Mutaciones Genéticas: Del Origen del Cáncer a la Evolución y sus Aplicaciones
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Procesos Cancerosos: Entendiendo el Cáncer
Se conoce con el nombre de cáncer a un conjunto de enfermedades caracterizadas por la proliferación incontrolada de determinados tipos celulares que invaden el organismo. El primer efecto de esta proliferación es la formación de tumores de crecimiento incontrolado.
Tipos de Tumores
- Tumores benignos: Las células no presentan capacidad de invasión de otros tejidos.
- Tumores malignos: Las células cancerosas pueden invadir otros tejidos, a veces muy alejados del tumor original. Si una célula cancerosa se desprende de un tumor y provoca un nuevo tumor en otro tejido, se habla de metástasis.
Origen Genético del Cáncer
El origen del cáncer está relacionado con las mutaciones. Se considera que la aparición de células cancerosas se debe principalmente a dos fenómenos:
- La activación de oncogenes: Los oncogenes son genes producidos por la mutación de protooncogenes, que en su estado normal regulan el crecimiento celular.
- La desactivación de los genes supresores de tumores: Son genes que activan los mecanismos de apoptosis (muerte celular programada) cuando las células rompen el equilibrio del ciclo celular. Su inactivación permite que las células dañadas sobrevivan y se multipliquen.
La Evolución de los Seres Vivos: El Neodarwinismo
El Neodarwinismo, o Teoría Sintética de la Evolución, es la escuela científica aceptada hoy en día para explicar los mecanismos que han dado lugar a la evolución de las especies. Se basa en los siguientes pilares:
Mutación y Variabilidad Genética
Las mutaciones son la fuente primaria de la variabilidad genética entre los individuos de una especie. Estas variaciones pueden manifestarse en características como el color, el peso, la estatura o la velocidad de movimientos.
Selección Natural
La selección natural es el proceso mediante el cual el medio ambiente favorece la supervivencia y reproducción de los individuos portadores de las variantes genéticas más aptas, eliminando a los menos adaptados.
Especiación
La especiación es el mecanismo por el cual surgen nuevas especies. Ocurre cuando dos poblaciones de una misma especie quedan aisladas geográficamente durante un largo periodo, impidiendo el intercambio genético por reproducción sexual. Cada población acumulará mutaciones diferentes y estará sujeta a presiones de selección natural distintas. Con el tiempo, las diferencias genéticas pueden ser tan grandes que los individuos de ambas poblaciones ya no pueden reproducirse entre sí, considerándose especies diferentes.
Aplicaciones de las Mutaciones Inducidas
La inducción de mutaciones mediante agentes mutagénicos tiene diversas aplicaciones en biotecnología e investigación, aunque se debe tener en cuenta que la mayoría de las mutaciones son perjudiciales o letales.
Control de Plagas
El uso de altas dosis de agentes mutagénicos en la lucha contra plagas agrícolas de insectos permite inducir mutaciones cromosómicas que causan esterilidad o mutaciones letales que hacen inviables a los embriones o larvas. Un organismo modelo clásico para estos estudios fue la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster).
Mejora Genética de Cultivos
Los tratamientos mutagénicos en plantas de cultivo aceleran la selección de variedades mejoradas. En lugar de esperar la aparición de mutaciones favorables espontáneas, se inducen artificialmente para obtener, por ejemplo, variedades de cereales resistentes a parásitos.
Investigación en Animales
En animales, los tratamientos mutagénicos se utilizan principalmente con fines de investigación. En criaderos de ratones, por ejemplo, se aplican agentes mutagénicos para acelerar la aparición de mutaciones que alteren la actividad de un gen específico, permitiendo estudiar su función.
Estudios Metabólicos en Microorganismos
La irradiación de bacterias y levaduras ha permitido obtener mutantes que dependen de un nutriente orgánico específico para sobrevivir, a diferencia de sus contrapartes silvestres. Esto es fundamental para estudiar rutas metabólicas.
Desarrollo de Vacunas
La obtención de bacterias y virus mutantes con virulencia atenuada es un objetivo clave para el desarrollo de vacunas seguras y eficaces contra diversas enfermedades infecciosas.
Ingeniería Genética y Transposones
La bacteria Agrobacterium tumefaciens es un ejemplo de transferencia génica natural. Esta bacteria introduce parte de su material genético (a través de plásmidos) en las células de la raíz de una planta, induciéndolas a producir un nutriente que la bacteria necesita. Este mecanismo es la base de muchas técnicas de ingeniería genética en plantas. En este contexto, son importantes los transposones, genes capaces de trasladarse de unas células a otras.