La gen¨¦tica, a los 100 a?os de Mendel (1822-1884)

A lo largo de un siglo, lo observado por Mendel se ha ido plasmando en nuevos datos cada vez m¨¢s rec¨®nditos y concretos; por una parte, la atenci¨®n al material hereditario se ha ido desplazando desde la c¨¦lula germinal al n¨²cleo, desde ¨¦ste a los genes cromos¨®micos y desde los genes a las mol¨¦culas de ¨¢cidos nucleicos; y, por otra parte, tambi¨¦n se ha concretado el sustrato material del efecto hereditario en el adulto, pasando desde el mero aspecto externo a la posesi¨®n de enzimas, hormonas, etc¨¦tera, y, finalmente, desde ¨¦stas a la producci¨®n de polip¨¦ptidos con determinada composici¨®n. En mi opini¨®n, el estado actual de los conocimientos sobre herencia biol¨®gica ha alcanzado un grado de madurez tal que permite plantearse esta cuesti¨®n con una problem¨¢tica nueva en t¨¦rminos ya tan definidos que parecen potencialmente resolubles.Mendel descubre un aspecto general de la herencia que, de un modo u otro, influye sobre los seres vivos de los diversos niveles y grados de organizaci¨®n (seres unicelulares, vegetales y animales). A saber, percibe la correspondencia entre caracteres que se observan en el ser vivo llegado a t¨¦rmino y caracteres discretos (distintos, independientes) que se dan en las c¨¦lulas sexuales paterna y materna y coeexisten por separado en el huevo fecundado (cigoto).

Despu¨¦s de que el mundo cient¨ªfico tom¨® noticia de la aportaci¨®n de Mendel, a los 35 a?os de su memorable comunicaci¨®n cient¨ªfica, se fueron localizando con precisi¨®n creciente sus factores hereditarios dentro de la c¨¦lula germinal: en la primera mitad del siglo XX, en los llamados genes de los cromosomas, y, desde la segunda mitad, en fragmentos precisos de las dos tiras del ¨¢cido desoxirribonucleico, que constituyen a los cromosomas, fragmentos que se traducen en la producci¨®n de polip¨¦ptidos especiales de las c¨¦lulas (2). Con ello se establece la correlaci¨®n bien consolidada entre segmentos del ¨¢cido desoxirribonucleico y polip¨¦ptidos de composici¨®n especial, que se integran en prote¨ªnas de actividad espec¨ªfica (enzimas).

Innecesario es decir que Mendel determin¨® un avance biol¨®gico que abri¨® un campo que ha ocupado a muchos cient¨ªficos del siglo XX. Pero tambi¨¦n creo obvio que estos avances, precisamente por lo que tienen de verdaderos, plantean problemas nuevos, que exigen ser considerados atentamente bajo puntos de vista tambi¨¦n nuevos.

Los problemas nuevos

La gen¨¦tica moderna ha descubierto que enzimas de muy diversos modos de acci¨®n (3), como todas ellas, de naturaleza proteica, trabajando en una perfecta coordinaci¨®n que a¨²n no se explica, ejercen una extraordinaria actividad sobre estos procesos hereditarios.

Por ejemplo: 1, producen, por separado, ciertas mol¨¦culas (un az¨²car, cuatro bases org¨¢nicas, ¨¢cido fosf¨®rico) y las ponen en presencia, de modo que sinteticen las piezas elementales de los ¨¢cidos nucleicos, llamados nucle¨®tidos; 2, ensamblan los nucle¨®tidos, as¨ª producidos, en un orden lineal, que corresponde a la pauta con que ellos se suceden en las tiras de material hereditario preexistente (de ¨¢cido desoxirribonucleico), que les sirven de molde, bien para duplicar tales tiras antes de la divisi¨®n celular y distribuirlas equitativamente entre las c¨¦lulas hijas,- o bien para que determinados fragmentos de tales tiras sirvan de molde para sintetizar, con el correspondiente orden, tiras cortas de otro tipo de ¨¢cido nucleico, que se ha llamado ¨¢cido ribonucleico mensajero; 3, transportan estas tiras hacia unos organelos (ribosomas) y los organizan en unidades funcionales; 4, manejan otro tipo de ¨¢cido nucleico (el denominado ¨¢cido ribonucleico de transferencia), que aporta selectivamente al ribosoma cada uno de los componentes elementales de los polip¨¦ptidos (los distintos amino¨¢cidos), y 5, por ¨²ltimo, otras enzimas, como funci¨®n previa, han tenido que sintetizar los amino¨¢cidos.

En resumidas cuentas, la gen¨¦tica contempor¨¢nea ha logrado precisar de modo anal¨ªtico la correlaci¨®n formal entre ¨¢cidos nucleicos y prote¨ªnas, en la que: el ¨¢cido desoxirribonucleico sirve de molde: a) para la producci¨®n de determinada materia prima para prote¨ªnas (por mediaci¨®n del ¨¢cido ribonucleico), y b) para que enzimas especializados lo reproduzcan de generaci¨®n en generaci¨®n celular; las prote¨ªnas, en cambio, con su actividad enzim¨¢tica, parecen los agentes de estos procesos. Si bien, el orden formal, as¨ª manejado por las prote¨ªnas, es conservado por el ¨¢cido desoxirribonucleico mucho m¨¢s estable y pasivo.

Adem¨¢s, la gen¨¦tica contempor¨¢nea no se ha limitado a estudiar experimentalmente estos procesos, sino que ha trascendido sus efectos determinando la correlaci¨®n entre los fragmentos del ¨¢cido desoxirribonucleico y el efecto sobre la actividad de prote¨ªnas en las que se integran los polip¨¦ptidos sintetizados bajo la pauta de aqu¨¦llos. As¨ª, cambios en la secuencia de nucle¨®tidos en el material hereditario repercuten en el metabolismo de c¨¦lulas de seres unicelulares y de vegetales y animales. Todo lo cual, como antes se expuso, puntualiza la base, primero molecular, y en segundo y tercer t¨¦rmino, enzim¨¢tica y hormonal, de diferencias paulatinas hereditarias en una estirpe. Digamos de pasada que, con ¨¦xito limitado, la gen¨¦tica contempor¨¢nea se esfuerza en interpretar el cambio sostenido (la evoluci¨®n) en algunos animales por la interacci¨®n de poblaciones de una especie que posean, con distinta frecuencia, diversas variantes correspondientes del material hereditario.

En todo caso lo descubierto en todas estas activas l¨ªneas de investigaci¨®n no significa la soluci¨®n al problema de la herencia biol¨®gica, pero s¨ª un avance (que parece llegado a sus ¨²ltimas consecuencias) que permita plantear problemas y ¨®rdenes de conceptos, nuevos.

La concepci¨®n mecanicista

La c¨¦lula suele ser considerada como una f¨¢brica automatizada cuyo proceso de producci¨®n est¨¢ inscrito en las tiras de ¨¢cido desoxirribonucleico del material hereditario nuclear. Ahora bien, de hecho, los descubrimientos de la gen¨¦tica, en mi opini¨®n, parecen limitar estas presuntas instrucciones a fragmentos independientes de una mol¨¦cula lineal (tal ¨¢cido desoxirribonucleico), que sirven de molde inerte para que la actividad enzim¨¢tica de prote¨ªnas celulares produzca tiras moleculares de polip¨¦ptidos, asimismo inertes. Se trata, pues, de una mera correlaci¨®n entre mol¨¦culas (en s¨ª, por definici¨®n, inorg¨¢nicas, muertas, sin medio alimentario), entre las que est¨¢ intercalada (como agente) la complej¨ªsima actividad enzim¨¢tica coordinada por la c¨¦lula, que a este supuesto de la herencia va a comenzar por la integraci¨®n a enzimas de las tiras de polip¨¦ptidos inertes.

El problema biol¨®gico, pues, parece centrarse en c¨®mo se producen la coordinaci¨®n y el mantenimiento (ajustados, instante a instante, a las oscilaciones del medio nutricio celular) del complej¨ªsimo conjunto de rutas metab¨®licas celulares, unas de s¨ªntesis y otras de demolici¨®n -y de demolici¨®n hasta diversos grados de profundidad energ¨¦tica-, conjunto del que no es sino una peque?a parte, obviamente ajustada a la totalidad metab¨®lica celular, de un modo que es necesario entender la s¨ªntesis de nucle¨®tidos y el ensamblaje y desensamblaje de ellos en ¨¢cidos nucleicos para producir las mol¨¦culas polipept¨ªdicas.

En definitiva, el conocimiento de los procesos de renovaci¨®n lenta de ¨¢cidos nucleicos y de polip¨¦ptidos -m¨¢s bien acompasados al ciclo de vida de cada c¨¦lula que al trepidante proceso metab¨®lico del que la c¨¦lula gana su energ¨ªa- es esencial para comprender tanto la estabilidad del dinamismo metab¨®lico celular como el lento cambio del modo de producirse este metabolismo de generaci¨®n en generaci¨®n. Ahora bien, para ello, opino que hay que situar los datos inapreciables que nos ofrece la gen¨¦tica en otras coordenadas espaciotemporales: no atender exclusivamente al nivel molecular inorg¨¢nico, sino, adem¨¢s, a la unidad superior (al agente) donde dichos datos se producen, a saber, el metabolismo producido por numerosas enzimas, coordinadas en sus actividades espec¨ªficas por la c¨¦lula, que hay que entender a su vez por su gobierno del medio nutricio celular. Y todo ello, entendido del ¨²nico modo posible: en su proceso de origen y de evoluci¨®n.

Me parece que, hasta no entenderse la reproducci¨®n como una funci¨®n particular del modo general de producirse la actividad de un ser vivo, la explicaci¨®n del proceso de reproducci¨®n y herencia permanecer¨¢ a nivel anal¨ªtico, descoordinada como, por lo dem¨¢s, cualquier otra manifestaci¨®n de dicha actividad suya. Y, as¨ª, la gen¨¦tica tiende a perder de vista la c¨¦lula, a la que, como hemos visto, desiste de considerar como ser vivo al estudiar su reproducci¨®n, y se centra la atenci¨®n en simples mol¨¦culas, a las que hay que atribuir propiedades ajenas a su nivel.

A t¨ªtulo de ejemplo comparativo, se?alemos que, parad¨®jicamente, los fisi¨®cratas tienden, en cambio, a explicar las funciones intrasom¨¢ticas del animal, en t¨¦rminos de c¨¦lulas realizadoras de acciones especiales, y a perder de vista la unidad del animal, al que se considera como un mecanismo autoajustado por feed-back; y ello, a pesar de que, en cuanto animales, nos percibimos seres vivos capaces de gobernar el entorno tomando noticia del efecto de nuestra acci¨®n sobre ¨¦l. As¨ª se explica el divorcio entre psicolog¨ªa y fisiolog¨ªa, aunque atienden a dos aspectos de un mismo ser tan indisolublemente ligados que no pueden comprenderse el uno sin el otro.

La herencia celular y el animal

El tema es muy complejo y dif¨ªcilmente resoluble s¨®lo en t¨¦rminos de los caracteres mendelianos a los que presta atenci¨®n la gen¨¦tica. De hecho, el problema de la herencia animal obliga a entender c¨®mo lo que un animal hereda de sus progenitores (en ¨²ltimo t¨¦rmino, un cigoto y el albergue tr¨¢fico adecuado para ¨¦l) provoca un proceso de multiplicaci¨®n celular, paralelo al que origin¨® a los padres, tal que continuamente el embri¨®n constituye una unidad funcional que culmina en un adulto de la especie. Dado que los caracteres hereditarios de la c¨¦lula germinal

-hoy concretados en fragmentos del ¨¢cido desoxirribonucleico- se correlacionan con polip¨¦ptidos diversos, que van a integrarse en enzimas, una interpretaci¨®n mendeliana del soma animal obligar¨ªa a entender el animal reducido a un conjunto de polip¨¦ptidos o, sin explicar c¨®mo, a conjuntos de enzimas o de productos de enzimas del tipo de las hormonas. Parece obvio que los animales no consisten en una mera suma de caracteres discretos, sino que son una configuraci¨®n funcionalmente integrada que permite una conducta espec¨ªfica, en cuyo ejercicio son seleccionados. Si tales caracteres discretos no alcanzan a explicar por s¨ª solos la c¨¦lula como un ser vivo, parece imposible que puedan proporcionar una explicaci¨®n viable de la coordinaci¨®n de c¨¦lulas que es un animal, capaz de ajustarse, instante a instante, al continuo cambio de cada medio espec¨ªfico.

Falta a?adir que los gen¨¦ticos de poblaciones estudian ciertamente el acervo de variabilidad gen¨¦tica de conjuntos de animales de una especie dada -bien aislado (3), bien sobre el fondo de otros conjuntos- a partir de la influencia de tal variabilidad sobre la de las correspondientes secuencias de amino¨¢cidos en polip¨¦ptidos incorporables a prote¨ªnas de actividad espec¨ªfica. Pero estos an¨¢lisis minuciosos parecen perder de vista los problemas genuinamente animales: c¨®mo, por su acci¨®n y experiencia, se ajustan a los medios espec¨ªficos; c¨®mo estos medios se han ido diferenciando, origin¨¢ndose de otros previos en el curso de las eras; c¨®mo el cuerpo de los animales est¨¢ tan exquisitamente adecuado a la conducta espec¨ªfica y las conductas de unos a las de otros, y ello a pesar del hecho indudable de que los caracteres adquiridos no se heredan.

Pienso que problemas de este tipo (el desarrollo embrionario, la especializaci¨®n, la evoluci¨®n coajustada de las especies, el origen de los grandes troncos taxon¨®micos) no se podr¨¢n abordar debidamente sin comprender lo que es el animal en cuanto ser vivo supracelular y las c¨¦lulas, asimismo como seres vivos genuinos, y en qu¨¦ consiste la contin¨²a interacci¨®n entre los dos niveles de ser vivo (4).