REVISTA BIMESTRAL
ABRIL - MAYO 2018 I NUMERO 155
BIO & NANO TECNOLOGIA
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El conocimiento
genético básico en la mejora alimenticia

 
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Ing. Agr. Dr. Juan Carlos Salerno
M.N. 06932 * 11 * 01
Presidente de la Sociedad Argentina de Genética. INTA-IGEAF, Hurlingham
 
   

El campo de la disciplina Genética y de ciencias y tecnologías afines consideran el estudio de la variabilidad genética de poblaciones de microorganismos, animales y vegetales en ambientes naturales o en colecciones formadas por el ser humano; de la caracterización cromosómica e hibridaciones in situ en citogenética animal, vegetal y humana y del estudio de mutaciones naturales e inducidas en diversas especies. También, el advenimiento de la genómica y genética molecular de seres vivos con su gran variedad de metodología y su aporte al mejoramiento vegetal relacionado a cientos de variedades cultivadas. ¿Y todo ésto en que se traduce?. La mejora de la calidad, el aumento de rendimiento, la resistencia a enfermedades y plagas en los cultivos se logran gracias a la genética. Es importante clarificar que todas las herramientas tecnológicas que se utilizan para lograr estos objetivos, son simplemente producto del avance del conocimiento de interpretar e imitar a la naturaleza con sus mecanismos genéticos intrínsecos que no alteran la sustentabilidad del ambiente. Así, esas herramientas se aplican tanto en plantas con menos de 50.000 genes, humanos con 30.000 genes, hongos con 6000 genes o bacterias con un piso de 500 genes, para incorporar caracteres o como terapia génica en la nueva era de la pos genómica.

 

Figura: poblaciones naturales de Aspidogyne kuczynskii (Porsch) Garay, orquídea terrestre conocida vulgarmente como "hierba de la concordia", poseen 2n=42 cromosomas (Grabiele et al., 2011b).

 
El aporte del mejoramiento genético en el último medio siglo ha sido de casi el 50 por ciento en los cultivos de importancia agronómica, caracterizado por un aumento del rendimiento por superficie sembrada. El avance de la selección asistida por marcadores moleculares y la regulación de la expresión génica junto a las nuevas técnicas biotecnológicas permiten aumentar la variabilidad genética y la eficiencia de la selección para caracteres específicos. Cada vez más se va conociendo que causas genéticas heredables son responsables de una cantidad destacada de enfermedades humanas, cuya determinación no es sencilla por el número de genes que la regulan y su interacción con el ambiente. El avance se ve reflejado en la caracterización de los fenómenos causantes de las enfermedades y el conocimiento de la edición génica y la posibilidad de realizar arreglos cromosómicos en varias anormalidades genéticas en humanos. A todo ésto se agrega ahora la posibilidad de aumentar la eficiencia productiva con el advenimiento del conocimiento de la genética microbiológica que incorpora su accionar al suelo para aumentar la posibilidad de interacción y aprovechamiento de bacterias con valor agregado del comportamiento microbiano.

Dimensión cromosómica

Desde la segunda década del siglo pasado, Argentina ha sido el epicentro del inicio y desarrollo de la citogenética en América latina. La citogenética es una disciplina que se caracteriza por su capacidad de constante rejuvenecimiento y resurgimiento, aún después de etapas de franca declinación de su manejo y aplicación. Los rasgos cromosómicos son cualidades determinísticas de gran valor predictivo y su estudio aunque requiere de cierta práctica artesanal, resulta una herramienta fundamental para acompañar tecnologías de vanguardia, como una herramienta poderosa, versátil y fundamentalmente insustituible por otros abordajes de las facetas de la dimensión cromosómica en el análisis genético de diversos grupos de organismos.

Genética de poblaciones

La genética de poblaciones puede definirse como una extensión de la genética mendeliana a conjuntos de familias que constituyen poblaciones y los resultados de los estudios en este campo pueden aportar resultados muy valiosos para establecer estrategias de conservación y planes de manejo de especies nativas. Existen factores naturales y antrópicos que ponen en peligro a las poblaciones naturales pues la falta de continuidad en los espacios habitados por las poblaciones dan lugar a la aparición de parches más o menos aislados que conducen a la ocurrencia de barreras físicas que impiden o reducen significativamente la posibilidad de reproducción entre los individuos que sobreviven en diferentes parches. La consecuencia del aislamiento total o parcial entre los parches puede llevar a la pérdida de variación genética y aumento de la endogamia que pueden determinar la extinción de poblaciones locales. Los estudios genéticos poblacionales y de genética del paisaje basados en marcadores moleculares resultan en aportes significativos en la conservación de especies leñosas nativas de las regiones Chaqueña y del Monte de los géneros Prosopis y Acacia. Los estudios de identificación de unidades de manejo, del sistema de fecundación y del sistema de dispersión de polen en estas especies nativas valiosas para la Argentina permiten proponer recomendaciones para ser consideradas al momento de establecerse las estrategias de conservación de los recursos.

 

Figura: Estimación de la nube de polen que asiste a cada planta madre a través de la comparación de los genotipos de las semillas colectadas en cada planta madre y el genotipo materno considerando la ocurrencia de autofecundación o fecundación cruzada.

 
Genética Vegetal

Argentina tiene una tradición importante con uno de los mejores niveles del mundo en mejoramiento genético vegetal tanto público como privado. El estudio, caracterización, distribución y evolución de especies vegetales de nuestros ecosistemas, es un campo importante de la Genética Vegetal, que contribuye a la mejora continua de las especies cultivadas junto a otras ramas de la biología y del manejo agronómico de los cultivos, que interactúan con las entornos climáticos para generar condiciones ambientales que se aproximen a la expresión del potencial genético de los cultivares. Es así que a la ganancia genética por selección, se le combinan técnicas y prácticas de manejo de los cultivos que dan como resultado producciones de mejor calidad y cada vez más sustentables. Los estudios más básicos de la Genética Vegetal contribuyeron a revelar la evolución y las adaptaciones múltiples de las plantas que han generado la diversidad y la adaptación de las poblaciones naturales en nuestros ecosistemas. El mejoramiento genético de los principales cultivos nacionales y de las economías regionales, fue un factor primario y determinante para el desarrollo directo e indirecto de una serie de productos de la cadena agroalimentaria y agroindustrial.

Genética Animal

La historia de la domesticación de las especies que ayudaron a nuestra supervivencia, cuenta con genetistas y mejoradores que no conocían de genes ni de las leyes básicas que los regían. Sin embargo, ellos practicaron el arte que caracteriza a los mejoradores para modificar la estructura de las poblaciones. Muchos pasos significativos se fueron dando a través de la simple observación del fenotipo como lo realizado por uno de los criadores ingleses más afamados del siglo XVIII. Robert Bakewell (1725 – 1795) fue reconocido en Inglaterra como uno de los criadores más exitosos al definir razas en ovinos, bovinos y equinos. Este conocimiento de la variación fenotípica que resultaba heredable permitió un significativo avance en muchos biotipos aún hoy utilizados en la producción animal. Actualmente la genética molecular abre un panorama muy distinto para los mejoradores animales. Los marcadores moleculares son imprescindibles herramientas para ellos y ahora los llamados QTLs (Quantitative Traits Loci) revalorizaron la variación genética de los caracteres cuantitativos. Sin embargo, a pesar de las aproximaciones a los genes brindadas por metodologías moleculares, la atención debería ser aplicada a las interacciones de los genes entre sí, cuando el genoma es interferido con genes de la propia especie o de otras especies o géneros y sobre todo a las interacciones de los genes con el ambiente. Debido entonces a la importancia del ambiente sobre la expresión fenotípica ,deberíamos hablar ahora del epigenoma en vez del genoma de la especie animal que estamos estudiando.

 

Figura: Genealogía de la reina Victoria de Inglaterra

 

Genética humana

La genética médica fue reconocida a principios del siglo XX donde muy pocos confiaban en que los especialistas pudieran estudiar muchos casos. Hoy, se ha transformado en pieza clave de equipos de salud que reciben, diagnostican y tratan enfermedades más o menos frecuentes. Este especialista no se limita al análisis de casos individuales, las familias son su material de estudio y el asesoramiento de toda la hermandad con riesgo o no de enfermar son su objetivo final. Al presente el avance de los métodos de diagnóstico respaldan los criterios clínicos surgidos del interrogatorio, la observación de la genealogía y el examen físico. Hay aún un gran número de enfermedades en las que no puede certificarse el diagnóstico molecular y sigue siendo la experiencia clínica y el estudio bibliográfico detallado lo que avala ese diagnóstico del especialista en genética médica. Las consultas son variadas e incluyen a personas desde antes de nacer hasta la edad adulta y las etiologías de las enfermedades pueden ser causa de la anormalidad de un único gen, un cromosoma o de la combinación de múltiples genes sumados a factores del ambiente.

Así como han avanzado aceleradamente las técnicas diagnósticas se espera que en poco tiempo contemos con herramientas que nos permitan tratamientos personalizados para tratamiento de enfermedades poco frecuentes, solucionando problemas de salud pública y logrando el bienestar de los pacientes que las padecen.

Bibliografía:
Dimensión cromosómica: (Ana I. Honfi y otros: AAPC-Ciencia e Investigación-Tomo 67 No. 1; pág. 5-24). Genética de poblaciones: (Cecilia F. Bessega y otros: AAPC-Ciencia e Investigación-Tomo 67 No. 1; pág. 25-35). Genética Vegetal : (Pedro Rimieri: AAPC-Ciencia e Investigación-Tomo 67 No. 1; pág. 36-42). Genética Animal : (Liliana A. Picardi: AAPC-Ciencia e Investigación-Tomo 67 No. 1; pág. 43-48). Genética humana : (María I. Echeverría: AAPC-Ciencia e Investigación-Tomo 67 No. 1; pág. 49-55).