El cáncer, una expresión de las alteraciones de los genes

El cáncer, es hoy en día una de las enfermedades que con mayor frecuencia afecta a los venezolanos y venezolanas de todas las edades. Esta enfermedad ocasiona que en el organismo se produzca un exceso de células conocidas como cancerígenas, cuyo crecimiento y división celular va más allá de los límites normales, produciendo la invasión del tejido circundante lo que se denomina metástasis.

Es una enfermedad producida por alteraciones en la división celular relacionada tanto con la información genética, como por la acción de agentes carcinógenos, tales como la radiación ionizante, la ultravioleta, la acción de productos químicos procedentes de la industria; por el humo del tabaco, por la contaminación en general y por agentes infecciosos. Aunque en el genoma existe la información genética que pudiera expresarse para producir cáncer, no es posible pensar en una causa única para esta enfermedad, sino más bien es el resultado final de la interacción de múltiples factores.

El cáncer puede afectar incluso a los fetos, pero el riesgo se incrementa con la edad. Muchos cánceres pueden ser tratados y algunos curados, dependiendo del tipo, la localización y la etapa o estado en el que se encuentre al diagnosticarlo. Una vez detectado, se trata con la combinación apropiada de cirugía, quimioterapia y radioterapia. La clasificación histológica y la presencia de marcadores moleculares específicos pueden ser también útiles en el diagnóstico, así como para determinar tratamientos individuales.




Existen genes que son más susceptibles a sufrir mutaciones y pueden desencadenar un cáncer. Esos genes, cuando están en su estado normal, se llaman proto-oncogenes, y cuando están mutados se llaman oncogenes. Estos genes suelen codificar a los receptores de factores de crecimiento, de manera que la mutación genética hace que los receptores producidos estén permanentemente activados y produzcan factores de crecimiento en exceso y sin control. El cáncer se clasifica según el tejido donde se originan las células cancerosas. Un diagnóstico definitivo requiere un examen histológico, aunque las primeras señales de la existencia de cáncer son posibles a partir de los síntomas y de las imágenes que se obtienen en las radiografías

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Papel de las celulas madres en diferenciación celular

El proceso de formación de nuevas células es posible debido a la existencia de cierto tipo de células llamadas "células madres" o "células progenitoras", que tienen la capacidad de generar uno o más tipos de células diferentes. Ellas se caracterizan porque no se diferenciaron completamente y se pueden dividir indefinidamente, sin embargo, pueden diferenciarse en uno o más tipos y se encuentran tanto en embriones como en los organismos adultos.

En los mamíferos solamente el cigoto y las células embrionarias jóvenes son totipotentes, es decir, pueden dar origen o todos los tipos de células de un organismo adulto; mientras que en las plantas, todas las células que forman parte de las regiones meristemáticas son totipotentes a lo largo de su vida. Los avances científicos más recientes han permitido introducir células animales diferenciadas para que puedan ser totipotentes.




Las "células madres embrionarias", provienen del cigoto y pueden dar origen a todas las células del organismo, así como a las estructuras necesarias para llevar a cabo la formación del embrión, la placenta, el cordón umbilical, por lo que se le consideran totipotentes. Las células derivadas de la blástula, en cambio, son pluripotenciales ya que tienen la capacidad de dar origen a los diferentes tipos celulares presentes en el organismo.

 En la inmensa mayoría de los organismos pluricelulares las células son diferentes, y como ya se ha dicho anteriormente, se derivan de una sola célula inicial o cigoto después de la fecundación, debido a la diferenciación celular que hace posible que una célula no especializada de lugar a los diferentes tipos de células que forman el cuerpo, por ejemplo, células musculares, células del hígado, células del sistema nervioso, entre muchas otras.

La diferenciación celular, produce modificaciones en la expresión de los genes de las células, lo que permite adquirir la morfología y las funciones de un tipo específico de células que las hace diferente a las otras células del organismo. Durante este proceso, ciertos genes se expresan mientras que otros se reprimen. Ello ocurre gracias a distintos mecanismos de regulación de la expresión genética de las células, así, en cada célula diferenciada se expresarán ciertos genes y adquirirá determinadas funciones.

Un dato interesante

En la citopatologia, es decir, en el estudio de las células asociadas a enfermedades, la diferenciación celular se utiliza como una medida para conocer la progresión del cáncer.

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Genes implicados en el desarrollo de las plantas

Al igual que en los organismos del Reino Animalia, los organismos del Reino Plantae poseen la información necesaria para la diferenciación y especialización en los genes; y en el estudio del desarrollo de las plantas también se utilizan "modelos".

Dos ejemplos de modelos de plantas son la Arabidopsis thaliana y Solanum lycopersicum (comúnmente conocida como planta de tomate). Estas plantas se utilizan para descifrar las funciones de los genes de su genoma.

Frutos de una planta de tomate (Solanum)

La Arabidopsis thalianaes una planta que tiene aproximadamente 30 cm de altura, pertenece a la familia de las crucíferas, al igual que el rábano, la coliflor, la pimienta blanca y la pimienta negra y se encuentra en diferentes partes del planeta a excepción de América del Sur. Es una planta que se autofecunda sin la intervención humana, cada planta puede producir hasta 10.000 semillas, y su genoma haploide es pequeño.

Para llegar a conocer cuáles genes intervienen y controlan el desarrollo embrionario de ésta y otras especies de plantas, los investigadores e investigadoras han analizado aquellas plantas que presentan alguna mutación que alteran su desarrollo en algún aspecto específico.




Para ellos se ha estudiado el desarrollo embrionario de esta especie, conjuntamente con el análisis de su genoma. Para la década de los noventa ya se habían identificado 19 genes, por ejemplo, el gen mutante GNOM(GN) que provoca una elongación insuficiente del cigoto; el gen mutante GURKE (GK) que ocasiona la ausencia de cotiledones y el meristemo apical y el gen Monopteros (MP) que ocasiona la ausencia de raíces, entre otros. 

Tanto en la especie Arabidopsis thaliana como en Solanum lycopersicum se han identificado a los genes WOX4 como responsables del control en el desarrollo de los haces vasculares de la raíz y en el brote de los órganos laterales.

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¿Cómo ocurre el proceso de diferenciación en las plantas?

Desde el punto de vista del desarrollo, todas las plantas con semillas muestran el mismo plan básico de estructura y sus etapas tempranas de crecimiento son parecidas. El proceso comienza con la fecundación de la oosfera, es decir, la célula sexual femenina y luego con la formación del cigoto, la primera célula de la planta que se transformará gradualmente hasta llegar a ser un organismo adulto.

En los primeros estadios, todas las células del embrión tienen la capacidad de realizar la división celular. Llega un momento en que empiezan a transformarse y a especializarse en tejidos y estos en órganos, es decir, empiezan a diferenciarse. Sin embargo, algunas partes del embrión no se diferencian y sus células mantienen la capacidad de dividirse. Estas partes en las plantas se llaman regiones meristemáticas y sus genes tienen la información necesaria que permite la diferenciación y especialización celular durante el desarrollo.

Durante el proceso de diferenciación, el embrión adopta una forma específica donde se puede reconocer un eje y a cada lado unos apéndices. Las células del embrión que se desarrollan en uno de los extremos del eje, son pequeñas y gruesas y formarán el vástago o parte superior de la planta. Las células del embrión que se desarrollan en el extremo opuesto del eje, se caracterizan porque son grandes y formarán la raíz. Los apéndices se corresponden con los cotiledones. Los cambios que se producen en cada célula afectan el contenido celular y la estructura de la pared celular, inclusive, afecta las relaciones entre células vecinas (espacios entre células o crecimiento diferencial de unas respecto a otras).




Al llegar al estado adulto, la planta está formada por tejidos diferenciados y tejidos no diferenciados, llamados meristemáticos. Cada uno de los tejidos diferenciados tiene una función específica, por ejemplo, el xilema y el floema que están a lo largo de toda la planta y permiten el transporte de agua y nutrientes, respectivamente; el parénquima está en las hojas y sirve de soporte y la cutícula que tiene la función de protección. Los tejidos meristemáticos se encuentran en varios sitios: en el extremo superior de la planta está el meristemo apical, que permite el alargamiento del tallo; en el extremo inferior de la planta está el meristemo radical, que permite el alargamiento de la raíz; también existen dentro de los tejidos que crecen hacia los lados, para dar grosor al tallo; alrededor de sus órganos, en las axilas de las hojas, entre otras partes.

Es importante resaltar que las células adultas, aunque hayan alcanzado la especialización pueden recobrar su actividad meristemática, es decir se pueden des-diferenciar siempre y cuando el protoplasto de la célula no tenga una modificación muy profunda. Esta habilidad que tienen las células diferenciadas para generar nuevos tipos celulares se denomina totipotencia, porque tienen un programa genético que es capaz de crear un individuo completo.

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¿Cómo los genes controlan el comportamiento celular?

El control es posible a través de las proteínas que se codifican debido a la información  que tienen los genes, por ejemplo, existen proteínas receptoras, factores de crecimiento, proteínas de señalización intracelular y proteínas que regulan a otros genes. Muchos de estos genes, especialmente los que codifican a las proteínas receptoras y moléculas de señalización, se utilizan a lo largo de toda la vida porque las células se mantienen informadas a través de las proteínas que codifican sus respectivos genes.

De esta manera, se estudian diferentes organismos y sistemas de desarrollo, con la intención de comprender las características básicas de este proceso, ya que hay principios generales que se aplican a todos los animales. En tal sentido, los estudios se han centrado en un número relativamente pequeño de organismos, a los que se llaman "modelos", y sobre los que hoy existe un profundo conocimiento de su genética del desarrollo.

 Algunos animales considerados como modelos son: los erizos de mar, la rana del género laevis, el ratón (Mus musculis), el pollo (Gallus gallus) y el pez cebra (Daniorerio). En los invertebrados la mosca de la fruta (O. melanogaster) y el gusano nemátodo (C. elegans). Parecería que, una vez que la evolución encuentra un camino satisfactorio mediante el establecimiento de un patrón corporal en los animales, éste se repite en otros, utilizando los mismos mecanismos y moléculas, salvo con algunas modificaciones.

A partir del estudio genético de la Drosophyla que presentan alteraciones en su cuerpo, es decir, mutaciones, se han identificado genes que son responsables de la formación de esas estructuras. Estas mutaciones son: la mutación Bithorax, que se caracteriza porque la mosca presenta un par de alas donde debería estar el balancín o halterio, que es el órgano de equilibrio ubicado sobre el tercer segmento torácico, y la mutación Antennapedia que se caracteriza porque la mosca tiene un par de patas en el sitio donde se deberían encontrar sus antenas, es decir, éstas se ha transformado en patas.




Para llegar a identificar cuáles eran los genes responsables de ambos tipos de mutaciones y cómo ellos actúan, los investigadores e investigadoras han estudiado el desarrollo embrionario de estas moscas, conjuntamente con el análisis de su genoma. Gracias a sus trabajos han llegado a concluir que cada uno de los segmentos que posee a lo largo del cuerpo de la larva, es decir una de las etapas de su vida, tiene un patrón de formación bien definido. Durante el proceso de diferenciación cada segmento se desarrolla y es diferente al resto. Esta diferencia se logra por la actuación de genes reguladores que controlan la identidad de cada segmento y se les denomina genes homeóticos, ahora denominados genes Hox. Ese gen controla la actividad de otros genes y se necesita para mantener la expresión genética.

Es importante resaltar que este mismo tipo de gen ha sido descubierto prácticamente en todos los animales y controla la actividad del eje antero posterior, es decir, el eje que va desde la cabeza a la cola del animal.

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¿Que tan caliente es Venus?

Aunque venus es el segundo planeta desde el sol, es el más caliente del sistema solar. La razón por la que Venus es más caliente que incluso Mercurio no es debido a su ubicación, sino debido a su atmósfera que posee una gruesa y densa capa de nubes.

Venus es el planeta más parecido a la Tierra en cuanto a tamaño y masa, pero su atmósfera provoca grandes diferencias en las temperaturas de ambos planetas. La distancia desde el sol a venus desempeña solamente un papel muy pequeño en la causa de su elevada ola de calor.

La atmósfera de Venus se compone casi en su totalidad de dióxido de carbono, con pequeñas porciones de nitrógeno. Gran parte del hidrógeno se evaporó muy temprano durante la formación de Venus, dejando una atmósfera espesa en todo el planeta. En la superficie del planeta venus, la atmósfera presiona tan fuerte como si estuviéramos en el océano a 900 metros bajo el agua en el planeta Tierra.


La temperatura promedio en Venus es de 462 grados centígrados. La temperatura cambia ligeramente viajando a través de su atmósfera, enfriándose cada vez más mientras nos alejamos de la superficie. El plomo se derretiría en la superficie del planeta fácilmente, ya que su punto de fusión es de 327 grados celcius y la temperatura promedio de la superficie de venus es de aproximadamente 467 grados celcius.
La temperatura es mucho más frías en las capas mas externas de la atmósfera, que van de menos 43 grados Celcius a menos 173 grados Celcius.

Las temperaturas en Venus permanecen constante con el tiempo. Por una parte, el planeta toma 243 días terrestres en girar una vez sobre su eje (y gira al contrario que los demás planetas, por lo tanto, en Venus, el sol se levanta en el oeste y se pone en el este). Las noches en Venus son tan calientes como los días debido a que su atmósfera atrapa el calor y no lo deja salir. 

La superficie de venus puede derretir inmediatamente al plomo y otros metales

Por otro lado Venus tiene una inclinación muy pequeña de tan sólo 3,39 grados con respecto al sol, en comparación con los 23,4 grados que tiene la Tierra. En nuestro planeta, es la inclinación la que nos proporciona el cambio de clima en las estaciones; El hemisferio inclinado más cerca del sol siente el calor de la primavera y el verano. La falta de inclinación implica que incluso si Venus se deshace de su atmósfera caliente, igualmente se sentirían temperaturas invariables durante todo el año.

La falta de una inclinación significativa provoca sólo pequeñas variaciones de temperatura desde el ecuador hasta los polos.

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