Herencia genética

La herencia genética es la manera en que se transmiten, de generación en generación, las características fisiológicas, morfológicas y bioquímicas de los seres vivos bajo diferentes condiciones ambientales.

Introducción

La herencia genética sólo representa una parte de la herencia, es decir, el porcentaje de la variabilidad fenotípica debido a efectos genéticos aditivos. Pero definir las fuentes y el origen de las semejanzas entre miembros de una misma familia incluye también otro tipo de variables. El estudio de la herencia cuantifica la magnitud de la semejanza entre los familiares y representa el porcentaje de variación que se debe a todos los efectos aditivos familiares, incluyendo la epidemiología genética aditiva y los efectos del medio ambiente. En los casos en que los miembros de una misma familia conviven resulta imposible discriminar las variables genéticas fenotípicas de las del entorno y medioambiente. Los estudios de mellizos separados al nacer y de hijos adoptivos permiten realizar estudios epidemiológicos separando los efectos hereditarios entre los de origen genético y las etiologías más complejas, incluyendo las interacciones entre los individuos y la educación. Además, diversos factores influyen al momento de interpretar los estudios de la herencia incluyendo los supuestos previos por parte de los investigadores. 

Uno de los debates entre los científicos es cual es el peso de la naturaleza y cual es el peso de la cultura, es decir, la magnitud de la influencia de los genes versus la magnitud de la educación y el medioambiente.³ El dilema de una oposición entre naturaleza y cultura, lo innato versus lo adquirido, es decir innato o adquirido, frase acuñada por Francis Galtonen el siglo XIX.

Está comprobado que en los genes se transmite el color de la piel, del cabello, de los ojos. ¿Se transmite también algo de la personalidad, los gustos, el carácter, las capacidades o la inteligencia?

La doctora en neurobiología Catherine Vidal, directora de investigación en el Instituto Pasteur en París, refiriéndose al determinismo genético, sostiene que la estructura mental no es inmutable, ya que la plasticidad cerebral hace que continuamente aparezcan nuevos circuitos neuronales basados en la experiencia y en el aprendizaje, por lo que, a nivel cerebral, nada es fijo o programado desde el nacimiento. Nacemos con sólo el 10% de los 100 mil millones de neuronas ya interconectadas. El 90% de las conexiones restantes se construirá progresivamente a lo largo de nuestra vida en función de las influencias de la familia, la educación, la cultura, la sociedad y el medio ambiente.⁴

El doctor Albert Rothenberg, profesor de psiquiatría en la Universidad de Harvard y la doctora Grace Wyshak, profesora de psiquiatría en la misma universidad, estudiaron el árbol genealógico 435 de los 488 químicos, físicos, médicos y fisiólogos galardonados con el Premio Nobel entre 1901 y 2003, y el de 50 escritores ganadores del Premio Nobel de literatura y 135 ganadores del Premio Pulitzer. Los resultados de sus investigaciones contradicen la teoría de la transmisión directa del genio del británico Francis Galton publicada en el libro «Hereditary Genius». Según Albert Rothenberg y Grace Wyshak la genialidad no depende de los genes sino de una constelación de factores que no son genéticos sino psicológicos. Los procesos afectivos y cognitivos involucrados en la creatividad son el resultado de una combinatoria de educación, genética y factores sociales. Los premiados no llevaban la genialidad grabada en el ADN ni provenían de familias con coeficientes intelectuales privilegiados sino que se habían educado con el incentivo y la orientación creativa de sus padres. Los deseos incumplidos de estos padres buscaban realizarse a través de sus hijos.

Heredity

Heredity is the passing of traits to offspring (from its parent or ancestors). This is the process by which an offspring cell or organism acquires or becomes predisposed to the characteristics of its parent cell or organism. Through heredity, variations exhibited by individuals can accumulate and cause somespecies to evolve. The study of heredity in biology is called genetics, which includes the field of epigenetics.

Overview

In humans, eye color is an inherited characteristic and an individual might inherit the "brown-eye trait" from one of the parents. Inherited traits are controlled by genes and the complete set of genes within an organism's genome is called itsgenotype.

The complete set of observable traits that make the structure and behavior of an organism is called its phenotype. These traits come from the interaction of its genotype with the environment. As a result, many aspects of an organism's phenotype are not inherited. For example, suntanned skin comes from the interaction between a person's genotype and sunlight; thus, suntans are not passed on to people's children. However, some people tan more easily than others, due to differences in their genotype; a striking example are people with the inherited trait of albinism, who do not tan at all and are very sensitive to sunburn.

Heritable traits are known to be passed from one generation to the next via DNA, a molecule that encodes genetic information. DNA is a long polymer composed of four types of bases. The sequence of bases along a particular DNA molecule specify the genetic information, in a manner similar to a sequence of letters spelling out a word. Before a cell divides, the DNA is copied, so that each of the resulting two cells will inherit the DNA sequence. Portions of a DNA molecule that specify a single functional unit are called genes; different genes have different sequences of bases. Within cells, the long strands of DNA form condensed structures called chromosomes. The specific location of a DNA sequence within a chromosome is known as a locus. If the DNA sequence at a locus varies between individuals, the different forms of this sequence are called alleles. DNA sequences can change through mutations, producing new alleles. If a mutation occurs within a gene, the new allele may affect the trait that the gene controls, altering the phenotype of the organism.

However, while this simple correspondence between an allele and a trait works in some cases, most traits are more complex and are controlled bymultiple interacting genes within and among organisms. Developmental biologists suggest that complex interactions in genetic networks and communication among cells can lead to heritable variations that may underlay some of the mechanics in developmental plasticity and canalization.

Recent findings have confirmed important examples of heritable changes that cannot be explained by direct agency of the DNA molecule. These phenomena are classed asepigenetic inheritance systems that are causally or independently evolving over genes. Research into modes and mechanisms of epigenetic inheritance is still in its scientific infancy, however, this area of research has attracted much recent activity as it broadens the scope of heritability and evolutionary biology in general. DNA methylation markingchromatin, self-sustaining metabolic loops, gene silencing by RNA interference, and the three dimensional conformation of proteins (such as prions) are areas where epigenetic inheritance systems have been discovered at the organismic level^. Heritability may also occur at even larger scales. For example, ecological inheritance through the process of niche construction is defined by the regular and repeated activities of organisms in their environment. This generates a legacy of effect that modifies and feeds back into the selection regime of subsequent generations. Descendants inherit genes plus environmental characteristics generated by the ecological actions of ancestors. Other examples of heritability in evolution that are not under the direct control of genes include the inheritance of cultural traits, group heritability, and symbiogenesis. These examples of heritability that operate above the gene are covered broadly under the title of multilevel or hierarchical selection, which has been a subject of intense debate in the history of evolutionary science.

Relation to theory of evolution

When Charles Darwin proposed his theory of evolution in 1859, one of its major problems was the lack of an underlying mechanism for heredity. Darwin believed in a mix of blending inheritance and the inheritance of acquired traits (pangenesis). Blending inheritance would lead to uniformity across populations in only a few generations and thus would remove variation from a population on which natural selection could act. This led to Darwin adopting some Lamarckian ideas in later editions of On the Origin of Species and his later biological works. Darwin's primary approach to heredity was to outline how it appeared to work (noticing that traits that were not expressed explicitly in the parent at the time of reproduction could be inherited, that certain traits could be sex-linked, etc.) rather than suggesting mechanisms.

Darwin's initial model of heredity was adopted by, and then heavily modified by, his cousin Francis Galton, who laid the framework for the biometric school of heredity. Galton rejected the aspects of Darwin's pangenesis model, which relied on acquired traits.

The inheritance of acquired traits was shown to have little basis in the 1880s when August Weismann cut the tails off many generations of mice and found that their offspring continued to develop tails.