La genética molecular es un campo de investigación revolucionario para todas las ciencias de la vida, que nos ha permitido avanzar hasta límites que habrían sido insospechados hace relativamente poco.
En este artículo te intentamos explicar de manera simple qué es la genética molecular y en qué ámbitos puede aplicarse hoy en día.
Perspectiva histórica
Para explicar qué es la genética molecular, primero tenemos que situarla dentro de los campos de investigación científicos actuales. La genética molecular se encuentra en primer lugar dentro del campo de la genética, que a su vez estaría incluida dentro de la rama de la biología.
Aunque con los años la genética haya llegado a abarcar muchísimas áreas de estudio, la genética apareció inicialmente para poder dar explicación a una pregunta muy simple: ¿Por qué los hijos se parecen a los padres?
Los primeros estudios genéticos documentados datan del s.XIX, gracias a las investigaciones realizadas por Gregor Mendel en la zona geográfica que hoy en día se corresponde con la República Checa. Los estudios de Mendel fueron la piedra angular en la que se basaron el resto de estudios genéticos, así que en ocasiones es conocido como “el padre de la genética”.
El término gen apareció en 1909, por la mano de científico Whilhelm Johans. En aquel entonces, la definición de gen era distinta a la actual, pero necesaria para poder estudiar cómo se transmitían las diferentes características entre generaciones. El ADN no se establecería como la molécula de transmisión de información genética hasta que Frederick Griffith lo demostrase experimentalmente en los años 20.
Pasó todavía más tiempo desde el nacimiento de la genética hasta la aparición de la genética molecular, pero podríamos datar los inicios de la genética molecular a la vez que se descubrió la verdadera estructura del ADN, en 1953. Esto vino por la mano de James Watson, Francis Crick y Rosalind Franklin, los primeros en descubrir cómo era la molécula del ADN.
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¿Qué es la genética molecular?
Es complicado definir la genética molecular sin caer en sobre simplificaciones, pero podríamos definirla como la rama de la genética que investiga teniendo en cuenta las características de las moléculas responsables de transmitir información intergeneracional (el ADN y ARN). Actualmente, la gran mayoría de investigaciones genéticas se basan de algún modo en la genética molecular para llevar a cabo sus experimentos, así que podríamos definir la genética molecular como una parte integral de la genética moderna.
Esto se debe a que los estudios genéticos modernos tienen en cuenta el hecho de que el material genético se encuentra a nivel molecular, dentro de las células de todos los seres vivos, y es un factor fundamental a tener en cuenta cuando se están estudiando procesos genéticos.
¿En qué ámbitos se puede aplicar la genética molecular?
La genética molecular forma parte de una enorme cantidad de estudios biológicos modernos. De hecho, dados los avances en tecnología y en la genética, que han bajado los costes de los estudios genéticos moleculares, se ha convertido en una herramienta habitual en el campo médico y biológico.
La genética molecular, nos permite analizar la composición y el orden de las moléculas de ADN, que son cadenas largas de pequeñas moléculas llamadas nucleótidos. El orden de la secuencia de nucleótidos codifica las instrucciones para la formación de un individuo. Todas las células de un individuo tienen aproximadamente las mismas instrucciones, pero dependiendo de la función que vayan a desempeñar, “leerán” y ejecutarán sólo la parte que les concierna.
Conocer con exactitud la composición del ADN es extremadamente útil y puede utilizarse, por ejemplo, dentro de los siguientes campos:
1. El campo de la evolución
Dado que el material genético se transmite de padres a hijos con ligeros cambios durante cada generación, podemos utilizarla para saber cuál es la distancia filogenética (es decir, cual es el parentesco) entre diferentes especies, dándonos información sobre la evolución de las especies.
2. La antropología
La genética molecular permite conocer cuál es el camino más probable que siguieron nuestros ancestros durante las migraciones, así como también nos da información sobre el parentesco y las relaciones que tenían las diferentes poblaciones de humanos prehistóricos.
Gracias a la genética molecular, sabemos que el Homo sapiens mantuvo contacto con otras especies de humano, como el Homo neardenthalensis. De hecho, todavía cargamos con parte del ADN de estas especies en el nuestro, como testamento de la unión entre estas diferentes especies de humano.
3. La medicina
En el campo de la medicina, los avances en la genética han abierto muchísimas puertas. Desde una mejora en la identificación y estudio de los microbios o la detección de enfermedades genéticas hasta terapias modernas, como la terapia génica, que consiste en la introducción de genes concretos para curar o aliviar enfermedades graves.
También puede aplicarse en campos como la medicina personalizada, que utilizaría nuestro DNA para saber cuál es el tratamiento nutricional o farmacológico más conveniente para cada individuo.
4. La agricultura y ganadería
Los avances en la genética también nos han dado herramientas para trabajar mejor con los animales y plantas que domesticamos.
Aparte de los temidos organismos modificados genéticamente, la genética molecular nos permite mejorar la calidad de los animales y plantas mediante el cruce asistido por análisis genéticos, que nos indican cuáles son los genes que nos interesan más para desarrollar las características deseadas en estos seres vivos.
5. La ingeniería genética
La ingeniería genética es la ciencia que nos permite cambiar el material genético de los seres vivos. Esto se usa para obtener por ejemplo, animales modelo que nos ayuden a explicar cómo funcionan las diferentes enfermedades, bacterias capaces de sintetizar materiales y químicos que serían tremendamente costosos de fabricar de otra forma, plantas con valores nutricionales más elevados y más resistentes, para aplacar el hambre en zonas en necesidad... Existen una infinidad de aplicaciones de la ingeniería genética, que no serían posibles sin la genética molecular.
Conclusión
La genética molecular representó una revolución científica que dura hasta el día de hoy, ya que el material genético es la base de la vida. Cualquier estudio que quiera saber por qué ocurre algún proceso biológico puede enriquecerse en mayor o menor grado con información que proviene de la genética molecular.
Gracias a la genética molecular hemos conseguido abrir el “libro de instrucciones” de los seres vivos y, a medida que vamos entendiendo qué significan estas instrucciones, cómo funcionan y cómo podemos manipularlas, estamos abriendo un horizonte de nuevas posibilidades científicas. Por esto mismo, debemos utilizarla con cautela.
Como nos advierte la novela Frankenstein de Mary Shelley, o como dijo el mismo tío Ben de Peter Parker, quien tiene un gran poder tiene una gran responsabilidad. La genética molecular es un gran poder y está en nuestras manos utilizarlo de forma responsable para evitar consecuencias desagradables, fruto de un uso irresponsable de esta tecnología.
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Referencias bibliográficas
- Keeler AM.(2017) Gene Therapy 2017: Progress and Future Directions. Clin Transl Sci.
- Neves AGM, Serva M (2012) Extremely Rare Interbreeding Events Can Explain Neanderthal DNA in Living Humans. PLoS ONE.
- Gaj, Thomas et al.(2013) ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering. Trends in Biotechnology.
