La citogenética es la disciplina de la genética que estudia los cromosomas desde una perspectiva estructural, numérica, funcional y hereditaria. Su objeto de estudio comprende la organización de los cromosomas, su comportamiento durante la mitosis y la meiosis, su transmisión entre generaciones y las modificaciones cromosómicas que pueden alterar el desarrollo y el fenotipo. Por esta razón, la citogenética constituye un punto de conexión entre la biología celular, la genética y la medicina, ya que permite relacionar determinadas alteraciones en el número o en la estructura de los cromosomas con enfermedades humanas. La literatura histórica especializada sitúa el nacimiento de la citogenética humana moderna en 1956, debido a que en ese año se estableció de manera correcta el número cromosómico diploide de la especie humana.
Sin embargo, afirmar que la citogenética humana comenzó literalmente en 1956 requiere una precisión histórica. Las observaciones microscópicas de cromosomas humanos se habían realizado desde finales del siglo XIX. El problema fundamental consistía en que las preparaciones cromosómicas disponibles en aquella época no permitían separar e identificar adecuadamente todos los cromosomas presentes en una célula. Durante las primeras décadas del siglo XX se publicaron numerosos recuentos cromosómicos humanos, pero existía una considerable incertidumbre. A finales del siglo XIX se habían comunicado cifras que oscilaban aproximadamente entre 16 y 38 cromosomas, y posteriormente se consolidó progresivamente la interpretación de que las células humanas poseían 48 cromosomas. Esta cifra permaneció ampliamente aceptada durante más de 30 años, a pesar de que algunas observaciones individuales ya sugerían que determinadas células podían contener solamente 46 cromosomas.
La dificultad para establecer el número verdadero de cromosomas no era simplemente consecuencia de errores de observación. Los cromosomas son estructuras altamente condensadas durante determinadas etapas de la división celular y, cuando se encuentran agrupados o superpuestos en una preparación microscópica, varios cromosomas pueden parecer una única estructura. Por consiguiente, el recuento cromosómico depende de manera crítica de la calidad de la preparación citológica. El desarrollo de procedimientos capaces de detener las células durante la metafase, dispersar físicamente los cromosomas y producir preparaciones microscópicas en las que cada cromosoma pudiera distinguirse individualmente fue fundamental para resolver el problema.
Un avance particularmente importante ocurrió durante la década de 1950 con el perfeccionamiento del cultivo celular y de las técnicas para obtener cromosomas metafásicos. El empleo de colchicina permitió aumentar la proporción de células detenidas en metafase, etapa en la que los cromosomas alcanzan un elevado grado de condensación y pueden observarse con relativa claridad. A ello se añadió el tratamiento con una solución hipotónica, que provoca la entrada de agua en las células y favorece la separación de los cromosomas antes de su fijación. La combinación de estos procedimientos permitió obtener preparaciones en las que los cromosomas estaban suficientemente separados para realizar recuentos fiables. La importancia de estas modificaciones metodológicas explica por qué el establecimiento del número cromosómico correcto fue tanto un descubrimiento biológico como un resultado del progreso tecnológico de la citología experimental.
En este contexto, Joe Hin Tjio y Albert Levan realizaron el trabajo decisivo en el laboratorio de Albert Levan, en el Institute of Genetics de la University of Lund, en Suecia. Sus investigaciones utilizaron células embrionarias humanas cultivadas y procedimientos que permitieron obtener preparaciones cromosómicas considerablemente mejores que las disponibles anteriormente. En diciembre de 1955 consiguieron establecer que el número diploide humano era 46, resultado que fue publicado en 1956. Por tanto, aunque suele afirmarse que el descubrimiento ocurrió en 1956, existe una distinción cronológica importante: la observación decisiva se realizó en 1955 y su publicación científica apareció en 1956.
El artículo original, titulado The chromosome number of man, fue publicado en Hereditasen 1956 y ocupó las páginas 1 a 6 del volumen 42. En él se estableció que las células humanas normales poseían un número diploide de 46 cromosomas, es decir, 23 pares cromosómicos. Este resultado sustituyó la cifra de 48 cromosomas que había dominado la citogenética humana durante décadas. La importancia del trabajo no residió únicamente en modificar una cifra: estableció una referencia cromosómica normal contra la cual posteriormente pudieron identificarse pérdidas, ganancias y reorganizaciones de cromosomas.
El resultado obtenido por Tjio y Levan fue confirmado independientemente durante el mismo año por Charles E. Ford y John L. Hamerton. Su investigación, publicada en Nature, analizó cromosomas humanos y proporcionó una confirmación independiente del número de 46. Esta confirmación fue especialmente importante desde el punto de vista científico porque redujo la posibilidad de que el nuevo recuento fuese consecuencia de una particularidad de la preparación experimental utilizada por Tjio y Levan. La convergencia de resultados procedentes de diferentes investigadores constituyó una evidencia decisiva para establecer el número cromosómico humano como 2n = 46.
La expresión 2n = 46 posee un significado biológico preciso. El símbolo n representa el número de cromosomas de un conjunto haploide, mientras que 2n representa el número cromosómico de una célula diploide. En las células somáticas humanas normales, el número diploide es 46, mientras que los gametos normales contienen 23 cromosomas. La reducción de 46 a 23 durante la meiosis es esencial para que, después de la fecundación, la unión de un gameto materno y uno paterno restablezca el número diploide de 46cromosomas en el cigoto. De esta manera, el establecimiento correcto del número cromosómico no solamente permitió contar estructuras microscópicas, sino también proporcionó una base cuantitativa para comprender la continuidad cromosómica durante la reproducción humana.
Los 46 cromosomas de una célula somática humana se organizan convencionalmente en 23 pares. De estos pares, 22 corresponden a autosomas y el par restante corresponde a los cromosomas sexuales. En términos citogenéticos convencionales, un individuo con complemento cromosómico femenino típico posee 46,XX, mientras que un individuo con complemento cromosómico masculino típico posee 46,XY. Esta organización refleja que cada individuo recibe un conjunto cromosómico de origen materno y otro de origen paterno. El establecimiento del número 46 hizo posible posteriormente definir con precisión las alteraciones numéricas de este complemento, como las trisomías y las monosomías.
La relevancia de este descubrimiento se hizo todavía más evidente pocos años después. Una vez establecido el complemento cromosómico normal, los investigadores pudieron determinar si determinadas enfermedades estaban asociadas con la presencia de cromosomas adicionales, cromosomas ausentes o modificaciones estructurales. En 1959 se produjo un avance fundamental cuando se demostró que el síndrome de Down estaba asociado con la presencia de una copia adicional del cromosoma 21, estableciéndose así la relación entre una alteración cromosómica numérica y una enfermedad humana. Durante ese mismo periodo también se identificaron alteraciones cromosómicas relacionadas con el síndrome de Turner y el síndrome de Klinefelter.
La importancia de la determinación de 46 también se relaciona con la posterior construcción de una nomenclatura cromosómica normalizada. Una vez que se aceptó que el complemento cromosómico humano estaba constituido por 46 cromosomas, fue necesario desarrollar criterios reproducibles para identificarlos individualmente. En 1960 se propuso un sistema estandarizado de nomenclatura de los cromosomas mitóticos humanos, con el propósito de disminuir la confusión provocada por la existencia de diferentes sistemas de clasificación. Posteriormente, las conferencias internacionales de Denver, Londres y Chicago contribuyeron a perfeccionar la clasificación y nomenclatura cromosómicas.
Por ello, el año 1956 representa un punto de inflexión y no el inicio absoluto de todas las observaciones relacionadas con los cromosomas humanos. Antes de ese año ya existían conocimientos considerables sobre cromosomas, división celular y herencia, pero faltaba un dato fundamental: el número cromosómico humano correcto. La determinación de 46proporcionó el estándar cuantitativo que permitió transformar la observación cromosómica en una disciplina diagnóstica y experimental mucho más precisa. La citogenética humana moderna surgió, por tanto, de la convergencia entre conocimientos previos de biología celular y avances técnicos en cultivo celular, detención mitótica, tratamiento hipotónico, fijación y microscopía cromosómica.
Desde una perspectiva histórica, también es importante comprender por qué la cifra errónea de 48 pudo mantenerse durante tanto tiempo. Las primeras preparaciones cromosómicas presentaban cromosomas densamente agrupados y con frecuencia superpuestos. Además, los investigadores dependían principalmente de células que se encontraban espontáneamente en división, lo que limitaba la cantidad y la calidad de las metafases disponibles para el análisis. Las mejoras introducidas durante la década de 1950 modificaron radicalmente esta situación. El cultivo de células humanas proporcionó una fuente experimental más controlable, mientras que la acumulación de células en metafase y la utilización de soluciones hipotónicas mejoraron la separación cromosómica. El descubrimiento de 46 fue, en consecuencia, la consecuencia de disponer finalmente de preparaciones que permitían observar aquello que las técnicas anteriores ocultaban.
La historia demuestra además un principio general de la investigación científica: una observación ampliamente aceptada puede permanecer vigente durante décadas si las limitaciones metodológicas impiden obtener una observación suficientemente precisa que la contradiga. En el caso de la citogenética humana, el número 48 había sido respaldado por numerosos estudios previos, pero el desarrollo de mejores procedimientos experimentales permitió demostrar que aquella interpretación era incorrecta. La determinación de 46 no fue simplemente una corrección aritmética, sino una demostración de que la calidad de la metodología puede modificar profundamente la interpretación de una característica biológica fundamental.
En consecuencia, la afirmación de que 1956 constituye el año de nacimiento de la citogenética humana moderna está científicamente justificada siempre que se interprete en sentido histórico y no como una afirmación de que antes de ese año no existieran investigaciones sobre cromosomas humanos. El acontecimiento determinante fue la publicación del número cromosómico humano correcto, 46, por Tjio y Levan, seguida de su confirmación independiente por Ford y Hamerton. A partir de ese momento fue posible establecer una definición precisa del complemento cromosómico humano normal y utilizarla como referencia para investigar anomalías cromosómicas.
Así, la importancia de 1956 puede resumirse en una secuencia científica claramente definida: primero, se mejoraron las técnicas para obtener cromosomas humanos adecuadamente separados; posteriormente, se determinó que el complemento diploide humano normal contiene 46 cromosomas; después, el resultado fue confirmado independientemente; finalmente, este conocimiento permitió reconocer alteraciones cromosómicas asociadas con enfermedades y establecer sistemas normalizados para identificar y describir los cromosomas. La citogenética pasó de intentar establecer cuántos cromosomas poseía el ser humano a investigar cómo las variaciones cromosómicas afectan la salud, el desarrollo, la reproducción y la evolución.
FUENTE Y BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA:
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