Pruebas clínicas controladas y ética médica”. Lancet 1978: 2: pp. 1356-1359. 11. Marquis D. “Dejando la terapia al azar”. Hastings Cent Rep 1983: 13(4): pp. 40-47. 12. Gifford F. “El conflicto entre pruebas clínicas aleatorias y la obligación terapéutica”. J Med Philos 1986: 1: pp. 347-366. 13. Ruberman W., Weinblatt E., Goldberg J. D., Frank C. W., Shapiro S. “Latidos ventriculares prematuros y mortalidad después de un infarto al miocardio”. N Engl J Med 1977: 297: pp. 750-757. 14. Lown B. “Muerte cardíaca repentina: el mayor desafío que confronta la cardiología contemporánea”. Am J Cardiol 1979: 43: pp. 313-328. 15. Investigadores del Ensayo de la Supresión de la Arritmia Cardíaca (cast). Informe preliminar: efecto de la encainida y flecainida en la mortalidad en una prueba clínica de supresión de arritmia después de un infarto al miocardio. N Engl J Med 1989: 321: pp. 406-412.

ESCENARIO “Esté consciente”, dijo el Dr. Thorne, “de que es posible que no esté en el grupo que recibe medicamento. Usted puede estar en el grupo placebo parte del tiempo.” “Correcto”, dijo la señora Ross, “Sólo me van a dar algunas medicinas”. “¿Entiende usted el fin del estudio?” “Quieren que me sienta mejor”, sugirió la señora Ross dudosa. “Esperamos que se sienta mejor, por supuesto, pero eso no es lo que intentamos lograr aquí. Tratamos de descubrir si este medicamento ayudará a la gente con su condición, pero en un estado más temprano que el suyo.” “Quieren ayudar a la gente”, dijo la señora Ross. “Eso es correcto pero, ¿ entiende que tal vez no la ayudemos con este experimento?” “¿Pero lo van a intentar?” “No exactamente. Quiero decir que no vamos a lastimarla, pero tampoco le vamos a dar el mejor tratamiento para 280

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su enfermedad. ¿Entiende la diferencia entre investigación y terapia?” “Investigación es cuando se intenta encontrar algo que están buscando.” “Es correcto, y le pedimos ser parte de la investigación. Como le había dicho, hay algunos riesgos. Además de la posibilidad de que no reciba el tratamiento que necesita, el fármaco puede producirle daño limitado al portal hepático. No estamos seguros de cuánto.” “Creo que entiendo”, dijo la señora Ross. “Estoy seguro de que así es”, dijo el Dr. Thorne. “Entiendo que usted está participando voluntariamente en la investigación.” “Sí, el señor Woolerd me dijo que si era voluntaria, lo registrarían en mis archivos y tal vez podría ser liberada antes.” “El señor Woolerd le dijo que la comisión examinadora tomaría en cuenta su voluntariado cuando examinen su liberación.” “Sí, señor, y estoy ansiosa por salir de aquí. Tengo dos niños que se quedan con mi tía y necesito salir de aquí lo más pronto posible.” “Entiendo. No podemos prometerle su liberación, por supuesto, pero su participación se verá bien en su archivo. Tengo unos papeles que necesito que firme.” 1.

2. 3.

4.

Discute algunas de las dificultades implicadaas en explicarle procedimientos de investigación a personas no expertas y determina si son completamente conscientes de la naturaleza y los riesgos de su participación. ¿Qué razones hay para creer que la señora Ross no entiende en lo que está participando? Discute los problemas que hay en obtener el consentimiento libre y voluntario de una persona confinada en una institución (un recluso, por ejemplo). ¿Es posible obtener consentimiento genuino de pacientes en la primera fase del cáncer aunque no estén en prisión?

IV. TRASPLANTES Los problemas asociados con el trasplante de órganos se presentaron en el Capítulo 13. Una de las preguntas más importantes es decidir cómo serán asignados. ¿Quién debe recibir un órgano cuando hay tantas personas esperando?

PRESENTACIÓN DE CASO Trasplantes para los enfermos mentales Sandra Jensen nació con el corazón deformado pero no fue sino hasta que tuvo 35 años que empezó a enfermar con tanta gravedad que requirió un trasplante de corazón y de pulmón para alargar su vida. Era joven y saludable, pero los centros de trasplante en las universidades de Stanford y California la rechazaron como candidata. Sandra Jensen también tenía Síndrome de Down y los encargados del trasplante dudaban acerca de si ella tenía la

inteligencia suficiente para cuidarse después de la cirugía. Tendría que seguir la complicada rutina de tomar docenas de medicamentos a diario, que es lo normal para la gente que recibe trasplantes. Si no podía seguir los requerimientos postoperatorios moriría, y los órganos que podrían haber salvado la vida de una o dos personas se habrían desperdiciado. William Bronston, un administrador de rehabilitación del estado y amigo de Jensen, se convirtió en su defensor. Señaló que ella había demostrado un alto nivel intelectual, al graduarse de la preparatoria, trabajar con personas con Síndrome de Down y vivir sola por muchos años. Ella hablaba por los incapacitados en California y atendió la firma de George H. Bush de la Ley para Americanos con Discapacidades (Americans with Disabilities Act) en 1990. Gracias a la fuerte presión de Bronston y a las amenazas de publicidad adversa, Stanford cambió su decisión. El 23 de enero de 1996, en una operación de cinco horas, Jensen se convirtió en la primera persona con una enfermedad mental en Estados Unidos en recibir un trasplante de órganos. Más de un año después, el 4 de mayo de 1997, después de que su salud empezara a deteriorarse, Jensen ingresó al Hospital General Sutter, en San Francisco. Se le había admitido varias veces antes en el hospital por su reacción a la droga inmunosupresora, pero esta vez sería la última, y murió ahí el 25 de mayo de 1997. “Todos los días fueron preciosos y bien vividos por ella”, dijo su amigo William Bronston. Impulsada por la lucha de Jensen para conseguir un trasplante, la Asamblea de California aprobó una ley que prohibía la discriminación de gente con discapacidades en los centros de trasplantes.

LECTURA La prostituta, el vividor y el poeta: esquemas de racionamiento para el trasplante de órganos George J. Annas George Annas toma una posición en la selección de trasplante que modifica el principio de “él que llega primero se sirve primero”. Revisa cuatro enfoques para racionalizar los pocos recursos médicos —mercado, comité de selección, lotería y tradicional—y encuentra que cada uno tiene desventajas tan serias que ninguno es aceptable. Un enfoque aceptable, sugiere, es aquel que combine eficiencia, equidad y respeto por el valor de la vida. Debido a que los candidatos deben querer un trasplante y además obtener beneficios significativos del mismo, la primera fase de la selección debe incluir una investigación de antecedentes que esté basada de modo exclusivo en criterios médicos objetivos y tan libres como sea posible de juicios de valor social. La selección de estos candidatos puede realizarse con base en el criterio del valor social o por lotería, aunque el valor social puede considerarse arbitrario y la lotería ser percibida como injusta para aquellos que necesitan los trasplantes de inmediato y pueden morir sin ellos. Después de revisar las

consideraciones pertinentes, un comité que trabaja en esta etapa puede permitir que los que necesiten de inmediato el trasplante se coloquen al principio de la lista de espera. Para aquellos que no tienen necesidad inmediata de un trasplante, los órganos serían distribuidos por orden de llegada. Aunque no hay equidad completa en este proceso, es suficientemente flexible para reconocer que hay personas que tienen necesidades mayores (más inmediatas) que otros. En el debate público acerca de la disponibilidad de trasplantes de corazón e hígado, el problema de la racionalización a gran escala se ha tratado por primera vez en el sistema médico de Estados Unidos. En una era de escasos recursos, el arribo eventual de la discusión era, por supuesto, inevitable.1 A menos que decidamos prohibir o tener disponibles para todos los trasplantes de corazón e hígado, debe usarse algún método de racionalización para elegir a los posibles candidatos. Este debate ha existido a través de la historia de la ética médica. Por tradición, se ha ejemplificado como una decisión entre salvar a uno o a dos pacientes, ambos con la necesidad de la atención inmediata de un solo médico disponible para sobrevivir. La atención nacional se enfocó en las decisiones respecto del racionamiento de las máquinas de diálisis de riñón cuando se usaron, de modo limitado, por primera vez a finales de la década de 1960. Un comentarista describió el debate entre los profesionales médicos: Las máquinas u órganos se destinan a los más enfermos, o a los que tienen mayor probabilidad de recuperarse, sobre la base de: “él que llega primero se sirve primero”; el paciente más “valioso” (con base en fortuna, educación, posición ¿o en qué?); el que tenga mayor gente que dependa de él; las mujeres y niños primero; los que puedan pagar, ¿o quién? ¿O debemos dejarlo al azar, impersonal y sin sentido crítico?2

En Seattle, Washington, se eligió un comité de selección anónimo para decidir, entre los candidatos contendientes, quién recibiría la tecnología que le salvaría la vida. Un miembro del comité dijo lo siguiente: Las decisiones fueron difíciles… Recuerdo que voté en contra de una mujer joven que era una prostituta conocida. Me di cuenta de que no podía votar por ella; preferí a otra candidata, una esposa joven y madre. También voté en contra de un hombre joven que, hasta que descubrió que tenía una falla renal, había sido un bueno para nada, un vividor. Él prometió reformar su carácter, regresar a la escuela y demás si era seleccionado para el tratamiento, pero he vivido lo suficiente como para saber que una persona así no cumpliría las promesas que hizo.3

Cuando los prejuicios y los criterios de selección del comité se difundieron al público, hubo una reacción general en contra de este tipo de selección arbitraria. Dos expertos reaccionaron ante “lo cerca que estaban de la superficie los prejuicios y clichés descerebrados que contaminan las deliberaciones del comité”, y concluyeron que “la manera en que el comité juzgaba a las personas era en concordancia con sus propios valores de clase media”. Mencionaron también que las selecciones del comité descartaron a “inconformes creativos” e hicieron APÉNDICE

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del noroeste del Pacífico “un lugar no apto para un Henry David Thoreau con malos riñones”.4 Para evitar hacer determinaciones tan explícitamente arbitrarias de “valor social”, el Congreso, en 1972, decretó una legislación que asigna fondos federales para casi todos los procesos de diálisis y trasplantes de riñón en Estados Unidos.5 De cualquier modo, esta decisión sólo sirvió para posponer el momento en que deberían tomarse decisiones idénticas en cuanto a candidatos para trasplantes de corazón e hígado en una sociedad que no provee suficientes recursos financieros y médicos para la cirugía de los candidatos “adecuados”. Hay cuatro enfoques principales para racionalizar los escasos recursos médicos: de mercado, comité de selección, lotería y tradicional.

El enfoque de mercado Según el enfoque de mercado, se proporcionaría un órgano a cualquiera que pudiera pagar por él con recursos propios o seguro médico privado. Confiere un valor muy elevado a los derechos individuales y uno muy bajo a la igualdad y la imparcialidad. Se ha criticado con acierto sobre numerosas bases, incluyendo los argumentos de que las tecnologías de trasplantes se han desarrollado y se patrocinan con los recursos públicos; que los recursos médicos que se usan para los trasplantes no estarán disponibles para el cuidado que requiere mayor prioridad, y que el solo éxito financiero es una justificación insuficiente para exigir un procedimiento médico. La mayoría dice que representa una completa falta de preocupación por la imparcialidad y la igualdad.6 Una “venta de pasteles” o enfoque de la caridad que requiere que la persona menos afortunada en el aspecto financiero haga un llamamiento público para conseguir financiamiento es degradante para los individuos implicados y para la sociedad en su conjunto. El racionamiento con base en la capacidad financiera indica que no creemos en la igualdad, sino en que puede y debe fijarse un precio para la vida humana, y que los individuos cuya vida está en juego deben pagar ese precio. Ninguno de estos dos puntos de vista es tolerable en una sociedad en la que los ingresos son distribuidos sin equidad.

El proceso del comité de selección El comité de selección de Seattle es un modelo del proceso de comité. Los comités de ética que se instalan en algunos hospitales para decidir si a ciertos niños recién nacidos discapacitados debe dárseles asistencia médica o no, pueden representar otros.7 Estos comités se han desarrollado porque se consideró irrealizable o imprudente exponer de manera explícita los criterios con base en los cuales se tomarían las decisiones de selección. Pero sólo son posibles dos resultados, como lo precisó el profesor Guido Calabresi: que se desarrolle o no un patrón de toma de decisiones. Si se desarrolla un patrón (p. e., en Seattle, la imposición de los valores de la clase media), después será posible articularlo y decidir, codificar y usar esas “reglas” de modo directo, sin recurrir al comité. Si un patrón no se desarrolla, el comité es vulnerable a la acusación de que actúa con arbitrariedad o de manera deshonesta y, por lo tanto, ya no se le permitiría tomar decisiones importantes.1 282

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Al final, la designación pública de un comité para tomar decisiones en la selección sobre criterios vagos fracasará porque estará demasiado involucrado con el Estado y con todos los miembros de la sociedad que prefieren de manera explícita a unos individuos específicos sobre otros, y devaluará los intereses de vivir de estos últimos. Y así se perjudica, con tanta seguridad como ocurre en el sistema de mercado, la opinión que tiene la sociedad acerca de la igualdad y el valor de la vida humana.

El enfoque de lotería El enfoque de lotería es el ecualizador final que coloca la igualdad antes que cualquier otro valor. Esto lo hace en extremo atractivo, puesto que todos los interesados tienen una oportunidad igual en la selección sin importar la raza, el color, el credo o el estado financiero. Por otra parte, ofende nuestras nociones de la eficacia y de la imparcialidad puesto que no hace ninguna distinción entre aspectos tales como la intensidad de los deseos de los candidatos, su supervivencia potencial y su calidad de vida. En estas circunstancias, es un método sin sentido para solucionar el dilema de la sociedad ocasionado por su falta de voluntad o su inhabilidad para gastar los recursos suficientes que hagan innecesaria una lotería. Al hacer esta decisión de macrogasto evidente para todos, también se perjudica la opinión de la sociedad acerca de que la vida humana no tiene precio. El sistema de “él que llega primero se sirve primero” es un tipo de lotería natural, ya que la remisión a un programa de trasplante en general es al azar en cuanto al tiempo. No obstante, grupos con ingresos más altos tienen acceso con mayor rapidez a las redes de remisión y así cuentan con una ventaja inherente sobre las personas pobres en un sistema como éste.8, 9

El enfoque tradicional La sociedad ha intentado por tradición evitar de manera explícita reconocer que estamos tomando la decisión de no salvar la vida de la gente porque hacerlo es demasiado costoso. Mientras tales decisiones no sean reconocidas con franqueza, la sociedad las tolerará. Por ejemplo, hasta hace poco tiempo se decía que los internistas en Gran Bretaña tenían un acuerdo general para que los individuos de más de 55 años de edad que tenían una enfermedad del riñón en fase final no se refirieran para diálisis o trasplante. Sin embargo, en 1984 esta práctica no escrita se publicitó mucho, con estadísticas que demostraron una tasa de 40 entre 1 millón de nuevos casos de enfermedad de riñón en fase terminal que se trataron en Gran Bretaña (en comparación con datos estadísticos de Estados Unidos de 80 entre 1 millón), lo que resultaba en un número de 1 500 a 3 000 “muertes innecesarias” cada año.10 Esto obviamente ha llevado a la movilización para ampliar el presupuesto del Servicio Nacional de Salud destinado a los servicios de diálisis y a cubrir estas necesidades, una solución más aceptable desde el punto de vista social que el hecho de permitir que continuara la situación reconocida en la actualidad. En Estados Unidos, el enfoque tradicional permite que los galenos seleccionen a sus pacientes con base en criterios médicos o de conveniencia clínica. Sin embargo, esto contiene muchos criterios sociales ocultos que vale la pena men-

cionar. Por ejemplo, un criterio, común en la literatura del trasplante, es que se requiere que un individuo tenga suficiente ayuda de su familia para que se le brinde un buen cuidado posoperatorio. Esto discrimina a los individuos sin familia y a quienes se han alejado de ella. El criterio puede ser relevante, pero no pertenece al ámbito médico. Se pueden hacer observaciones similares sobre los criterios médicos que incluyen el coeficiente intelectual, las enfermedades mentales, los antecedentes penales, el empleo, la indigencia, el alcoholismo, la drogadicción o la localización geográfica. La edad es quizá más difícil, puesto que puede relacionarse de modo impresionante con los resultados. Pero no es lógico desde el punto de vista médico asumir que un individuo con 49 años de edad es un candidato más adecuado para un trasplante que uno que tiene 50 años. A menos que la revisión específica de las características de las personas ancianas las convierta en candidatas menos deseables, esa exclusión es arbitraria y entonces devalúa la vida de los ciudadanos más viejos. Es posible decir lo mismo de las exclusiones de alcohólicos y drogadictos. En pocas palabras, el enfoque tradicional tiene para la sociedad una gran ventaja y una gran desventaja: nos crea la ilusión de que no tenemos que tomar decisiones; pero el precio es una gran decepción y, cuando se descubre este engaño, debemos ocuparnos de él con el derecho universal o eligiendo otro método de selección de pacientes.

Combinación de enfoques Un enfoque aceptable desde el punto de vista social debe ser justo, eficaz y reflejar los valores importantes. De estos últimos, los más relevantes que se encuentran en juego en el trasplante de órganos son la imparcialidad misma, la equidad en el sentido de la igualdad y el valor de la vida. Para promover la eficacia, es importante que nadie reciba un trasplante a menos que lo desee y que le sea posible obtener una ventaja significativa con ello en cuanto a los años de vida con un nivel razonable de funcionamiento. Por consiguiente, es apropiado que haya un análisis inicial que se base de modo exclusivo en los criterios médicos diseñados para medir la probabilidad de un trasplante exitoso, es decir, en el cual el paciente sobreviva por lo menos algunos años y se rehabilite. En los criterios médicos hay cabida para juicios de valor, pero quizá no haya manera de evitarlos por completo. Por ejemplo, se ha observado que “en muchos aspectos, los criterios sociales y médicos están inextricablemente entrelazados” y, por lo tanto, los criterios médicos pudieron “excluir al pobre y perjudicado porque la salud y el nivel socioeconómico son interdependientes”.11 Roger Evans da un ejemplo. En el programa de enfermedad renal en etapa final, “aquellos pacientes de un nivel socioeconómico más bajo son propensos a tener condiciones de comorbilidad múltiples, tales como diabetes, hepatitis e hipertensión”, que los convierten en candidatos menos deseables y cuyo tratamiento es más costoso.11 Para evitar que el abismo se ensanche entre los ricos y los pobres, debemos hacer la tentativa razonable de desarrollar criterios médicos objetivos e independientes de las categorías sociales. Un camino breve para acercarse a esto es requerir que

la investigación médica sea repasada y aprobada por un comité de ética con representación pública significativa, sometida a una agencia pública y fácilmente disponible a los comentarios del público. En caso de que más de un hospital en un estado o una región ofrezca un servicio particular de trasplante, sería más justo y eficaz que los mismos hospitales realicen la investigación médica inicial (basándose en criterios uniformes y objetivos), para hacer toda la selección no médica subsecuente con un método aprobado por un solo comité de selección integrado por los representantes de todos los hospitales comprometidos con un procedimiento particular de trasplante, así como por la representación significativa del público. Esto implica que después de realizar la investigación médica quizá haya más candidatos aceptables que órganos o equipos quirúrgicos disponibles. La selección entre candidatos en espera será, entonces, necesaria. Esta situación ahora ocurre en el trasplante de riñón pero, puesto que la aceptación de este órgano es mucho más sofisticada que en los corazones e hígados (permiten la compatibilidad más exacta del órgano y el receptor), y puesto que la diálisis posibilita que los individuos esperen casi indefinidamente un órgano sin arriesgar su vida, las situaciones no son tan cercanas como para permitir el uso del mismo criterio. Por otra parte, en tanto los órganos son específicamente compatibles en tejido y tamaño, y se distribuyen al mejor candidato en cuanto a compatibilidad, el mismo sistema de distribución de órganos se asemeja a una lotería natural. Cuando se obtiene un grupo de candidatos aceptables, hay que decidir quién consigue el siguiente órgano disponible. Debemos elegir entre utilizar un criterio de selección consciente, de alto valor o digno desde el punto de vista social (incluyendo un comité para tomar la decisión real) o cierto tipo de procedimiento al azar. Debido a la inaceptabilidad y al carácter arbitrario de los criterios de valor social que el comité aplica de manera implícita o explícita, este método no es viable ni apropiado. Por otra parte, la adherencia terminante a la lotería puede crear una situación en la que un individuo que sólo tiene una de cuatro probabilidades de vivir cinco años con un trasplante (pero, ¿quién podría sobrevivir otros seis meses sin uno?), consiga un órgano antes que otra persona que podría sobrevivir igual o aún más, pero que morirá en pocos días u horas si no se le trasplanta de inmediato. Por consiguiente, el enfoque razonable parece ser el que asigna los órganos al grupo de receptores con base en “el que llega primero, lo recibe primero”, pero que permite a los individuos “saltarse” lugares en la fila si el segundo nivel del comité de selección cree que están en inminente peligro de muerte (pero sólo si tienen una perspectiva razonable de supervivencia a largo plazo con un trasplante) y si la persona que obtendría el órgano de cualquier manera puede sobrevivir lo suficiente para asegurar que podrá conseguir otro. El método de selección básica de “el que llega primero, recibe el órgano primero” (después de una revisión médica) parece ser el preferido, porque es el que se aproxima más a la aleatoriedad de una lotería sin parecer que se hace de la equidad el único valor que se promueve. Cierta injusticia se incluye por el hecho de que los más ricos y más astutos en el aspecto médico tal vez consigan primero el trasplante y estén a la cabeza de la lista, pero esta ventaja debe disminuir poco

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a poco mientras la conciencia pública del sistema crece. La posibilidad de la injusticia es también inherente al permiso que se da a los individuos para saltarse lugares en la fila, pero se necesita conservar cierta flexibilidad en el sistema para responder a las contingencias razonables. Tendremos que hacer frente al hecho de que, si los recursos dedicados a los trasplantes de órganos son limitados (como sucede ahora y probablemente también en el futuro), es probable que en algún momento un número significativo de individuos dentro del grupo muera mientras espera un trasplante. Para evitar esto es posible hacer tres cosas : 1) los criterios médicos pueden hacerse más estrictos, quizá al agregar una noción más rigurosa de la “calidad” de vida a la longevidad y a las perspectivas de la rehabilitación; 2) aumentar los recursos dedicados al trasplante y a la obtención de órganos; 3) persuadir a los individuos para no entrar al grupo. De estas tres opciones, sólo la tercera promete conservar los recursos y promover la autonomía. Mientras que la mayoría de las personas elegibles para un trasplante desde el punto de vista médico posiblemente querrían uno, algunas no, al menos si entendieran todo lo que involucra, incluyendo el compromiso de usar los medicamentos inmunosupresores de por vida y la revisión medica periódica de los síntomas de rechazo. De acuerdo con esto, se entiende que las políticas públicas difundan los riesgos y los efectos secundarios de un trasplante y requieran explicaciones cuidadosas acerca del procedimiento a los pacientes potenciales antes de que atraviesen por la revisión medica. Es probable que cuando los pacientes acudan al centro de trasplantes hayan tomado una decisión y hagan casi cualquier cosa por conseguir el trasplante. No obstante, si hay pacientes que, al enfrentar todos los hechos, eligen por su voluntad no proceder, nosotros aumentamos su propia libertad y la eficacia y el costo-beneficio del sistema de trasplantes al analizarlos lo antes posible.

Conclusión La elección entre pacientes que parece condenar a muerte a algunos y dar a otros la oportunidad de sobrevivir siempre será trágica. La sociedad ha desarrollado gran número de mecanismos para camuflar estas decisiones con el fin de que sean más aceptadas. En una era de recursos escasos y de contención de costos, tales mecanismos se harán públicos y podrán usarse sólo si son justos y eficaces. Si no se consideran así, cambiaremos de un mecanismo a otro en un esfuerzo por continuar la ilusión de que en realidad no hay que tomar decisiones trágicas y que al mismo tiempo podemos movernos hacia la equidad del acceso, la calidad del servicio y la contención de los costos sin desafiar nuestros valores. Junto con la prostituta, el vividor y el poeta, todos necesitamos participar en el desarrollo de un modelo de acceso a las tecnologías médicas extremas y costosas con las cuales podemos vivir.

Notas 1. Calabresi G., Bobbitt P. Elecciones trágicas. Nueva York: Norton, 1978. 2. Fletcher J. “Nuestro vergonzoso desperdicio de tejido humano.” En Cutler D. R. (ed.) La situación religiosa. Boston: Beacon Press, 1969: pp. 223-252.

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3. Citado en Fox R., Swazey J. El coraje para fallar. Chicago: University of Chicago Press, 1974: p. 232. 4. Sanders D., Dukeheimer J. “Avance médico y retraso legal: hemodiálisis y trasplante de riñón.” UCLA L Rev 1968; 15: p. 357. 5. Rettig R. A. “El debate público sobre el financiamiento para el cuidado de pacientes víctimas de enfermedad renal en etapa final.” Leyes y Problemas Contemporáneos, 1976; 40: p. 196. 6. Comisión Presidencial para el Estudio de Problemas Éticos en Medicina: asegurando el acceso al cuidado de la salud. US Govt Printing Office, 1983: p. 25. 7. Annas G. J. “Comités éticos en cuidado neonatal: ¿protección sustancial o procedimiento de diversión?” Am J Public Health 1984; 74: pp. 843-845. 8. Bayer R. “Justicia y cuidado de la salud en una era de contención de costos: asignación de recursos médicos escasos.” Soc Responsibility 1984; 9: pp. 37-52. 9. Annas G. J. “Asignación de corazones artificiales en el año 2002.” Minerva v National Health Agency. Am J Law Med 1977; 3: pp. 59-76. 10. Comentario: el pobre registro del Reino Unido en el tratamiento de falla renal. Lancet, 7 de julio, 1984: pp. 53. 11. Evans R. “Tecnologías para el cuidado de la salud y la inevitable asignación de recursos y decisiones racionales”, parte 11. JAMA 1983; 249: pp. 2208, 2217.

ESCENARIO El equipo de microcirugía del Hospital Público de Benton estaba integrado por 23 personas. Había cinco cirujanos, tres anestesiólogos, tres internistas, dos radiólogos, y los miembros restantes eran enfermeras y técnicos. En las primeras horas de la tarde de un martes, a finales de marzo, los miembros del equipo que debían haberse esterilizado, se aseaban mientras los demás se preparaban para operar al señor Hammond Cox. Éste era un hombre afroamericano de 59 años de edad, soltero, que trabajaba como conserje en un edificio de apartamentos. Mientras hacía sus labores, el señor Cox metió la mano en el mecanismo compactador de basura, que aplastó los huesos de su muñeca y le rompió los vasos sanguíneos. El director del equipo, el Dr. Hebert Lagorio, creía posible restaurar aunque fuera en parte el funcionamiento de la mano del señor Cox. De otra forma, tendría que amputársela. El señor Cox estaba ebrio en el momento en que esto sucedió. Cuando la ambulancia de la policía lo llevó a urgencias, él aún estaba tan ebrio que la operación tuvo que posponerse una hora para darle tiempo de quemar algo del alcohol que había consumido. Como estaba, administrar anestesia al señor Cox era un riesgo mayor. Además, los análisis de sangre mostraban que tenía algún daño hepático. En términos de largo y corto plazos, no era un riesgo quirúrgico que quisiera tomarse. El Dr. Lagorio ya se había esterilizado cuando la Dra. Carol Levine, una residente en medicina de emergencia, lo llamó. “Más vale que esto sea importante”, le dijo, “tengo un paciente preparado y esperando”. La Dra. Levine le contestó que lo sabía, “pero acaban de traer a una mujer blanca de 35 años con la mano derecha severamente dañada. Ella es profesora de biología en Columbia y trabajaba en su laboratorio cuando un hombre trastornado que buscaba drogas la atacó con un cuchillo”. “¿En que condiciones se encuentra la mano?” “Excelente. La policía del campus llego ahí en minutos y había hielo en el laboratorio. Uno de los oficiales tuvo el buen

sentido de poner la mano en una bolsa de plástico y traerla con ella.” “¿Sus condiciones de salud son buenas? “Parece excelente”, dijo la Dra. Levine. “Esto es un verdadero problema.” “¿No puedes operar dos pacientes a la vez?” “De ninguna manera. Necesitamos a todo el personal para operar a uno.” ¿Por qué no la mandas a otro lugar?” “Ningún otro lugar es adecuado para lo que hay que hacer.” “Entonces, ¿qué vas a hacer?” 1. 2.

3.

4.

¿El criterio de “el que llega primero es atendido primero” estipularía que el señor Cox fuera operado? ¿Puede utilizarse como criterio la posibilidad de éxito en cada caso sin violar la noción de que toda la gente debe ser tratada de manera equitativa? ¿El hecho de que la lesión del señor Cox sea consecuencia de su propia negligencia debe considerarse en la decisión de a quién debe dedicar su atención el Dr. Lagorio? En tu opinión, ¿quién debe tener las ventajas potenciales de la cirugía? Menciona las razones que respaldan tu opinión.

V. EUGENESIA En el Capítulo 15 examinamos la historia de la genética y el movimiento de la eugenesia. Encontramos que el estudio de la genética humana no siempre se trató de manera ética. ¿Cómo esta perspectiva histórica de la eugenesia cabe en el punto de vista de hoy?

LECTURA Eugenesia Como otros organismos, somos el producto de millones de años de desarrollo evolutivo. Este proceso ha ocurrido a partir de la operación de la selección natural en mutaciones genéticas producidas de manera aleatoria. Los organismos son exitosos en un sentido evolutivo cuando contribuyen con un número de genes proporcionalmente mayor que el número que han aportado otros al pool genético de su especie. A menudo esto significa que los individuos exitosos en el aspecto evolutivo son los que tienen una descendencia mayor. Éstos son los favorecidos por la selección natural. Es decir, poseen los genes de ciertas características que son favorecidas por los factores ambientales existentes. (Esto es lo que se llama selección natural.) Los genes de los individuos “favorecidos” aparecerán con mayor frecuencia que los de otros en la generación siguiente. Si los mismos factores ambientales continúan funcionando, estos genes se esparcirán a toda la población. Gracias a Darwin y a los biólogos que le siguieron, ahora comprendemos mejor el proceso evolutivo y los mecanismos con los que funciona. Esta comprensión nos coloca en una posición desde la que podemos intervenir en la evolución. No nos consideraremos más como objetos de la oculta selección natural y, si lo deseamos, podemos modificar el curso de la

evolución humana. Como el biólogo evolutivo Theodosius Dobzhansky expresó: La “evolución no necesita ser un destino impuesto por fuera; puede ser concebiblemente controlada por el hombre, de acuerdo con su sabiduría y valores.” Aquellos que abogan por la eugenesia aceptan justo este punto de vista: favorecer las políticas sociales y las prácticas que ofrecen, en cierto grado, la posibilidad de aumentar el número de genes de una población humana responsable de producir o de mejorar la inteligencia, la belleza, la capacidad musical y otros rasgos que valoramos. El objetivo de aumentar el número de genes favorables en la población humana se llama eugenesia positiva. Por el contrario, la eugenesia negativa tiene como objetivo disminuir el número de genes indeseables o dañinos. Quienes abogan por la eugenesia negativa están más interesados en la eliminación o la reducción en la población de los genes responsables de diversas enfermedades genéticas. Las eugenesias positiva y negativa requieren la institución de cierto grado de control sobre la reproducción humana. Se ha abogado por varias clases de políticas y procedimientos, y discutiremos algunas de las posibilidades.

Eugenesia positiva y negativa La discusión sobre investigación genética, orientación, diagnóstico genético prenatal y selección del embrión hace innecesario repetir la información sobre el poder que tenemos para predecir y diagnosticar enfermedades genéticas. Es suficiente con recordar que, dada la información sobre el mapeo genético y los antecedentes de los padres potenciales, es posible predecir con cierto grado de probabilidad gran cantidad de enfermedades genéticas que puedan ocurrir en un niño de tales padres. También es factible determinar la presencia de ciertos genes a partir del análisis genético de los cromosomas. Esto es verdad en enfermedades como la pku, la anemia falciforme, la hemofilia, las enfermedades de Huntington y Tay-Sachs y la distrofia muscular. Cuando la información genética no es adecuada para una predicción confiable o una determinación directa, es posible obtener datos relacionados con el feto al emplear uno de varios procedimientos de diagnosis prenatal. Incluso cuando la información es adecuada para una predicción confiable, si el feto tiene alguna enfermedad, ésta puede determinarse gracias a la prueba prenatal. Así que, además de los desórdenes genéticos que se han mencionado antes, pueden realizarse pruebas prenatales para detectar defectos de desarrollo como las anomalías en el tubo neural y el Síndrome de Down. También se pueden hacer otras pruebas en huevos, esperma o embriones. Una propuesta de la eugenesia negativa quizá abogue porque se solicite por ley un mapeo genético para todas o algunas enfermedades genéticas o disposiciones actualmente perceptibles (o errores en el desarrollo). Cuando la probabilidad de ocurrencia de una enfermedad es alta (cualquiera que ésta sea), a los padres se les puede alentar para no tener hijos. De hecho, la ley tal vez requiera que se abstengan de tener niños o confíen en la selección de un embrión, y pueden hacerse acreedores a una penalización por ir en contra de la decisión de la junta de investigación.

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Si quienes portan los genes de algunas enfermedades genéticas se abstuvieran de tener hijos, la incidencia de dichas enfermedades disminuiría en cierto plazo. En el caso de que el padecimiento sea el resultado de un gen dominante (como la Enfermedad de Huntington), desaparecería eventualmente. (Podría reaparecer con nuevas mutaciones.) Cuando la enfermedad pertenece a la categoría de las que son detectadas sólo después del nacimiento del niño, si los resultados de la diagnosis prenatal demuestran que tiene un padecimiento hereditario, es posible sugerir a la madre que se practique un aborto. O una pareja que considere un riesgo puede recibir el consejo de recurrir a la inseminación artificial y la transferencia del embrión. En cuanto al requerimiento de un aborto por ley, se puede adoptar una variedad de políticas sociales para hacer de éste o de la selección del embrión una opción atractiva. (Por ejemplo, los fondos del gobierno pueden costear el aborto u otorgar recompensas financieras a las mujeres que lo elijan. Quizá el gasto de la selección del embrión pudiera ser pagado por un programa federal.) El aborto de un feto que se sabe tiene una enfermedad genéticamente transmisible no sólo prevendría el nacimiento de un niño incapacitado, también eliminaría a un portador potencial de los genes responsables de la enfermedad. De igual forma, la esterilización de personas identificadas como portadoras de genes responsables de ciertas enfermedades físicas o mentales evitaría que transmitieran estos genes defectuosos. Así, el número de estos genes se reduciría de manera proporcional en la población. En la actualidad, ningún estado o ley federal considera como delincuentes a los padres que pueden tener un hijo enfermo. Pero se está desarrollando una tendencia hacia una regulación genética más intensa. El mapeo genético para algunas enfermedades en los recién nacidos que tienen una buena respuesta a tratamientos tempranos es una práctica establecida. También se ofrecen con frecuencia programas de pruebas genéticas en algunas comunidades con el fin de animar a la gente a buscar información sobre enfermedades particulares. Hoy en día, las pruebas genéticas (para adultos) y la orientación son voluntarias. Tienen como objetivo proporcionar la información y después dejar a los individuos tomar sus decisiones reproductivas. A menudo se dirigen hacia la disminución inmediata del número de niños que tienen defectos de nacimiento y enfermedades genéticas. Con todo esto, las pruebas genéticas y la orientación pueden considerarse parte de la eugenesia negativa. Hasta cierto punto desalientan el nacimiento de los niños que llevan genes deletéreos, y también la expansión de esos genes en la población humana. Obviamente, las pruebas y programas de orientación genéticos pueden utilizarse también para promover la eugenesia positiva. Los individuos que posean los genes de los rasgos que la sociedad valora pueden ser animados a tener mucha descendencia. De esta manera, los genes de estos rasgos aumentarían su frecuencia relativa en la población. Ningún programa de eugenesia positiva funciona actualmente en Estados Unidos. Sin embargo, es fácil imaginar cómo una variedad de incentivos sociales y económicos (como primas del gobierno) pudieran introducirse como parte de un

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plan para promover la propagación de ciertos genes recompensando a los grupos de personas favorecidos para tener niños.

El uso de células germinales deseables Los progresos en la tecnología reproductiva han abierto posibilidades que alguna vez se consideraron tan alejadas que parecían de ciencia ficción. La inseminación artificial con esperma congelado ya es común. También el uso de óvulos y embriones donados. Mientras algunos de los embriones pueden ser donados por las parejas que no los necesitan o no los quieren, otros se producen en clínicas de infertilidad combinando el esperma de los bancos comerciales con óvulos donados. Los embriones que se produzcan pueden ser divididos en varios embriones idénticos genéticamente, y dentro de poco tiempo será posible clonar a un ser humano de una sola célula del cuerpo. Quienes deseaban tener un hijo ahora tienen la opción de seleccionar los óvulos o el esperma de individuos con rasgos que se consideran deseables. De modo alternativo, pueden seleccionar un embrión congelado con base en las descripciones de los donadores de gametos. También pueden consultar a los médicos acerca de embriones que hayan creado con esperma y óvulos de personas que para ellos parecen tener rasgos excepcionales. Ahora contamos con la posibilidad de practicar tanto la eugenesia negativa como la positiva a nivel individual y social. Si lo deseáramos, podríamos alentar a diferentes grupos de individuos para que eviten tener hijos biológicos y en su lugar utilicen espermatozoides, óvulos y embriones “superiores” que se ofrecen hoy en los bancos de esperma y los centros de infertilidad. De esta manera, aumentaríamos el número de genes de rasgos deseables en la población. (Véase el Capítulo 6.)

Dificultades éticas con la eugenesia Los críticos no han tardado en precisar que las ofertas mencionadas tienen serias desventajas. Primero, no es probable que la eugenesia negativa haga mucho para cambiar la especie como un todo. La mayoría de las enfermedades hereditarias es genéticamente recesiva, así que ocurre sólo cuando ambos padres poseen el mismo gen defectuoso. Aunque se aconseje (o requiera) a una pareja en particular que no tenga hijos, el gen todavía se esparcirá en la población a partir de personas que consideramos normales por completo. Debido a una razón similar, la esterilización, e incluso la selección de embriones, tendrían pocos efectos a largo plazo. Además, un hecho incómodo es que los genetistas han estimado que, en promedio, cada persona tiene genes recesivos de cinco defectos o enfermedades genéticas. La orientación genética y el uso de las técnicas de reproducción asistida pueden ayudar a los individuos, pero la eugenesia negativa no promete mucho para la población en su conjunto. La eugenesia positiva quizá prometa algo más. Es difícil imaginar que todos estemos de acuerdo acerca de qué rasgos quisiéramos aumentar en la especie humana. Pero, incluso si pudiéramos, no es claro si podríamos aumentarlos con facilidad.

Para empezar, tenemos muy poca comprensión de la base genética de rasgos como “inteligencia”, “honradez”, “talento musical”, “belleza”, y así sucesivamente. Queda claro que no hay un solo gen para estas características y sus probabilidades son el resultado de una interacción complicada entre la dotación genética y los factores sociales y ambientales. Por lo tanto, la tarea de aumentar su frecuencia es por completo diferente de, por ejemplo, incrementar la frecuencia del ganado con cuernos cortos. Además, los rasgos deseables pueden estar acompañados por otros menos deseables, y quizá no podamos aumentar los primeros sin también hacerlo también con los segundos. Aparte de las objeciones biológicas, la eugenesia también plantea cuestiones morales. ¿Nos hemos convertido en los “gerentes administrativos de la evolución”, como Julian Huxley exclamó una vez? Si es así, ¿tenemos alguna responsabilidad con las futuras generaciones de mejorar la raza humana? ¿Esta responsabilidad justificaría el hecho de requerir la investigación genética y las pruebas? ¿Justificaría el establecimiento de un programa de eugenesia positiva? Las respuestas afirmativas a estas preguntas pueden generar conflictos con las nociones de dignidad individual y autodeterminación. De las teorías éticas que hemos discutido, al parecer sólo el utilitarismo se puede considerar para favorecer un programa de eugenesia positiva. La posibilidad de aumentar la frecuencia de rasgos deseables en la especie humana puede, en términos del principio de utilidad, justificar las restricciones en la reproducción. Con todo esto, es posible ver la meta de una sociedad mejorada como demasiado distante e incierta, mientras que la imposición de restricciones aumentaría la infelicidad humana actual. Por lo que concierne a la eugenesia negativa, sería factible apelar al principio de utilidad para justificar las políticas sociales que desalientan o prohíben tener hijos a los padres que son portadores de genes de enfermedades. La meta aquí no sería mejorar la población humana sino la prevención inmediata en el aumento del dolor que causaría un niño con discapacidades. Las doctrinas de la ley natural del catolicismo romano prohíben el aborto, la esterilización y la selección del embrión. Esto significa que practicar la eugenesia negativa es imposible. Además, la perspectiva de la ley natural acerca de que la reproducción es una función natural del intercambio sexual parece, a primera vista, eliminar la eugenesia negativa como política deliberada en conjunto. Sin embargo, podría discutirse que la abstinencia voluntaria de la cópula sexual o cierta forma aceptable de control de la natalidad fueran los medios legítimos de practicar la eugenesia negativa. A primera vista podría evocarse el derecho de prima facie de Ross de no causar daño para justificar la eugenesia negativa. Si hay una buena razón para creer que un niño padecerá una enfermedad genética, tenemos el deber de evitar que ese niño nazca. De igual forma, la teoría de Rawls permitiría una política que requeriría la práctica de cierta forma de eugenesia negativa en beneficio de los efectos inmediatos de la prevención del sufrimiento y el ahorro de todo el dinero necesario para apoyar a quienes sufren enfermedades genéticas. Es difícil determinar qué clase de respuesta a la cuestión de la eugenesia negativa puede ofrecerse en términos de los principios éticos de Kant. Las leyes que regulan la concepción,

el aborto forzado o la esterilización pueden percibirse como violaciones a la dignidad y la autonomía individuales. Con todo esto, los agentes morales, como tomadores racionales de decisiones, requieren información en la cual basar sus decisiones. Así, los programas de investigación y orientación genética pueden ser considerados legítimos por algunas personas.

Escenario En 1983, un grupo de judíos ortodoxos de Nueva York e Israel inició un programa de mapeo con el objetivo de eliminar de su comunidad las enfermedades transmitidas por genes recesivos. El grupo se llamó Dor Yeshorim, “la generación del perfecto”. Debido a que los judíos ortodoxos no aprueban el aborto en la mayoría de los casos, el programa no emplea la prueba prenatal. En lugar de esto, se hace un análisis de sangre a los estudiantes de secundaria para determinar si tienen los genes de la Enfermedad de Tay-Sachs, fibrosis quística o la Enfermedad de Gaucher. A cada estudiante se le asigna un número de identificación de seis dígitos, y si dos estudiantes piensan salir juntos, los animan a llamar a un teléfono directo. Se les dice si son “compatibles”, o si llevan un gen recesivo para alguna de las tres enfermedades. A las parejas que son portadoras se les ofrece orientación genética. Durante 1993, se analizó a 8 000 personas, y 87 parejas que pensaban casarse se retractaron después de enterarse de que ambos eran portadores de genes recesivos. La prueba cuesta 25 dólares y el programa es patrocinado en parte por los fondos del Departamento de Servicio de Salud Humana. Algunos ven el programa de Dor Yeshorim como un modelo a seguir por otros grupos o por la sociedad en general. En un inicio las pruebas se hacían sólo para detectar el gen de Tay-Sachs, pero con el tiempo se amplió a otras dos enfermedades. Los planes actuales consisten en agregar más padecimientos a las pruebas. Sin embargo, algunos críticos ven como un error el hecho de haber ampliado enfermedades mortales e intratables como la de Tay-Sachs hasta la fibrosis quística. Los individuos pueden sentirse presionados ante la prueba y los que son portadores de uno o más genes de estas enfermedades pueden convertirse en parias sociales que jamás se casen. Considerando que los genes de la mayoría de las enfermedades se manifiestan en varios grados de severidad, muchos individuos pueden sufrir rechazo social por razones inadecuadas. Por ejemplo, la Enfermedad de Gaucher, que implica el defecto en una enzima a partir del cual se genera anemia y agrandamiento de hígado y bazo, se manifiesta después de los 45 años en la mitad de los casos diagnosticados. Además, aunque la enfermedad sea fatal, en general no lo es y los síntomas pueden ser tratados. 1. 2. 3. 4.

¿El programa de mapeo de Dor Yeshorim es una forma de eugenesia? Si es así, ¿esto lo hace inaceptable? ¿Este programa en un buen modelo para otro de mapeo nacional? Si no lo es, ¿por qué no? ¿Es razonable mapear las enfermedades genéticas no letales? ¿Cuáles son los peligros inherentes a un programa de mapeo?

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Glosario Ácido desoxirribonucleico (dna) Molécula que consiste en dos hebras antiparalelas de polinucléotidos. Es el principal portador de la información genética. Ácido fólico Tipo de vitamina B que previene los defectos del tubo neural en los embriones en desarrollo cuando se encuentra en la dieta en cantidades adecuadas. Ácido ribonucleico (rna) Molécula de ácido nucleico que contiene la pirimidina uracilo y el azúcar ribosa. Existen varios tipos de rna, muchos de los cuales desempeñan una función importante en la expresión genética. Actor (demandante) Término legal que hace referencia a uno de los partícipes de un juicio. Éste puede ser el Estado en un juicio penal o la parte que demanda a la otra en un juicio civil. Adenina Junto con la guanina, es una de las dos bases nitrogenadas de purinas que se encuentran en el dna. Adenosín desaminasa Una enzima codificada por un gen en el cromosoma 20. Las mutaciones en este gen dan como resultado una enfermedad del sistema inmunológico denominada inmunodeficiencia combinada severa (scid, por sus siglas en inglés). Agravio Término jurídico que se refiere a un acto injusto que puede terminar en una demanda legal. Albinismo Condición genética caracterizada por la carencia de melanina en la piel, el cabello y los ojos. Alelo Una de las posibles formas alternativas de un gen; en general se distingue de otro alelo por sus efectos fenotípicos. Alérgenos Antígenos que provocan una respuesta inmunitaria inapropiada. Alfa-globina Una de las proteínas acarreadoras de oxígeno que se encuentran en las hemoglobinas embrionarias, fetales y adultas. Cada molécula de hemoglobina está compuesta de dos moléculas de alfa-globina y dos moléculas de beta-globina.

involucrados en el caso que se presenta ante un tribunal de justicia y que contiene información sobre el mismo. Aminoácido Uno de los 20 monómeros que se unen para formar proteínas. Cada aminoácido contiene dos grupos químicos: un grupo amino y un grupo de ácido carboxilo. Aminoácidos esenciales Aminoácidos que no pueden ser sintetizados por el cuerpo y deben ser consumidos en la dieta. Amniocentesis Método de muestreo del fluido que rodea al feto en desarrollo. Se lleva a cabo insertando una aguja hueca que succiona células fetales suspendidas y fluido. Se usa para el diagnóstico genético del feto y el monitoreo de enfermedades del desarrollo; en general se realiza en la decimosexta semana del embarazo. Anafase I Etapa de la meiosis durante la cual los miembros de un par de cromosomas homólogos se separan entre sí, creando células hijas haploides. Anafase II Etapa durante la meiosis en la que los centrómeros se rompen y las cromátidas hermanas se separan. Andrógenos Hormonas sexuales masculinas y sustancias químicas relacionadas con la actividad sexual masculina. Anemia falciforme Enfermedad genética recesiva asociada con un tipo anormal de hemoglobina, una proteína sanguínea de transporte. Anencefalia Enfermedad del desarrollo en la cual no se forman partes del cerebro (cerebelo y telencéfalo). La mayoría de los fetos afectados muere antes del nacimiento; aquellos nacidos con anencefalia sobreviven sólo pocos días. Aneuploidía Número de cromosomas que no es un múltiplo exacto del juego haploide. Anticodón Grupo de tres nucleótidos de una molécula de rnat que se aparea con una secuencia complementaria (denominada codón) en una molécula de rnam.

Amenorrea secundaria Suspensión de la menstruación de una mujer que previamente menstruaba.

Anticuerpo Clase de proteínas producidas por las células B que se unen a moléculas no propias (antígenos) para desactivarlas.

Amicus curiae (“amigo del tribunal”) Término legal que se refiere a un informe escrito por un grupo o una persona no

Antígenos Moléculas transportadas o producidas por microorganismos que inician la producción de anticuerpos. 289

Aparato de Golgi Organelo membranoso compuesto de una serie de sacos aplanados. Éstos distribuyen, modifican y empaquetan las proteínas sintetizadas en el retículo endoplásmico. Arritmias Latidos del corazón anormales que pueden afectar ya sea los atrios o los ventrículos. Aspermia Discapacidad para descargar semen en el orgasmo. No se debe confundir con la azoospermia, la ausencia de espermatozoides en el semen. Autosomas Todos los cromosomas, exceptuando los cromosomas de determinación sexual. En los seres humanos, los cromosomas 1-22 son los autosomas y los cromosomas X y Y son los cromosomas sexuales. Autosómico dominante En los seres humanos, es un patrón de herencia en el cual un gen localizado en los cromosomas 1-22 confiere un fenotipo distinto en los estados heterocigoto y homocigoto.

Caracter dominante El caracter expresado en la condición F1 (o heterocigota). Caracter recesivo El caracter no expresado en la F1 pero que se vuelve a expresar en los miembros de la generación F2. Caracteres multifactoriales Caracteres que son resultado de la interacción de uno o más factores ambientales y dos o más genes. Caracteres poligénicos Caracteres controlados por dos o más genes. Caracteres sexuales secundarios Caracteres masculinos (barba, voz grave) o femeninos (senos, forma del cuerpo) que aparecen en la pubertad bajo el control de las hormonas sexuales. Carcinógeno Sustancia que induce el cáncer en los seres humanos o en cualquier otro organismo.

Autosómico recesivo En los seres humanos, es un patrón de herencia en el cual un gen localizado en los cromosomas 1-22 confiere un fenotipo distinto sólo en el estado homocigoto.

Cariotipo Juego completo de cromosomas de una célula que se ha fotografiado durante la división celular y arreglado en una secuencia estándar.

Benigno En medicina, algo que no es peligroso para la salud. Por ejemplo, los tumores benignos crecen, pero no se esparcen a otras partes del cuerpo.

CC-CKR5 Gen localizado en el tercer cromosoma humano que codifica un receptor encontrado en la superficie de los leucocitos. El receptor es utilizado por el vih para entrar en la célula. Las personas homocigotas para una mutación en este gen son resistentes a la infección por vih.

Beta-globina Una de las proteínas acarreadoras de oxígeno encontrada en la hemoglobina embrionaria, fetal y adulta. Cada molécula de hemoglobina está compuesta por dos moléculas de alfa-globina y dos moléculas de beta-globina. Biblioteca genómica Juego de clones que representan el genoma completo de un organismo. Biohistoriador Académico que integra la evolución humana, la antropología, la arqueología y los campos relacionados con el estudio de la historia humana y los individuos. Bioinformática Uso de computadoras y software para adquirir, almacenar, analizar y visualizar la información de la genómica. Biotecnología Uso de la tecnología del dna recombinante para producir bienes comerciales y servicios. Blastocisto Estado en el desarrollo embrionario que consiste en una capa de células externa, un interior hueco lleno de fluido y un cúmulo de células llamado masa interna celular, que formará el embrión. Blastómero Célula producida en las primeras etapas del desarrollo embrionario durante la segmentación. Una de las células de un blastocito. BRCA1 Gen localizado en el cromosoma 17. El alelo normal de este gen controla el crecimiento celular. El alelo mutante está asociado con la predisposición hereditaria al cáncer de mama. BRCA2 Gen localizado en el cromosoma 13. El alelo normal de este gen controla el crecimiento celular. El alelo mutante está asociado con la susceptibilidad hereditaria al cáncer de mama, ovario y próstata. Cáncer Crecimiento maligno causado por la división celular descontrolada. Las células cancerígenas también tienen la habilidad de esparcirse (formar metástasis) a otras partes del cuerpo.

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GLOSARIO

Célula B Leucocito que forma parte del sistema inmunológico. Las células B producen anticuerpos. Células de memoria Célula B de larga vida producida después de la exposición a un antígeno. Las células de memoria ayudan en la defensa del cuerpo contra una segunda infección por el mismo antígeno. Células HeLa Línea celular derivada de las células de cáncer cervical de Henrietta Lack. Una de las primeras líneas celulares humanas permanentes, utilizada de manera amplia en investigaciones. Células madre adultas Células no diferenciadas que se encuentran en todo el cuerpo y que tienen la capacidad de formar un número limitado de tipos celulares para reparar y renovar tejidos y órganos adultos. Células madre embrionarias Células pluripotenciales derivadas de la masa interna celular de un embrión que pueden diferenciarse en cualquiera de los 250 o más tipos celulares que se encuentran en el cuerpo de un adulto. Células T Tipo de linfocito que madura en el timo y media la respuesta inmunológica celular. Células T4 ayudadoras Un subtipo de las células del sistema inmunológico. Las células T4 asisten en el comienzo dicha respuesta y en general se dice que son el “botón de encendido” de dicho sistema. Centrómero Región del cromosoma a la cual se unen las fibras de microtúbulos durante la división celular. La localización del centrómero confiere al cromosoma su forma característica. Cérvix Parte inferior del útero que se proyecta hacia la vagina.

CFTR (Regulador transmembranal de la fibrosis quística). Gen en el cromosoma humano 7 que codifica una proteína de la membrana plasmática, la cual regula el transporte celular del cloro. Las mutaciones en este gen dan como resultado la fibrosis quística.

Concordancia Presencia de un caracter en ambos miembros de un par de gemelos.

Choque anafiláctico Respuesta alérgica severa durante la cual se libera histamina hacia el sistema circulatorio, causando un estrés brusco en los sistemas respiratorio y circulatorio. Puede ser fatal.

Consanguinidad Parientes de sangre descendientes de un ancestro común. Los apareamientos entre primos en primer grado son considerados relaciones consanguíneas y en una genealogía se indican con una línea horizontal doble conectando a los dos individuos.

Ciclo celular La secuencia de eventos que tiene lugar entre las divisiones mitóticas sucesivas.

Consentimiento asumido Término legal que significa que el consentimiento para un tratamiento médico o la extirpación de un órgano para un trasplante se asumen sin el consentimiento escrito u oral del paciente.

Ciencia basura Término que usan algunos escritores legales para referirse a la ciencia que se presenta en los juicios y que no ha pasado la prueba de Frye (basada en las preguntas de Frye vs US). Cigoto El óvulo fertilizado que se desarrolla en un nuevo individuo. Citocinesis Proceso de la división citoplásmica que acompaña la división celular.

Conductos deferentes Ductos conectados al epidídimo por donde viajan los espermatozoides.

Consentimiento informado Término legal que hace referencia a la necesidad de reportar a los pacientes toda la información que requieren saber sobre sus tratamientos. Corión Estructura de dos capas formada a partir de células llamadas trofoblastos durante el desarrollo embrionario.

Citoplasma Material en una célula localizado entre las membranas plasmática y nuclear. Contiene fluido (citosol) y organelos.

Cromosoma Filadelfia Cromosoma anormal producido por la traslocación de segmentos de los brazos largos de los cromosomas 9 y 22.

Citosina Junto con el uracilo y la timina, es una de las tres bases nitrogenadas de pirimidinas que se encuentran en los ácidos nucleicos.

Cromosoma X Uno de los cromosomas de determinación sexual en los seres humanos. Los hombres presentan un cromosoma X y uno Y; las mujeres tienen dos cromosomas X.

Clonación posicional Método basado en la recombinación del dna para mapear y clonar genes de los que no se tiene información previa sobre el producto génico o su función.

Cromosoma Y Uno de los cromosomas de determinación sexual en los seres humanos. Los hombres tienen un cromosoma X y otro Y; las mujeres presentan dos cromosomas X.

Clonación reproductiva Proceso que transfiere el núcleo de una célula adulta a una embrionaria con la intención de crear un individuo genéticamente idéntico al donador del núcleo. Forma de clonación.

Cromosomas Estructuras en forma de hebras en el núcleo que contienen la información genética.

Cluster de cáncer Número de casos de cáncer que es mucho más alto que el esperado en una población en cierta área geográfica y en un periodo determinado. Cociente intelectual (iq) Puntuación derivada de pruebas estandarizadas que se calcula al dividir la edad mental de un individuo (determinada por la prueba) entre su edad cronológica y multiplicando el cociente por 100. Codominante Caracteres que tienen una expresión fenotípica completa de ambos miembros de un par de genes en la condición heterocigota. Codón Triplete de nucleótidos en el rnam que codifican la información de un aminoácido específico en una proteína. Codón de inicio Codón presente en el rnam que señala la localización del inicio de la traducción. El codón aug funciona como codón de inicio. Codón de término Codón presente en el rnam que señaliza el final de una cadena polipeptídica en crecimiento. Los codones uag, uga y uaa funcionan como codones de término. Complejo hla Conjunto de genes en el sexto cromosoma humano que codifica genes del sistema inmunológico. Estos genes tienen muchos alelos, lo que genera un gran número de posibles haplotipos de hla.

Cromosomas homólogos Cromosomas que se asocian (aparean) físicamente durante la meiosis. Los cromosomas homólogos tienen loci genéticos idénticos. Cromosomas sexuales En los seres humanos, los cromosomas X y Y que participan en la determinación sexual. Cuerpo de Barr Masa que se tiñe densamente en el núcleo somático de las hembras mamíferas. Cromosoma X desactivado. Cultivos transgénicos Cultivos creados con la transferencia de genes entre especies por medio de la tecnología del dna recombinante para conferir a la planta cultivable un caracter nuevo y útil, como la resistencia a herbicidas. Curva de campana También llamada distribución gaussiana. Es la curva que resulta de un juego de datos con una distribución normal. Título de un libro controvertido que relacionaba los niveles de iq con la raza. Defectos del tubo neural Defecto del sistema nervioso central que afecta la médula espinal, el cerebro y con frecuencia el cráneo. Se debe a que el tubo neural no se cierra durante el desarrollo embrionario. Demanda judicial por nacimiento con discapacidad Término legal que hace referencia a un tipo de demanda. En este tipo de instancia, una familia demanda a un médico reclamando que no hubo pruebas prenatales y su hijo nació para llevar una vida de dolor y sufrimiento.

GLOSARIO

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Demanda judicial por vida con discapacidad Término legal que hace referencia a un tipo de demanda. En este tipo de instancias un niño demanda a un médico reclamando que él o ella nunca debieron haber nacido para llevar una vida de dolor y sufrimiento.

Endometrio Capa interior del útero que se degrada durante la menstruación si no ha tenido lugar la fertilización.

Dermatoglifia Estudio de los patrones de las huellas de los dedos, palmas, pulgares y pies. Estas huellas forman patrones distintivos de curvas, remolinos y arcos.

Enfurvitide Medicamento que se utiliza para tratar la infección por vih. Interviene en la fusión del vih con el glóbulo rojo, previniendo la infección.

Desoxirribosa Una de las dos pentosas de azúcares encontradas en el ácido nucleico. La desoxirribosa se localiza en el dna; la ribosa en el rna.

Enfermedad autoinmunitaria Padecimiento en el cual el sistema inmunológico de una persona crea anticuerpos que atacan células y tejidos de su propio cuerpo.

Diagnóstico genético de preimplantación (pgd) Método que sirve para detectar defectos genéticos en los embriones creados por fertilización in vitro (fiv). En este procedimiento, una sola célula (blastómero) se remueve del embrión en la fase de 6-8 células y se prueba para detectar defectos genéticos.

Enfermedad de Huntington (eh) Padecimiento autosómico dominante asociado con la degeneración neuronal progresiva, la demencia y la muerte prematura.

Diagnóstico prenatal Pruebas que se usan en el embarazo para diagnosticar enfermedades genéticas o anormalidades en el desarrollo de un feto. Difracción de rayos X Método para analizar estructuras moleculares al pasar rayos X a través de un cristal. El patrón de difracción resultante puede usarse para determinar la estructura tridimensional del componente molecular del cristal. Se utiliza para determinar la estructura del dna. Disfunción eréctil Incapacidad de tener o mantener una erección. Es una de las causas de la infertilidad masculina. Distrofia muscular Grupo de enfermedades genéticas asociadas con la degeneración progresiva de los músculos. Dos de éstas, la distrofia muscular de Duchenne y la de Becker, son enfermedades hereditarias ligadas al cromosoma X, como alelos recesivos.

Endorfina Hormona peptídica producida en el cerebro que se une a receptores opiáceos, reduce la percepción del dolor y afecta las emociones.

Enfermedad de las vacas locas Padecimiento causado por un prión en el ganado, también denominado encefalopatía espongiforme bovina o eeb. Enfermedad de Tay-Sachs Desorden metabólico, de carácter recesivo y hereditario, que lleva a una muerte infantil temprana. Enfermedad hemolítica del recién nacido (hdn) o eritroblastosis fetal Condición de incompatibilidad inmunitaria entre la madre y el feto que ocurre cuando la madre es Rh– y el feto Rh+. Enlace peptídico Unión química covalente entre el grupo carboxílico de un aminoácido y el grupo amino de otro aminoácido. Ensambladores (assemblers) Software que se utiliza para ensamblar largas hebras de datos de secuencias de dna a partir de fragmentos más cortos, analizando la secuencia para encontrar secuencias codificadoras de proteínas, mutaciones, etcétera. Enzima de restricción Enzima bacteriana que corta el dna en sitios específicos.

Distrofina Proteína importante para la integridad estructural de las células musculares. Esta proteína es defectuosa o no está en los individuos con las formas ligadas a X de distrofia muscular.

Epidídimo Túbulo en los testículos en el que se almacenan los espermatozoides.

dna. Véase Ácido desoxirribonucleico

Espermátides Células formadas por la meiosis II que se diferenciarán para formar espermatozoides.

dna mitocondrial Molécula circular de dna presente en múltiples copias, que contiene el genoma del organelo. dna polimerasa Enzima que cataliza la síntesis de dna usando como modelo una hebra de dna y nucleótidos. Donador universal En tipos sanguíneos, alguien que puede donar sangre a cualquiera. En el sistema sanguíneo ABO, los individuos tipo O son los donadores universales. Drosophila Comúnmente llamada mosca de la fruta. Una especie, Drosophila melanogaster, es el modelo de organismo favorito de los genetistas, biólogos del desarrollo y poblacionales. Efecto fundador Establecimiento de una población por un número pequeño de individuos cuyos genotipos son un subgrupo de los alelos presentes en la población parental. Forma de deriva génica. Embargo Término legal que hace referencia a la incautación de la propiedad privada de una persona.

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GLOSARIO

Estructura primaria Secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica.

Espermatocitos Células diploides que sufren meiosis para formar espermátides haploides. Espermatogénesis Proceso de producción de espermatozoides. Espermatozoide Gameto masculino. Espina bífida Defecto en el tubo neural que conlleva a una anormalidad en la médula espinal o en la cubierta que rodea la médula espinal. Esquizofrenia Enfermedad del comportamiento caracterizada por procesos de pensamiento desordenados y una retracción de la realidad. Factores genéticos y ambientales influyen en esta enfermedad. Estímulo En biología, cambio detectable en el ambiente interno o externo. Eugenesia negativa Parte de la eugenesia cuyo objetivo es reducir o eliminar la reproducción entre los individuos considerados inferiores desde el punto de vista genético.

Eugenesia positiva Parte de la eugenesia que promueve la reproducción entre individuos considerados superiores y con ventajas en el aspecto genético. Euploide Células u organismos con un genoma completo haploide o diploide. En los seres humanos, los gametos que contienen 23 cromosomas tienen un número euploide que representa el estado haploide. Las células con 46 cromosomas tienen un número euploide que representa el estado diploide. Expansión alélica Incremento en el tamaño de un gen a causa del aumento en el número de secuencias de trinucleótidos. Factor VIII Proteína que funciona como factor de coagulación que no está o está defectuoso en la enfermedad ligada a X conocida como hemofilia A. Farmacogenética Rama de la genética que se ocupa de la herencia de diferencias en la respuesta a fármacos. Farmacogenómica Analiza genes y proteínas buscando identificar blancos para fármacos terapéuticos. Fármacos inmunosupresores Medicamentos que reducen o eliminan la habilidad del cuerpo para desencadenar una respuesta inmunitaria y rechazar órganos trasplantados. Fase S Etapa del ciclo celular durante la cual se lleva a cabo la síntesis del dna y la replicación cromosómica. Fenilalanina Uno de los aminoácidos esenciales en la dieta humana. Los aminoácidos esenciales no pueden ser sintetizados por el cuerpo, pero deben ser incluidos en la dieta. La fenilalanina se acumula en la sangre de las personas afectadas con fenilcetonuria, una enfermedad autosómica recesiva que causa retraso mental. Fenilalanina hidroxilasa (pah) La enzima que metaboliza la fenilalanina convirtiéndola en el aminoácido tirosina. Esta enzima se encuentra defectuosa en la mayoría de los casos de la enfermedad autosómica recesiva llamada fenilcetonuria. Feniltiocarbamida (ptc) Compuesto que produce la sensación de un sabor amargo en 70% de la población. Tener o no la capacidad de saborear este producto y los compuestos relacionados tiene una base genética. Fenotipo Características observables de un organismo. Fertilización Fusión de dos gametos para formar un cigoto. Fertilización in vitro (fiv) Procedimiento en el cual los gametos son recolectados y fertilizados en el laboratorio; el cigoto resultante es implantado en el útero para su desarrollo posterior.

Fructosa Azúcar simple encontrado en frutas y vegetales. Es uno de los principales azúcares en la sangre humana. G1 Primera fase del ciclo celular después de la mitosis. Es un periodo de crecimiento durante el cual el tamaño de la célula se duplica. G1/S Límite entre la G1 y la siguiente fase del ciclo celular (fase S); en este punto inicia la síntesis de dna. Esto representa un punto de control importante en el ciclo celular; el fallo en la regulación de este punto del ciclo generalmente da como resultado cáncer. G2 Fase del ciclo celular que sigue a la fase S. Es un periodo durante el cual sucede la reparación del dna y la célula se prepara para la división. G2/M Límite entre la G2 y la mitosis (M). Es un punto de control en el ciclo celular. Gemelos monocigóticos (mg) Gemelos derivados de la fertilización de un solo óvulo y un espermatozoide; dichos gemelos son genéticamente idénticos. Gen Unidad fundamental de la herencia. Gen de receptor de andrógenos Gen en el cromosoma X que cuando ha mutado causa que los individuos XY se desarrollen como hembras fenotípicas. Genealogía Diagrama que lista los miembros y las relaciones ancestrales de una familia; se utiliza en el estudio de la herencia humana. Genes de limitación sexual Loci que producen un fenotipo sólo en un sexo. Genes expresados Aquellos genes que están activos en las células de un organismo. Producen el fenotipo. Genes supresores de tumores Genes que codifican proteínas que suprimen la división celular. Genética del comportamiento Rama de la genética que estudia la genética y los factores ambientales, así como la interacción entre éstos que puede controlar o influir en varias formas del comportamiento. Gen ob En los seres humanos, un gen en el cromosoma 7 que codifica la hormona leptina, la cual desempeña una función importante en la inhibición del consumo de alimentos y la estimulación del gasto de energía. Los defectos en la producción de leptina causan obesidad. Genoma Juego de información genética que contiene un individuo.

Fibrosis quística Enfermedad fatal genéticamente recesiva, asociada con secreciones anormales de las glándulas exocrinas.

Genómica Estudio de la organización, función y evolución de los genomas.

Folículos Óvulos en desarrollo rodeados por una capa externa de células foliculares, contenidas en el ovario.

Genotipo Constitución genética específica de un organismo.

Frecuencia alélica Ocurrencia periódica en la que los alelos de un gen están presentes en una población. Frecuencia de portador Frecuencia de heterocigotos que portan un alelo específico en una población. Frecuencia poblacional Frecuencia de aparición de un alelo específico en una población.

Glándulas bulbouretrales En los machos, glándulas que secretan sustancias parecidas a mucosidades que proveen lubricación en el acto sexual. Gonadotropina coriónica humana (hCG) Hormona secretada por la placenta que mantiene la producción de progesterona por el cuerpo lúteo. La hCG es lo que se detecta en las pruebas caseras de embarazo.

GLOSARIO

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Grupo fosfato Compuesto que contiene fósforo químicamente unido a cuatro moléculas de oxígeno.

inmunológica; tanto la respuesta mediada por células como la respuesta mediada por anticuerpos no ocurren.

Grupo sanguíneo Rh Grupo sanguíneo que en un principio fue identificado en monos rhesus. Los individuos recesivos son Rh2 y no producen antígenos; los individuos Rh1 producen antígenos. Es la base de la condición llamada Enfermedad hemolítica del recién nacido (hdn) o eritroblastosis fetal (ef).

Inmunoglobulinas (Ig) Las cinco clases de proteínas a las que pertenecen los anticuerpos.

Guanina Junto con la adenina, es una de las dos bases nitrogenadas de purinas que se encuentran en los ácidos nucleicos. Haplogrupos Grupo de haplotipos similares que comparten un polimorfismo de un solo nucleótido (snp, por sus siglas en inglés) y son derivados de un ancestro común. En los seres humanos, tanto los cromosomas Y como el dna mitocondrial se estudian de manera común para identificar haplogrupos. Haplotipo Grupo de genes ligados fuertemente o de marcadores que se heredan de manera conjunta. En el sistema inmunitario, los alelos hla del cromosoma 6 son haplotipos. Hemicigoto Referente a genes presentes en el cromosoma X que se expresan en machos, tanto en la condición dominante como en la recesiva. Hemofilia Enfermedades hereditarias caracterizadas por defectos en la coagulación sanguínea. Las formas más comunes de hemofilia son la A y la B, codificadas por genes en el cromosoma X. Hemoglobina Proteína que transporta oxígeno en la sangre. La hemoglobina adulta se compone de dos alfa-globinas y dos betaglobinas. Cada molécula de globina tiene un grupo hemo, una molécula orgánica que contiene hierro, al cual se une el oxígeno. Herbicida Sustancia química que mata o inhibe el crecimiento de las plantas. Heterocigoto Que contiene dos diferentes alelos para uno o más genes. Histonas Proteínas de unión al dna que ayudan a compactarlo y plegarlo en cromosomas. Homo neanderthalensis Especie humana que vivió hace 300 000 hasta 30 000 años en el este de Europa y África del norte. Homo sapiens La única especie superviviente y más joven de seres humanos. Surgió en África hace 200 000 años y se ha esparcido en todo el mundo. Homocigoto Que tiene alelos idénticos para uno o más genes. Hormona luteinizante (lh) Hormona producida por la glándula pituitaria que en las hembras estimula la maduración de los folículos del ovario. Huellas digitales de dna Uso de las variaciones en el largo de los microsatélites para identificar a individuos. Huntingtina Gen y su proteína codificada que, en la forma mutante, se asocia con la Enfermedad de Huntington. Implantación Unión de un embrión temprano a la base del útero. Generalmente se lleva a cabo a los 6-7 días después de la fertilización. Inmunodeficiencia combinada severa (ics) Enfermedad genética; los individuos afectados no presentan una respuesta 294

GLOSARIO

Insensibilidad androgénica completa (cai) Enfermedad recesiva ligada a X causada por una mutación en un gen que codifica un receptor de testosterona u otra hormona masculina. Los individuos afectados son machos genéticos (cromosomas sexuales XY), pero tienen un fenotipo femenino. Interfase Periodo entre las divisiones mitóticas en el ciclo celular. Judíos ashkenazi Población de judíos que se originó en Alemania alrededor del siglo x; esta población migró hacia Polonia, Hungría y otras áreas de Europa del Este y Rusia. El matrimonio entre miembros de su comunidad ha formado un pool genético definido, haciendo de este grupo étnico un subgrupo genético único. Laparoscopía Procedimiento en el cual se hace una pequeña perforación en la pared abdominal y un aparato de fibra óptica se inserta para inspeccionar el interior del abdomen. Se usa con frecuencia para ver el útero, el ovario y las trompas de Falopio, así como para extraer óvulos. Lebrel Raza de perros que tiene individuos con mutaciones en un gen (miostatina); cuando son homocigotos para este gen, presentan un gran aumento en la masa muscular. Véase Lebrel mutado. Lebrel mutado (bully whippet) Los perros de esta raza que son homocigotos para una mutación en el gen de la miostatina tienen un gran incremento en la masa muscular, son más grandes de lo normal y corren mucho más rápido que los lebreles comunes. Leucemia mieloblástica aguda (lma) Cáncer de la sangre en el cual se acumulan demasiados leucocitos inmaduros en la sangre y la médula ósea. Leucemia de células peludas Forma poco común de cáncer de células sanguíneas en la cual células B anormales con extensiones pilosas se encuentran en la médula espinal, el bazo y la sangre. Leucemia mielógena crónica (lmc) Cáncer de los glóbulos blancos causado por un intercambio de partes entre los cromosomas 9 y 22. Ley de Hardy-Weinberg Aseveración de que las frecuencias alélicas y genotípicas permanecen constantes de generación en generación cuando las poblaciones cumplen ciertos supuestos. Ley de la distribución independiente Uno de los descubrimientos de Mendel en la genética: la distribución azarosa de los genes en los gametos localizados en diferentes cromosomas durante la meiosis. Ley de la segregación Uno de los descubrimientos de Mendel en genética: la separación de los miembros de un par de cromosomas en diferentes gametos durante la meiosis. Ligado a X Patrón de herencia que resulta de genes contenidos en el cromosoma X.

Ligado a Y Patrón de herencia que resulta de los genes localizados sólo en el cromosoma Y. Ligamiento Condición en la cual dos o más genes no muestran una distribución independiente. En su lugar, tienden a ser heredados en conjunto. Dichos genes se localizan en el mismo cromosoma. Al medir el grado de recombinación entre genes ligados, es posible determinar la distancia entre ellos. Línea celular Tipo específico de célula que puede reproducirse indefinidamente en el laboratorio. (Las células HeLa, derivadas del cáncer cervical, son una línea celular.) Linfocina Grupo de proteínas producidas por los leucocitos que desempeñan una función importante en la respuesta inmunológica. Linfoma de Burkitt Cáncer de rápido crecimiento de glóbulos blancos (células B); es común en niños y adultos jóvenes. Líquido amniótico Fluido compuesto principalmente de orina fetal que rodea y protege al feto durante su desarrollo. El fluido y las células dentro de éste se utilizan para hacer diagnósticos prenatales. Lisosomas Organelos celulares que contienen enzimas digestivas. Locus de caracteres cuantitativos (qtl) Dos o más genes que actúan sobre un caracter poligénico. Maligno Propiedad de los tumores que invade y destruye el tejido cercano, y tiene la habilidad de esparcirse a otras partes del cuerpo; crecimiento cancerígeno. Mapa En genética, el orden y la distancia entre genes en un cromosoma. Un mapa genético está basado en la frecuencia de recombinación entre genes; un mapa físico se basa en la localización de los genes en lugares específicos de un cromosoma. Mapeo genético Análisis de miembros de una población para identificar a individuos con riesgo de desarrollar una enfermedad genética o en riesgo de transmitirla a sus descendientes. Marcadores Un alelo, una secuencia de dna o una característica estructural de un cromosoma que puede utilizarse para seguir un cromosoma o el segmento de un cromosoma durante el análisis genético. La clonación posicional utiliza marcadores de dna para identificar el cromosoma que contiene un gen de interés. Masa interna celular Conjunto de células en el blastocisto que da lugar al cuerpo embrionario y es la fuente de las células madre embrionarias. Meiosis Proceso de división celular durante el cual un ciclo de replicación cromosómica es seguido por dos divisiones celulares sucesivas para producir cuatro células haploides. Membrana plasmática Membrana que contiene lípidos y proteínas, y que rodea el citoplasma de todas las células. Meninges Membranas que rodean y protegen el cerebro y la médula espinal. Metafase I Fase de la meiosis en la cual los cromosomas homólogos apareados se alinean en el plano ecuatorial de la célula. En la anafase I, los miembros de cada par de cromosomas se separan para migrar a los polos opuestos de la célula.

Metafase II Fase de la meiosis en la cual los cromosomas duplicados se alinean en el ecuador de la célula. En la anafase II el centrómero se divide, convirtiendo las cromátidas hermanas en cromosomas que se separan para migrar a polos opuestos de la célula. Metástasis Proceso por el cual las células cancerígenas se mueven a otras locaciones del cuerpo y forman nuevos tumores malignos. Microsatélites Secuencias nucleotídicas de 14 a 100 pares de bases de largo organizadas en cúmulos de longitudes variables; se usan en la construcción de huellas digitales de dna. Mieloma múltiple Cáncer de las células plasmáticas del sistema inmunológico. Las células plasmáticas son células B especializadas que producen anticuerpos. Miometrio Pared muscular del útero que rodea el endometrio. Mitocondria Organelo celular, presente en el citoplasma de todas las células eucariotas; es el sitio de producción de energía dentro de la célula. Mitosis Forma de división celular que produce dos células, cada una con el mismo complemento de cromosomas que las células parentales. Modelos animales Organismos con biología, fisiología o genética similar a los seres humanos. Se usan en experimentos para estudiar enfermedades humanas y desarrollar pruebas y tratamientos. Molécula de dna recombinante Molécula creada por la unión entre fragmentos de dna de dos o más organismos distintos. Monoamino oxidasa tipo A (maoa) Enzima codificada por un gen en el cromosoma X que degrada neurotransmisores, específicamente norepinefrina y serotonina. Las mutaciones en este gen, que reducen la actividad del producto génico, están asociadas con conductas agresivas. Monosomía Condición en la que no está un miembro de un par de cromosomas (2n-1). Muestreo de vellosidades coriónicas (mvs, o cvs por sus siglas en inglés) Método de diagnóstico prenatal que usa células coriónicas fetales recolectadas al insertar un catéter por la vagina o a través de la pared abdominal hasta llegar al útero. Se utiliza para diagnosticar defectos bioquímicos y citogenéticos en el embrión. Generalmente el examen se realiza en la octava o novena semanas del embarazo. Mutación Alteración en el dna. Mutación puntual Forma de mutación que involucra un solo nucleótido de dna. Mutágenos Agentes químicos o físicos que causan mutaciones en el dna. Neandertales Véase Homo neanderthalensis. Neurofibromatosis (nf) Dos enfermedades: una causada por un alelo mutante del cromosoma 17 denominada neurofibromatosis 1 (nf-1); la otra llamada neurofibromatosis 2 (nf-2), causada por una mutación en un alelo del cromosoma 22. La nf-1 se hereda como una condición autosómica dominante que

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afecta eventos en el desarrollo sobre todo del sistema nervioso y la piel. En los individuos afectados se forman tumores, llamados neurofibromas, a lo largo de los nervios periféricos. Neurotransmisores Sustancias químicas liberadas en la sinapsis, un pequeño espacio entre las células nerviosas durante la transmisión de un impulso nervioso de una neurona a otra. No disyunción En la meiosis, ocurre cuando los cromosomas homólogos no se separan durante la meiosis I (no disyunción primaria), o cuando las cromátidas hermanas no se separan durante la meiosis II (no disyunción secundaria). El resultado son gametos con números anormales de cromosomas. Núcleo Organelo rodeado de membrana dentro de la célula que contiene los cromosomas. Nucléolo Región nuclear que funciona en la síntesis de ribosomas. Nucleosoma Estructura en forma de perlas compuesta de dna enrollado en un octámero de histonas. Unidad básica de la estructura del cromosoma. Nucleótido Bloque básico de construcción del dna y del rna. Cada nucleótido consta de una base, un grupo fosfato y un azúcar. Número diploide (2n) Condición en la cual cada cromosoma se representa dos veces y es un miembro de un par homólogo. Oncogenes Genes que inducen o continúan una proliferación celular descontrolada. OncoRatón® Un ratón genéticamente diseñado que fue desarrollado y patentado por la Universidad de Harvard. Es portador de un oncogén activado que lo hace susceptible al cáncer. Esta cepa se usa para la investigación del cáncer.

Polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción (rflp) Variación en la longitud de fragmentos de dna producidos después del tratamiento con enzimas de restricción. La variación es causada por diferencias en nucleótidos que crean o destruyen sitios de reconocimiento y corte de enzimas de restricción. Poliploidía Número de cromosomas que es un múltiplo del número de cromosomas haploide normal. Primers (cebadores) Secuencia nucleotídica corta que se utiliza para comenzar la síntesis de dna por la dna polimerasa. Se usan en la reacción de pcr. Probando o caso índice Primer miembro de una familia afectado que busca atención médica para tratar una enfermedad genética. Profase I Fase de la meiosis durante la cual los cromosomas se hacen visibles, se aparean con su homólogo y se dividen longitudinalmente, excepto en el centrómero. Profase II Fase de la meiosis en la que aparecen los cromosomas haploides no apareados, que consisten de cromátidas hermanas unidas en un centrómero. Promotor Región de la molécula de dna a la cual se une la rna polimerasa para iniciar la transcripción. Proporción de sexos Proporción de machos en comparación con la de hembras, que cambia a lo largo del ciclo de vida. Es cercana a 1:1 en la fertilización, pero la proporción de hembras en comparación con la de machos se ha incrementado conforme la población envejece. Prostaglandinas Mensajeros químicos de acción local que estimulan la contracción del sistema reproductor femenino para ayudar a la movilización de los espermatozoides.

Organismo transgénico Bacteria, planta o animal que ha sido genéticamente modificado para contener uno o más genes de un organismo de una especie diferente.

Próstata Glándula que en los machos secreta un fluido lechoso alcalino que neutraliza las secreciones vaginales ácidas y mejora la viabilidad espermática.

Ovarios Gónadas femeninas que producen ovocitos y hormonas sexuales femeninas.

Proteína Molécula que consta de una o más cadenas de aminoácidos.

Ovocito Gameto femenino.

Proteómica Estudio de las proteínas expresadas que hay en una célula en un tiempo dado y en circunstancias determinadas.

Ovogénesis Proceso de producción de ovocitos. Óvulo Producto de la meiosis femenina; gameto femenino. Perfil de dna Patrón de repeticiones cortas en tándem (str, por sus siglas en inglés) que se usa para identificar a individuos. Pirimidina Clase de bases orgánicas de un solo anillo que se encuentra en los ácidos nucleicos. Plásmido Molécula extra cromosómica de dna de doble cadena circular que puede encontrarse en muchas especies bacterianas. Puede contener información genética, como la resistencia a los antibióticos. Los plásmidos genéticamente diseñados se usan como vectores en las investigaciones del dna recombinante. Pluripotencial Habilidad de una célula madre para formar todos o casi todos los tipos celulares del cuerpo. Polimorfismo de nucleótido único (snp) Variación genética causada por una diferencia en un nucleótido.

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Proyecto Genoma Humano Esfuerzo internacional que inició en 1990 para secuenciar, identificar, mapear y establecer las funciones de todos los genes del genoma humano. Pruebas genéticas Uso de técnicas bioquímicas o moleculares para detectar si un individuo tiene una enfermedad genética o es portador de un alelo mutante que cause alguna. Pruebas presintomáticas Pruebas genéticas para identificar una enfermedad que cause mutaciones antes de que aparezcan los síntomas. Psicólogo Persona con un entrenamiento avanzado (generalmente un posgrado) que estudia la mente y el comportamiento. Psiquiatra Persona con formación médica y una especialidad para tratar las enfermedades mentales. Purina Clase de bases orgánicas de doble anillo que se encuentra en los ácidos nucleicos.

Ratón knock-out Ratón diseñado genéticamente que tiene uno o más de sus genes mutados para su desactivación. Se usa en las investigaciones biomédicas con el fin de estudiar los efectos de los genes en el desarrollo y el fenotipo. Reacción en cadena de la polimerasa (pcr) Método para amplificar segmentos de dna usando ciclos de desnaturalización, alineamiento de los primers o cebadores, y síntesis de dna dirigida por una dna polimerasa. Receptor universal En tipos sanguíneos, alguien que puede recibir sangre de cualquier persona. En el sistema ABO, los individuos AB son los receptores universales. Rechazo Parte de la respuesta inmunológica en la que órganos o tejidos trasplantados son atacados y destruidos por el sistema inmunológico. Rechazo hiperagudo Rápida y masiva reacción de rechazo a un órgano trasplantado; es mediada por los anticuerpos producidos por el sistema inmunológico del receptor. Puede ser causada por anticuerpos preexistentes o por trasplantes de especies diferentes. Regulación de la expresión genética Proceso que determina qué genes serán expresados y cuánto producto génico se producirá. Retículo endoplásmico (re) Sistema de membranas citoplasmáticas arregladas en hojas y canales que funcionan durante la síntesis y el transporte de productos génicos. Repeticiones de trinucleótidos Forma de mutación asociada con la expansión en el número de copias de un triplete nucleotídico dentro o cercano a un gen. Ribosa Uno de los dos azúcares pentosas encontrados en los ácidos nucleicos. La desoxirribosa se encuentra en el dna y la ribosa en el rna. Ribosomas Partículas citoplasmáticas compuestas de dos subunidades que son el sitio de la síntesis proteica. rna Véase Ácido ribonucleico rna de transferencia (rnat) Molécula pequeña de rna que contiene los sitios de unión de un tipo específico de aminoácido y un segmento de tres bases conocido como anticodón, que reconoce una secuencia de bases específica en el rna mensajero. rna mensajero (rnam) Copia complementaria de una sola hebra de la secuencia nucleotídica en un gen. rna polimerasa Enzima que sintetiza el rna a partir de un molde de dna. Secuencia de terminación La secuencia nucleotídica al final de un gen que señaliza el fin de la transcripción. Secuenciador Máquina que automáticamente determina la secuencia nucleotídica de una molécula de dna. Se usa en los proyectos de análisis de genomas. Secuencias cortas repetidas en tándem (str) Secuencias cortas de nucleótidos de 2 a 9 pares de bases organizadas en conjuntos de distintas longitudes; se usan en la construcción de perfiles de dna. Secuencias no expresadas de dna Secuencias de dna que representan genes inactivos o secuencias que no se transcriben.

Selección del sexo Método o proceso de determinación de la constitución del cromosoma sexual de un gameto o embrión con el objetivo de tener un hijo de un sexo determinado. Serotonina Sustancia química del cerebro que desempeña una función en la transmisión de impulsos nerviosos de una célula a otra en el sistema nervioso. Sinapsis Espacio entre dos células nerviosas por donde cruzan los impulsos nerviosos. Síndrome de uña-rótula Enfermedad genética poco común que causa anormalidades en las articulaciones, los huesos y las uñas de las manos. Los individuos afectados nacen con rótulas (patela) anormales o sin ellas, así como sin uñas en los dedos. Sistema de índices de dna combinado (codis) Panel de 13 marcadores autosómicos de dna que se utilizan para preparar perfiles de dna de ciertos individuos. Al usar los 13 marcadores, las posibilidades de que dos individuos tengan la misma combinación particular de alelos es de 1 en 100 trillones. Sistema inmunitario quimérico Se origina a partir de dos diferentes individuos. Generalmente se crea al combinar células de embriones de dos especies distintas. Se usa en animales experimentales para prevenir el rechazo en los trasplantes de órganos entre especies (xenotrasplantes). Streptococcus pneumoniae Especie de bacteria con cepas tanto encapsuladas como no encapsuladas que se utilizó para demostrar experimentalmente que el dna contiene la información genética. Subrogación Método de reproducción asistida en el que una mujer hace un contrato para tener el hijo de quienes la contrataron. Tamoxifen Fármaco anticancerígeno que actúa bloqueando la acción del estrógeno en el crecimiento celular. Técnica de separación del semen Proceso de separación de espermatozoides en el que se apartan aquellos que contienen un cromosoma X y los que tienen un cromosoma Y. Es el primer paso en la selección sexual. Tecnología de dna recombinante Serie de técnicas en las cuales fragmentos de dna se unen a vectores autorreplicantes para crear moléculas de dna recombinante, que a su vez son replicadas en el hospedero celular. Telofase Última etapa de la mitosis durante la cual ocurre la división del citoplasma y se vuelve a formar la membrana nuclear. Telofase I Última etapa de la meiosis I donde los cromosomas se desenrollan y se hacen menos visibles, y la membrana nuclear se vuelve a formar. La citocinesis prosigue a la telofase, formando dos células haploides. Telofase II Última etapa de la meiosis II, durante la cual los cromosomas haploides se desenrollan. Telómero Estructura especializada al final del cromosoma. Terapia de líneas germinales Transferencia de genes a gametos o a las células que los producen. Transfiere un gen a todas las células en la siguiente generación, incluyendo las células germinales.

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Terapia génica Procedimiento en el cual genes normales son transferidos a seres humanos que contienen copias defectuosas como un intento para tratar enfermedades genéticas.

Túbulos seminíferos Tubos pequeños y enrollados de manera ajustada dentro de los testículos; es el lugar donde se producen los espermatozoides.

Testículos Gónadas masculinas que producen los espermatozoides y las hormonas sexuales.

Ultrasonografía o ultrasonido Método que se usa para visualizar el feto (u órganos internos) por medio de un transductor que produce ondas sonoras.

Testosterona Hormona esteroide producida por los testículos; hormona sexual masculina. Timina Junto con el uracilo y la citocina, una de las bases nitrogenadas de pirimidinas que se encuentran en los ácidos nucleicos. Tipos sanguíneos ABO Tres alelos del gen isoglutinina en el cromosoma 9 que codifican antígenos de la superficie celular, los cuales determinan los tipos sanguíneos A, B, AB y O.

Uracilo Junto con la timina y citocina, una de las bases nitrogenadas pirimídicas que se encuentran en los ácidos nucleicos. Uretra Tubo que pasa por la vejiga y se abre hacia el exterior. Funciona en el transporte de orina y, en los machos, también transporta el esperma. Útero Órgano muscular hueco en forma de pera donde el óvulo fertilizado se desarrolla.

Tirosina Uno de los 20 aminoácidos que se usan en la síntesis de proteínas. El aminoácido que se produce a partir de la fenilalanina.

Útero artificial Dispositivo utilizado para que un embrión o feto se desarrolle hasta el término fuera del cuerpo de una hembra.

Traducción Conversión de la información codificada en la secuencia nucleotídica de una molécula de rnam hacia la secuencia lineal de aminoácidos en una proteína.

Vacuna Preparación de organismos patógenos atenuados o muertos que montan una respuesta inmunitaria cuando se inyectan en el cuerpo.

Transcripción Proceso de transferir la información genética de la secuencia nucleotídica de la molécula de dna a la secuencia nucleotídica complementaria de una molécula de rna mediante la rna polimerasa.

Vagina Apertura que recibe el pene durante las relaciones sexuales. También sirve como canal de parto.

Transferencia nuclear Proceso de transferir núcleos de una célula a otra. Los métodos pueden ser inyección con micropipetas, fusión celular utilizando virus, sustancias químicas o impulsos eléctricos. Transformación Proceso de transferir información genética entre células por medio de moléculas de dna. Tricoleucemia Forma de cáncer sanguíneo poco común en la que células B anormales que tienen extensiones parecidas a tricomas se encuentran en la médula ósea, el bazo y la sangre. Trisomía 21 Aneuploidía que involucra la presencia de una copia extra del cromosoma 21, resultando en el Síndrome de Down. Trompas de Falopio Estructuras que conectan el ovario mamífero con el útero. Los óvulos liberados por el ovario entran en la trompa de Falopio, son fertilizados en ésta y se mueven a lo largo del tubo para implantarse en el útero, donde se lleva a cabo el desarrollo.

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Vasectomía Procedimiento anticonceptivo para los hombres en el que cada conducto deferente se corta y sella para impedir el transporte del esperma. Vectores Moléculas de dna autorreplicantes que se utilizan para transferir segmentos de dna ajenos entre células hospederas. Vellosidades coriónicas Extensiones en forma de dedos del corión que intervienen en el intercambio gaseoso y de nutrientes entre la madre y el embrión, y que anclan al embrión en desarrollo en el útero. Vesículas seminales Glándulas que secretan fructosa y prostaglandinas en el esperma. Virus del papiloma humano (vph) Grupo de virus, algunos de los cuales pueden causar cáncer cervical. X Frágil Cromosoma X al que le falta un segmento o tiene un corte en la banda q27; está asociado con retraso mental en hombres. Xenotrasplante Trasplante de órganos entre especies.

Índice analítico 5-HTT gen, 162 A Abeline, Harriet, 237 Ácido aspártico, 90 Ácido desoxirribonucleico (dna), 76, 91 base de datos de dna 136-138 dna forense, 136 estructura molecular del, 79 evidencia de dna, ejemplos, 135 funciones del, 81 información genética de recién nacidos, 244 investigación sobre, 77 organización cromosómica, 80 patrones del dna, 137-138 perfil de dna, 131-132 portador de la información genética, 77, 81 posibilidad de mutaciones, 82-83 proteínas y, 87 pruebas de, 131 replicación de, 81-82 secuenciador de, 148-149 subunidades químicas de, 78 transferencia de información, 87-88 Ácido glutámico, 90 Ácido ribonucleico (rna), 78 organización molecular, 81 rna mensajero (rnam), 87 Acondroplasia, 65 ada. Véase Ley para Americanos con Discapacidades Adenina, 77-78 adpkd. Véase Enfermedad poliquística renal af. Véase Anemia falciforme ag. Véase Aparato de Golgi Alanina, 90

Albinismo, 61-63 Alcoholismo, 195-196 Alelo(s) cálculo de frecuencias alélicas, 227-228 CC-CKR5, 213-214 control de caracteres y, 85 frecuencia en poblaciones, 227 ideas de Mendel y, 60 organismos heterocigotos y, 60 organismos homocigotos y, 60 segregación de, 60 segregación del, en el albinismo, 61 Alérgenos, 214 Alfa y Beta Talasemia, 116 Alfa-globina, 91-92 alh. Véase Antígeno de leucocitos humanos Alzheimer, Enfermedad de, 236 Amenorrea secundaria, 31 Aminoácidos, 86, 93 código genético para, 90 esenciales, 86-87 Amniocentesis, 46, 118 función de, 46 líquido amniótico y, 46 tiempo para su realización, 46 Análisis de genealogía, 61-62 autosómico dominante, 62, 64-66 autosómico recesivo, 62-64 enfermedades de expresión en la edad adulta y, 66-67 mutación genética y, 90 predicción de riesgo genético y, 62 recesivo y ligado a X, 62, 67-69 Análisis genéticos análisis de cáncer de mama (BRCA), 237-238 análisis para identificar al portador, 116 análisis poblacionales, 122

análisis presintomáticos, 116 aspectos éticos y legales, 124-126 definición de, 115 diagnóstico prenatal, 116 en adultos, 121 enfermedades genéticas, lista de, 116 programa de exploración para, 121-122 Análisis prenatal cromosómico amniocentesis, 46 muestreo de vellosidades coriónicas (cvs), 46-47 Andrógenos, 27 Anemia falciforme (af), 63-64, 116, 122, 224-225 mutación puntual y, 93-94 síntomas de, 92 tratamiento para, 94 Anencefalia, 167 Aneuploidía, 45, 49 Anticodón, 88 Anticuerpos, 208 Antígeno de leucocitos humanos (alh), 3 Aparato de Golgi (ag), 3-4 Apertura del cérvix, 11 vaginal, 16 ar. Véase Receptor de andrógenos Arginina, 87, 90 Arritmia, 214 Artritis reumatoide, 163 Asparagina, 90 Autosomas, 8 Avery, Oswald, 77 B Bartoshuk, Linda, 161 Base de datos de dna, 136-137 Beta-globina fetal (HbF), 94 299

Beta-globina, 91-94 Biblioteca genómica, 148-149 Biotecnología aspectos éticos y legales, 109 definición de, 103 hormona del crecimiento humano y, 103-104 tecnología de dna recombinante, 104-105 uso de animales y plantas transgénicos, 106-107 Blastocisto, 12 Blastómeros, 119 Boveri, Theodore, 180 Braquidactilia, 65 BRCA, análisis, 238 BRCA1, mutaciones, 183-184, 237 BRCA2, mutaciones, 183-184, 237 Buck, Carrie, 235 Bush, George W., 237 C cai. Véase Insensibilidad androgénica completa Cáncer aberraciones cromosómicas y, 185-186 aspectos éticos y legales, 187-189 causas genéticas de, 185 ciclo celular y, 180-181 definición de, 179-180 de pulmón de células pequeñas, 185 estadios del desarrollo, 181 factores ambientales y, 161, 186 investigación histórica de, 180 transducción de señales, 183 Cáncer de mama, 148, 183-184 BCRA, mutaciones, 183-184, 237-238 masculino, 184 tratamiento para, 237-238 Caracter(es) dominante, 60 genética humana y, 61 hallazgos de Mendel y, 61 recesivo, 60 Caracteres multifactoriales, 160 aspectos éticos y legales, 171-173 características de, 166 definición de, 166 enfermedades por, 166-167 inteligencia y, 170-171 obesidad y, 169 variedad de, 169 Caracteres sexuales secundarios, 7 Caracteres poligénicos curva de campana, 165 definición, 165 valor del caracter, 165 300

ÍNDICE ANALÍTICO

Carcinógenos, 180 Cariotipo, 46 Cavidad uterina, 12 Célula(s) análisis de células fetales, 120 ciclo celular, 180-182 de memoria, 208 del riñón (neufronas), 2 germinales diploides, 8 haploides, 44 importancia en la genética humana, 1-2 investigación de células madre, 236-237 madre adultas, 236 madre embrionarias, 236 madre pluripotenciales, 236 organización de, 2 pancreáticas, 2 pluripotenciales inducidas (iPC), 237 pulmonares, 2 regulación de la expresión genética, 89 tipos de, 2 tiroideas, 2 Células B (linfocitos B), 207-208 Células T (linfocitos T), 207-208 Células T4 (linfocitos T4) ayudadoras, 208, 213 Centimorgans (cM), 147 Centriolos, 3 Centrómero, 44 Cérvix, 29 cftr (proteína no funcional), 85 cgm. Véase Cultivos genéticamente modificados Choque anafiláctico, 214 Ciclo celular citocinesis, 181 interfase, 181 mitosis, 181 regulación del, 182 Ciencia forense con dna, aspectos éticos y legales, 135-140 Cigoto, 1, 8, 11-12 formación de, 8 sistema reproductor femenino, 29 Cisteína, 90 Citocinesis, 181 Citoplasma, 2-3, 89 Citosina, 77-78 Clonación reproductiva, 246 cM. Véase Centimorgans Cociente intelectual (iq), 170-171 codis. Véase Sistema de índices de dna combinado Codón, 87 de inicio, 88

de término, 88 Cohen, Jacques, 243 Comportamiento aspectos éticos y legales, 199-202 cambio genético y, 194-195 defectos de un solo gen y, 198 definición de, 193 genealogía de caracteres, 196 genética del, 193-197 trabajo corporal y, 194 Concordancia, 195, 197 Conductos deferentes, 28 Consanguinidad, 63 Consejeros genéticos, 51 Cordón umbilical, 12 Corión, 12 Crick, Francis, 77 Cromátidas, 81 Cromatina, 3 Cromosoma(s) anormalidades en el feto y, 46-47 aspectos éticos y legales en las anormalidades cromosómicas, 52 cambio en el número de, 44 cambios estructurales, 47 cromosomas X, 7-8, 13-17, 49-50 cromosomas Y, 7-8, 13-17, 49-50 definición de, 43 en la determinación del sexo, 7-8 genética humana y, 2 monosomía y, 48 no disyunción (falla de separación cromosómica), 45, 47 pares homólogos de cromosomas, 45 poliploidía y, 47 replicación del dna y, 81 trisomía y, 48 Cromosomas X (XX), 8, 13-17, 49, 197 Cromosomas Y (YY), 8, 13-17, 49, 137-138 Cuerpos de Barr, 17-18 Cultivos genéticamente modificados (cgm), 106-108 Cultivo transgénico, 106 complejo hla factor viii, 107 insulina humana, 107 plantas de tabaco, 107 seguridad de, 106-108 Curva de campana, 165 cvs. Véase Muestreo de vellosidades coriónicas D Daltonismo para colores verdes y rojos, 68 Davenport, Charles, 235

de. Véase Disfunción eréctil Defectos del tubo neural, 167 Demanda judicial por nacimiento con discapacidad, 52 por vida con discapacidad, 52 Dermatoglifia, 169 Desoxirribosa, 78 Diabetes, 167 Diagnóstico genético de preimplantación (pgd), 9-10, 119 Diagnóstico prenatal amniocentesis, 118 otros métodos para, 118-119 ultrasonido en el, 116-117 Difracción de rayos X, 79 Disfunción eréctil, 31-32 Distrofia miotónica, 148 Distrofia muscular, 68 Distrofia muscular de Becker (dmb), 68 Distrofia muscular de Duchenne (dmd), 68, 116 Distrofina, 68 dmb. Véase Distrofia muscular de Becker dmd. Véase Distrofia muscular de Duchenne dna mitocondrial (dnamt), 137 Dolly, la oveja, 246-247 Donación de espermatozoides, 32 Donación de gametos, 32 fertilización in vitro, 32 problemas éticos y legales, 35-36 subrogación (madres sustitutas), 32 Donadores universales, 211 Drosophila, 108, 170 E ecj. Véase Enfermedad de Creutzfeldt-Jacob Edad maternidad y, 242-243 como factor de riesgo, 49 Efecto fundador, 223-224 eh. Véase Huntington, enfermedad de ela. Véase Esclerosis lateral amiotrófica Endometrio, 12, 29 Endorfinas, 194 Endoxifen, 162 Enfermedad de Creutzfeldt-Jacob (ecj), 91 Enfermedad poliquística renal (adpkd), 66-67, 116 Enfermedades autoinmunitarias, 162-163, 208 Enfermedades de manifestación en la edad adulta, 66-67, 121

Enlace peptídico, 88 Enzima de restricción, 105 Epidídimo, 28 Epstein-Barr, virus, 162 Eritroblastosis fetal (ef), 211-212 Eritrocitos, 2, 93 Esclerosis lateral amiotrófica (ela), 121, 148 Esclerosis múltiple, 163 Escroto, 12, 28 Espermátides, 28 Espermatocitos, 28 Espermatogénesis, 28 Espermatogonias, 28 Espermatozoide(s), 9, 11 portadores de X, 8 portadores de Y, 8 producción de, 27 trayectoria, 11 Espina bífida como caracter multifactorial, 168 defectos del tubo neural y, 167 definición de, 167 diagnóstico de, 168 factores ambientales para, 168 Esquizofrenia, 194, 196 Estrógenos, 27 Eugenesia negativa, 235-236 Eugenesia positiva, 235-236 Evaluación del riesgo genético, 51 Exploración genética, 115 F Factor viii, 68 Factor Rh, 212 Familias “predilectas”, 235-236 Fármacos inmunosupresores, 209 Fenilalanina, 87, 90, 120 Fenilcetonuria (pku), 63, 115, 120-123 Feniltiocarbamida (ptc), 161 Fenotipo, 60, 85 Fertilización in vitro (fiv), 10, 32-34, 35 Fibrosis quística (fq), 63-64, 85-86, 94, 116, 148, 225-226 Filadelfia, cromosoma, 185 fiv. Véase Fertilización in vitro Folículos, 29 fq. Véase Fibrosis quística, Franklin, Rosalind, 79 Frecuencia de portador, 225 G G1/S punto de control, 182 G2/M, punto de control, 182 Gemelos monocigóticos, 170 Gen CC-CKR5, 213-214 Gen VANGLI, 168 Gen(es)

aspectos éticos y legales, 70-71 cambios de conducta y, 194-195 condición genética dominante, 64-66, 69-70 condición genética recesiva, 62-64, 69-70 control de caracteres por, 85 defectos causados por un solo gen, 94, 198 enfermedad genética, 91 fenotipo, 60 genes ligados a X, 67 genes ligados a Y, 67 genotipo, 60 hemicigotos (X*Y), 67 homocigotos, 67 ideas de Mendel para, 60 intercambio génico, 94 ligados al cromosoma X, 67 ligados al cromosoma Y, 67 mutación de, 90 regulación de la expresión genética, 89 supresores de tumores, 180 transmisión de padres a hijos, 59-62 Genética del comportamiento, 193 Genoma del perro, 239-240 Genotipo, 60 Glándulas bulbouretrales, 28 Glicina, 90 Glutamina, 90 Gonadotropina coriónica humana (hCG), 12 Griffith, Frederick, 77 Grifo, James, 243 Grupo amino (NH2), 86 Grupo carboxilo (COOH), 86 Guanina, 77-78 H Haplogrupos, 137 Haplotipo, 209 Haplotipo modal de Cohen, 230 Hardy, Godfrey, 227 Harr, Jonathan, 186 HbE. Véase Hemoglobina embrionaria HbF. Véase Beta-globina fetal hCG. Véase Gonadotropina coriónica humana HeLa, células 188-189 Hembra(s) edad materna, 49, 242-243 sistema reproductor de, 28-30 componentes del, 29 ovogénesis, 28 Hemofilia A, 68, 116 Hemoglobina, 91 ÍNDICE ANALÍTICO

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Hemoglobina embrionaria (HbE), 94 Hepatitis B, virus, 162 Herbicidas, 105 Herencia caracteres sexuales secundarios, 7 desarrollo del sexo, 14 determinación del sexo, 7-8 aspectos éticos y legales, 19 cromosomas, 7-8 espermatozoides y, 8 fertilización celular, 8 fertilización in vitro, 10 procedimientos para, 9-10 proporción de sexos humanos, 8 técnica de separación del semen y, 9-10 genética humana y, 62 Herpes humano, virus 8, 162 hGH. Véase Hormona del crecimiento humano Hipercolesterolemia familiar, 65, 225 Hiperplasia adrenal congénita, 116 Histidina, 87, 90 hla, complejo, 209 Holmes, Wendell, 235 Homo neanderthalensis extinción de, 245 historia de, 245 relaciones humanas con, 245 secuencias de dna y, 245 Homo sapiens, 245 Homosexualidad, 196-197 Hormona del crecimiento humano (hGH), 103-104 Hormona luteinizante (lh), 30 Huella digital de dna, 131 Humano(s) desarrollo temprano, 11-12 determinación del sexo, 7-10 etapas de diferenciación sexual, 16 fertilización de, 9-12 implantación de embriones, 12 tercer trimestre del desarrollo, 12-13 Huntington, Enfermedad de (eh), 59, 66, 94, 108, 116, 121, 148, 194, 196, 224 Hwang, Wook-Suk, 239-240 I Implantación, 12 Infertilidad enfermedades de transmisión sexual, 32 varios factores para, 32 femenina amenorrea secundaria, 31 causas de, 30-31

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ÍNDICE ANALÍTICO

como un problema común, 30 menopausia prematura, 31 niveles hormonales, 30 ovarios dañados, 30 tasas de, 30 masculina baja motilidad espermática, 31 bajo conteo de espermatozoides, 31 tecnologías de reproducción asistida (tra) e, 32-34 disfunción eréctil (de), 31-32 impotencia, 31 no se forman espermatozoides, 31 Inmunodeficiencia combinada severa (ics), 151 Insensibilidad androgénica completa (cai), 16, 19 Intercambio genético, 93 Investigación sobre células madre, 236-238 historia de, 237 tipos de células, 236 ipc. Véase Células pluripotenciales inducidas iq. Véase Cociente intelectual ics. Véase Inmunodeficiencia combinada severa Isoleucina, 87, 90 J Judíos ashkenazi, 122, 184 K King, Mary-Claire, 183-184 Knock-out, ratón, 240 Kuwabara, Yoshinori, 241 L Labio y paladar hendidos, 167 Laparoscopía, 33-34 Leucemia mieloblástica aguda, 185 Leucemia mielógena crónica (lmc), 185 Leucina, 87, 90 Ley de Control Nacional de Anemia Falciforme (1972), 122 Ley de Hardy-Weinberg, 227-228 Ley de la distribución independiente, 60 Ley de la segregación, 60 Ley para Americanos con Discapacidades (ada), 19 lh. Véase Hormona luteinizante Linfocina, 153 Linfoma de Burkitt, 185 Lisina, 87, 90

Lisosomas, 3-4 lmc. Véase Leucemia mielógena crónica M Macho(s) espermatogénesis, 28 órganos de, 28 sistema reproductor de, 27-28 Machos cromosómicos (XY), 17 MacLeod, Colin, 77 Malaria, 224 Manchas café au lait (manchas café con leche), 65 maoa. Véase Monoamino oxidasa tipo A Mapas de ligamiento, 147 Mapeo genético, 147 cambios en, 148 clonación posicional, 148, secuenciación de genomas, 148-149 Masa interna celular, 12 Mastectomía subcutánea, 238 McCarthy, Maclyn, 77 Medio ambiente y genes efectos genéticos, 161 frecuencia de enfermedades genéticas, 163 interacción del sistema inmunitario, 162-163 relación con cáncer, 161-162, 186 terapia contra el cáncer, 162 variación poblacional, 161 virus y cáncer, 161-162 Meiosis, 2, 44 anafase I, 44 cambios en el número de cromosomas y, 44 citocinesis en, 45 desarrollo humano y, 2 en el sistema reproductor femenino, 28, 29 en la producción de espermas, 27 meiosis I metafase I, 44 profase I, 44 telofase I, 44 meiosis II anafase II, 44 metafase II, 44 profase II, 44 telofase II, 44 Melanoma, 186 Membrana nuclear, 3 Membrana plasmática, 2-3 Mendel, Gregor, 59, 76 Menopausia prematura, 31 Metástasis, 180

Metionina, 87, 90 Microtúbulos, 3 Mieloma múltiple, 185 Miometrio, 29 Miostatina, gen de la, 239 Mitocondrias, 3-4 Mitosis, 181 Monoamino oxidasa tipo A (maoa), 198, 201 Monosomía, 47-48 Movimiento eugenésico, 235-236 Muestreo de vellosidades coriónicas (mvc) 47, 116, 118-119 Murray E. Joseph, 209 Músculo liso, 2 Músculo cardiaco, 2 Músculo esquelético, 2 Mutación, 180 Mutágenos, 91 N Neurofibromatosis (nf), 65 Neurotransmisores, 194 Nicolás II, zar de Rusia, 137 Niveles hormonales, 30 No disyunción, 45 Núcleo, 2, 4 Nucleolo, 3 Nucleosoma, 80 Nucleótidos, 78 Número diploide (2n), 4 Número haploide (n), 4 O Obesidad, 169 Octámero de histonas, 80 Oncogen, 109, 180 OncoRatón, 109 Organelos, 1-2 Organismos heterocigotos, 60, 62-63, 67, 227-228 Organismos homocigotos, 60, 63, 67 Organismos transgénicos desarrollo de, 106-107 estudio para enfermedades, 108 Ovario, 11, 15, 27, 29 Ovulación, 11 P Pared uterina, 12 Parkinson, Enfermedad de, 236 Patrón de herencia autosómica dominante, 62, 64-66 Patrón de herencia autosómica recesiva, 62 consanguinidad, 63 ejemplos de, 63 herencia del, 62-63

Patrón de herencia recesiva ligada al cromosoma X, 62, 67-68 pcr. Véase Reacción en cadena de la polimerasa Pene, 16, 28 Perfiles de dna, 131, 132, 134, 137-138 Perro lebrel mutado (bully whippet), 239 pgd. Véase Diagnóstico genético de preimplantación pgh. Véase Proyecto Genoma Humano Pie equinovaro, 167 Pigmento(s), 61 Píldoras prenatales, 165 Pirimidinas, 78 pku. Véase Fenilcetonuria Placenta, 12 Plantas transgénicas, 106 Plásmido, 104 Poblaciones aspectos éticos y legales y, 228-230 caracteres genéticos en común, 225 condiciones ambientales y, 226 enfermedades genéticas en, 224225 estudio de, 223-224 frecuencia alélica en, 227 Polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción (rflp), 132 Polimorfismos de nucleótido único (snp), 132 Poliploidía, 47 Porfiria, 65 Poro nuclear, 3 pph. Véase Proyecto del Proteoma Humano Probando, 62 Prolina, 90 Proporción de sexos, 8 Próstata, 28 Proteína RAS, 183 Proteína(s) aminoácidos y, 86 definición de, 86 desórdenes genéticos y, 91 Proto-oncogenes, 180 Proyecto del Proteoma Humano (pph), 150 Proyecto Genoma Humano (pgh), 52, 108, 148, 150, 171, 245 aspectos éticos y legales, 152-155 conocimiento del genoma humano y, 149 creación de mapas de cromosomas humanos, 146 desarrollo de, 146-147

línea del tiempo del, 146 metas de, 145 Prueba de Guthrie, 120 ptc. Véase Feniltiocarbamida Purinas, 78 R Ratón de cola rizada, 108 Ratón obeso, 108 Ratón rhino, 108 re. Véase Retículo endoplásmico Reacción en cadena de la polimerasa (pcr), 132 función de la, 133 Receptor de andrógenos (ar), 17 Receptores universales, 211 Rechazo hiperagudo, 209-210 Regulación de la expresión genética, 89 Retículo endoplásmico (re), 3-4 rflp. Véase Polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción Ribosa, 78 Ribosomas, 3, 88, 89 rna de transferencia (rnat), 88 rna mensajero (rnam), 87-88, 91, 93 rna polimerasa, 87-88 rna. Véase Ácido ribonucleico S Scott, Richard, 243 Secuencia Alu, 149 Secuencia de terminación, 88 Secuencias cortas repetidas en tándem (str), 132, 134, 148 Secuencias promotoras, 148-149 Selección materna, 49 Serina, 90 Serotonina, 198 Sexo cromosómico, 14 fenotípico, 14 gonadal, 14 sida. Véase Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida Simmons, Christopher, 199 Sinapsis, 194 Síndrome de Down, 48-49 Síndrome de Edwards, 48 Síndrome de Hunter, 10 Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (sida), 213-214 Síndrome de insensibilidad androgénica, 16, 17 Síndrome de Klinefelter, 19, 49-50 Síndrome de Lesch-Nychan, 68 Síndrome de Patau, 48

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Síndrome de Marfan, 65 Síndrome de Turner, 19, 49-50 Síndrome de X frágil, 194 Síndrome uña-rótula (Síndrome neil-patella), 147 Síndrome XYY, 50 Sistema de índices de dna combinado (codis), 136 Sistema inmunitario alergias y, 214-215 función del, 207-208 infección por vih y, 213-214 sida y, 213-214 trasplante de órganos, 209 Sistema inmunitario quimérico, 210 snp. Véase Polimorfismos de nucleótido único Soto, María Concepción, 223 Speck, Richard, 199 Subrogación (madres sustitutas), 34, 35 T Tamoxifen, 162 Tay-Sachs, Enfermedad de (tsd), 63, 116, 122, 225 Técnica de separación del semen, 9-10 Tecnología de dna recombinante definición de, 104 enzimas de restricción, 105 enzimas y vectores, 104-105 sitio de reconocimiento, 105 Tecnologías de reproducción asistida (tra), 32-35 aspectos éticos y legales, 36-37 donación de espermatozoides, 32 donación de gametos, 32 fertilización in vitro, 32-33 subrogación (madres sustitutas), 32 Tecnología knock-out, 240-241

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Telómeros, 43 Terapia génica, 151 Testículos, 16, 27, 28 Testosterona, 14 Timina, 77 Tipos sanguíneos abo, 211 determinación de, 211 herencia de abo, 211 herencia de factor Rh, 212 herencia de factor Rh en recién nacidos, 212 resumen de, 211 transfusiones sanguíneas y, 211-212 Tirosina, 90, 120 tra. Véase Tecnologías de reproducción asistida Traducción, 88, 90 Transcripción, 87-88, 90 elongación, 87, 88 iniciación, 87, 88 rna de transferencia (rnat), 88 terminación, 87, 88 traducción, 88, 90 Transducción de señales, 183 Transferencia nuclear, 243 Transformación, 77 Trasposones, 149 Trasplante de órganos aspectos éticos y legales, 216 complejo hla y, 210 órganos animales, 209-210 probabilidad de éxito, 209 rechazo, 209 rechazo hiperagudo, 209-210 Treonina, 87, 90 Triptofano, 87, 90 Trisomía, 47-48 efectos de, 48 factores de riesgo para, 49 de cromosomas sexuales, 50 Trompas de Falopio, 11, 28-29

tsd. Véase Tay-Sachs, Enfermedad de Túbulos seminíferos, 28 U Ultrasonido, 116-117 Una acción civil (Harr), 186 Uracilo, 78 Uretra, 28-29 Útero artificial, 241-242 Útero, 11, 16, 29, 241-242 V V2391, 168 Vacuna, 208 Vacuola, 3 Vagina, 11, 16, 29 Valina, 87, 90 Vasectomía, 28, 31 Vectores, 104-105 Vejiga, 28-29 Vellosidades coriónicas, 12 Vesículas seminales, 28 Virus de Inmunodeficiencia Humana (vih), 213 medicamentos y, 214 susceptibilidad natural y, 214 Virus del papiloma humano (vph), 162, 180 W Watson, James, 77 Weinberg, Wilheim, 227 Wexler, Nancy, 224 Wilms, tumor de, 148, 185 X Xenoinjerto, 210 Xenotransplante, 209 Xeroderma pigmentosum (xp), 63, 83 Z Zhang, John, 243