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Genética
de la Conducta
coNcEpro or crxÉncA DE LA coNDUcrA
GINETICA MENDELIANA DE LA CONDUCTA
Conducta Humana
Obesidad
Lenguaje
Modelos Animales
Narcolepsia
Cenética Mendeliana de la Conducta: Base
Neurobiológica
Serotonina
Dopamina
crruÉncR cuANTrrATrvA DE LA coNDUcrA
Concepto de Heredabilidad
Genética Cuantitativa de la Conducta Humana
lnteligencia
Psicopatología
RNomnlíAs cRoMosórrlrcns y coN D ucrA
HUMANA
Alteraciones en el Número de Cromosomas
Poliploidías
Aneuploidías
Monosomías
Trisomías
Cromosomas Sexuales
Cromosomas Sexuales, Sexo y
Cromatina de Barr
Trisomías Autosómicas
Par 21: el Síndrome de Down
Alteraciones Estructurales de los Cromosomas
Deleciones e Imprintin g Cenómico
Traslocaciones
lnversiones
Duplicaciones
CONCEPTO DE^ CENÉTICA^ DE^ LA CONDUCTA
Cuando Mendel descubrió^ las^ leyes^ que^ llevan^ su
nombre demostró que^ la^ verdadera herencia que^ cada
progenitor trasmite a sus^ hijos^ es^ una^ dotación^ genética
completa, un juego completo de^ genes^ -de los^ dos
juegos que posee cada individuo^ en^ tanto que^ miembro
de una especie diploide.^ Por^ su^ parte,^ Darwin^ cayó^ en
la cuenta de que la^ conducta^ es^ un^ factor^ importante
para la adaptación, medida^ por el éxito^ reproductivo;
efectivamente, la conducta^ es^ variable^ y^ heredable,^ el
menos hasta un cierto^ punto, como^ lo^ demuestra^ el
éxito en la crianza selectiva^ de^ perros:^ es^ claro^ que^ la
proliferación de razas de perros^ claramente diferencia-
das tanto por^ su^ tamaño^ y^ aspecto^ como por^ su^ con-
ducta tiene su^ explicación en la variabilidad^ genética
existente en la especie Canis^ lupus; lo^ más^ probable^ es
que la explicación de^ todas^ las^ diferencias^ entre perros
y lobos sea de tipo^ comportamental,^ puesto^ que la di-
ferencia esencial entre los^ perros^ y^ los demás cánidos
tiene que ver^ con^ la^ capacidad de^ los perros para^ con-
vivir pacífica y productivamente con^ los humanos^ (en
esto consiste la domesticación),^ cosa^ que^ no^ cabe^ es-
perar de lobos, chacales, etc. Al^ parecer los^ híbridos^ de
lobos y^ perros^ son^ fértiles, lo^ que apunta^ a^ que^ no^ se
ha completado el^ proceso^ de^ especiación.^ Experiencias
rusas en la crianza selectiva^ de^ zorros^ demuestra que
es posible^ producir individuos^ manejables (que^ ni^ hu-
yen ni^ atacan^ al^ hombre cuando^ éste se^ acerca)^ en^ un
período corto de tiemPo.
La teoría sintética^ de la^ evolución^ o^ neodarwinismo
explica la evolución por^ selección natural^ como^ un
cambio en las frecuencias alélicas^ de la^ población'^ En-
tonces, la cría selectiva que^ implicó^ Ia^ domesticación
clel lobo hasta convertirlo en^ perro¡ supuso^ un cambio
en las^ frecuencias^ de^ determinados alelos, cambio^ ge-
nético que,^ supuestamente,^ explica^ las notables dife-
rencias en^ la^ conducta^ de una y otra^ especie'^ Debemos
aceptar, pues,^ que^ ra^ conducta^ es^ un fenotipo bajo^ el
cual subyace un^ genotipo^ que^ la^ explica^ (en mayor^ o
menor medida dependiendo^ de^ cómo^ sea Ia^ interacción
de esos genes con el ambiente).^ Igual^ que^ la^ diferencia
de genoiipos en los guisantes de^ Mendel explicaba^ las
difJrencias de^ color^ o^ textura de^ las^ semillas,^ una^ dife-
rencia en^ Ios^ genotipos^ de^ lobos^ y^ perros debería^ ex-
olicar las^ diferencias^ entre^ ellos, tanto^ en^ apariencia^ fí-
sica como en conducta' Lo^ realmente^ difícil^ en^ este
caso, y en todo^ lo^ que^ tiene^ que ver^ con^ la^ explicación
senética de la^ conducta,^ es^ definir^ el^ fenotipo:^ Mendel
io tuvo fácil con^ los guisantes,^ puesto que^ el color,^ la
textura, etc. son rasgos^ discretos,^ fijos y fácilmente ob-
servables por cualquiera (objetivos),^ mientras^ que^ Ia
conducta es^ algo^ continuo,^ variable^ y^ difícil^ de^ definir
objetivamente
-ambiguo
en la medida en que^ cada
observaclor podría dar una interpretación distinta^ del
comportamiento observado.
No cabe la menor duda de que hay una^ relación
muy estrecha entre la genética^ molecular^ (estudio^ del
material genético o^ ADN^ de^ los cromosomas^ y^ de^ los
mecanismos bioquímicos que^ explican^ la^ expresión^ de
la información contenida en^ ese^ ADN),^ genética^ men-
deliana y^ teoría sintética de^ la^ evolución:^ efectivamente
hoy por hoy^ sabemos de qué están hechos^ y cómo fun-
cionan Ios genes^ cuyos efectos^ y^ modo^ de^ trasmisión
Mendel describió, y^ cómo aquellos^ que favorecen^ el
éxito reproductivo de sus^ portadores^ se^ implantan^ en^ la
población mientras que los que proporcionan un^ ren-
dimiento inferior en^ términos reproductivos^ tienden
poco a poco a desparecer. Curiosamente, mucho^ antes
de oue los descubrimientos de Mendel fueran^ recono-
cidos por^ la^ sociedad,^ Calton^ (1822-1911), que,^ por
cierto, era^ primo de Darwin,^ basándose^ en^ los^ princi-
pios de^ la^ teoría de^ la^ evolución del propio Darwin,^ de-
dujo que^ todos^ los^ rasgos^ conductuales humanos^ de-
bían tener una base^ genética,^ resultado de la selección
natural y, con este^ ligero^ bagaje^ teórico^ (ligero en la^ me-
dicla en que ni^ siquiera^ Darwin^ era capaz de explicar
el orisen material de^ las^ diferencias^ heredables, sobre
las que, según é1, actúa la^ selección^ natural),^ hipotetizó
que la inteligencia humana^ tiene^ una^ base^ genética,^ y
Io demostró al^ comprobar que^ el^ grado de eminencia
intelectual de^ los^ familiares masculinos^ de^ personajes
eminentes era^ más^ probable cuanto^ mayor^ era^ el^ grado
de parentesco^ familiar^ (biológico) de^ esos^ individuos
eminentes con los^ familiares^ puestos a^ prueba: cuanto
mayor era el grado de^ parentesco¡^ mayor era la^ seme-
'"nort"^ ianza^ en eminencia intelectual.^ Por^ esto^ y^ por^ Ia
cantidad de investigaciones relacionadas^ que
desarrolló o^ estimuló,^ se^ le considera a^ Calton el^ fun-
dador de la^ Cenética de^ la Conductar
Estamos, pues,^ de^ acuerdo^ en que la conducta^ es
un fenotipo, pero explicar^ la^ influencia de^ los^ genes
sobre la conducta
-el
otro factor explicativo^ es,^ por
supuesto, el ambiente- exige^ rastrear^ todo el^ proceso/
que va desde el ADN de los gametos que^ se^ unen^ para
formar el cigoto (el^ nuevo^ ser^ vivo)^ hasta^ el^ rasgo fe-
notípico conductual^ cuya^ base^ genética queremos^ de-
mostrar. Vamos^ a^ tratar^ de ilustrar^ las estrategias^ utili-
zadas por^ los investigadores para demostrar, prlmero/
que una conducta tiéne^ una^ base^ genética,^ segundo,
si esa base genética^ es^ mendeliana o monoEénica^ (de-
terminada (^) [ot ,n^ único^ gen:^ Genética Mendeliana^ de
la Conducta) o, lo^ más^ frecuente, si^ es^ poligénica^ (in-
rCalton (^) también es el fundador de la Eugenesia, de infausta me- moria porque en ella se^ fundamentaron el^ racismo^ y^ la^ esterilización de los deficientes durante la primera mitad del siglo^ xx'
FUNDAM ENTOS DE PSICOBIOLOGÍA
no son capaces de^ metabolizar^ la^ fenilalanina^ a^ tirosina,
porque la enzima fenilalanina-hidroxilasa^
-una
prote-
ína formada por 451^ aminoácidos-^ que producen^ estos
sujetos es defectuosa: en^ realidad^ se^ trata de una muta-
ción puntual que hace que^ la^ enzima producida^ por^ es-
tos pacientes tenga triptófano en^ Ia^ posición 408^ en^ vez
de arginina2. El hecho de que^ la^ acumulación^ de^ fenila-
lanina sólo se produzca después del nacimiento^ se^ debe
a que la^ fenilalanina fetal^ atraviesa la placenta^ y^ es^ me-
tabolizada por^ la madre; por^ eso^ estos^ niños tienen^ un
fenotipo normal al^ nacer^ y^ es^ preciso realizar con^ ellos
pruebas bioquímicas para^ saber^ si padecen la^ enferme'
dad: una dieta carente de^ fenilalanina mantenida^ hasta
después de la adolescencia consigue^ que^ se^ puedan
desarrollar normalmente, sin daño cerebral, evitándose
el deterioro intelectu¿1.
La fenilcetonuria es una enfermedad recesiva^ porque
los heterocigóticos producen los dos tipos de^ enzima,
la defectuosa y^ la normal, la mitad^ de^ cada, pero^ afor-
tunadamente, la^ fenilalanina-hidroxilasa^ normal^ es su-
ficiente oara metabolizar^ la^ fenilalanina^ Io suficiente-
mente rápido como para^ que no ocurra^ acumulación^ ni
daño cerebral.^ Sin^ embargo,^ son^ portadores porque por-
tan una copia del^ alelo^ recesivo^ que^ pueden^ transmitir
a sus descendientes con^ una^ probabilidad del^50 o/o^ (ver
Cuadro 3.1).
Otro ejemplo de defecto monogénico^ asociado^ a
subnormalidad es el llamado síndrome^ de X^ frágil;^ de
hecho, el síndrome de X^ frágil^ es^ la^ segunda causa de
subnormalidad moderada en varones, sólo^ por^ detrás
del síndrome de Down. Es dos veces^ más^ frecuente^ en
varones que en mujeres (1 de cada 1250 varones^ por^1
de cada 2500 mujeres), cosa^ lógica^ si^ tenemos^ en
cuenta que^ se trata de una^ alteración^ genética asociada
al cromosoma X^ (se^ trata de una enfermedad^ genética
Iigada al sexo). Además de un^ Cl^ moderadamente^ bajo,
tres cuartas partes^ de los^ varones que presentan^ X^ frágil
adoptan algunas conductas características: alteraciones
de la expresión hablada (habla repetitiva^ y/o^ desorga-
nizada), aversión a^ mantener la^ mirada...
Citológicamente, el^ síndrome^ de^ X^ frágil^ se^ mani-
fiesta por^ una rotura^ o^ estrechamiento^ en la^ posición
a27.3 ñer más adelante) del^ cromosoma^ X.^ La^ causa
de las alteraciones comportamentales^ parece^ ser^ la mu-
CUADRO 3.1. La^ ley de Hardy-Weinberg^ y^ la^ fenilcetonuria
La ley de Hardy-Weinberg^ establece^ una relación^ mate-
mática entre frecuencias alélicas^ y^ frecuencias genotípicas
según la fórmula (p^ +^ q)'?=^ p2^ +^ q2^ + 2pq^ = 1, donde p^ y^ q
representan las frecuencias alélicas^ del alelo dominante^ y del alelo recesivo, respectivamente,^ mientras^ que^ p2^ designa la frecuencia del genotipo homocigótico dominante,^ q2 la
del genotipo homocigótico recesivo^ y^ 2pq^ la^ del^ heteroci-
goto. Sabiendo que^ la^ frecuencia^ del^ genotipo homocigótico para el alelo que produce la enfermedad^ (homocigótico^ re- cesivo) es de 1/10000 (es^ la frecuencia^ con^ que aparece^ la enfermedad en la población; estamos^ dando por^ supuesto que (^) la frecuencia de mutación de este gen es despreciable a la hora de explicar la aparición de^ homocigóticos^ recesivos), la fórmula de Hardy-Weinberg nos está^ indicando que^ la^ fre-
cuencia del alelo de la fenilcetonuria, -llamémosle f^ - es^ de
0.01, resultado de la raíz cuadrada de^ 1/1^ 0000.^ A^ partir^ de aquí y^ siguiendo con^ la^ fórmula,^ averiguamos^ que^ la^ frecuen- cia de p (del^ alelo^ F)^ es^ de^ 0.99:^ si^ p + q^ =^ l,^ entonces,
P + 0.01^ -^ 1¡1'0.01^ = 0.99^ =^ P'
El siguiente paso^ es^ tratar^ de^ conocer^ los valores^ de^ p'^ y
2pq, las frecuencias^ de^ los genotipos^ homocigótico domi-
nante y^ heterocigótico^ , FF,^ y^ Ff^ , respectivamente.^ Para la^ fre- cuencia de^ FF^ basta^ con calcular el cuadrado^ de^ p;
p, (^) = 0.992 = 0..
Por lo que respecta a la frecuencia del genotipo^ Fl^ su^ va-
lor será el de 2pq.
2pq=2 x 0.99 x 0.01 = 0.0198;
Habría sido suficiente resolver^ la^ ecuación
1=0.980i +q;
Q = 1-^ 0'9801^ -^ 0'0198;
Lo esencial de estos^ cálculos^ es^ su^ interpretación:^ e/^ he- cho de que la frecuencia del^ genotipo^ Ff^ sea^ de 0.0198 im- plica que prácticamente una persona de cada^50 tiene^ ese
genotipo (casi el^ 2%^ de^ la^ población)^ y,^ por^ tanto, una^ de
cada 50 personas^ es^ portadora del alelo^ de^ la fenilcetonu'
(^2) No es esta mutación la única, ya que se han detectado más va- riantes de la fenilalanina-hidroxilasa con^ diferentes^ capacidades^ para metabolizar la^ fenilalanina,^ con lo que el daño^ puede^ variar de^ unos sujetos a otros.
GENÉTICA DE LA CONDUCTA
,.:ión de un gen que^ se^ expresa^ en el tej ido cerebral.
.:a mutación consiste en un aumento espectacular en
. número de repeticiones del triplete CCC: mientras
- e^ en^ sujetos normales^ este^ triplete^ está^ repetido^ entre
54 veces, en sujetos que padecen el síndrome el
- (^) 'rero de repeticiones^ es^ de^ más de^200 veces^ (un nú-
'-,-ro de repeticiones intermedio, entre 55 y 200, no
--asiona el síndrome, pero, al^ parecer, en^ este^ caso,^ Ia
-rbabilidad de que el número de repeticiones (^) au-
':nte por mutación es muy grande). Esta excesiva re-
=.ición del^ triplete impide^ la^ trascripción^ del gen^ FMR-
\o (^) se conoce todavía la proteína codificada por este
- j^ r^ nerot--'^ investis,aciones realizadas^ en^ ratones^ en^ los
.e se bloquea el gen equivalente (lo^ que se describe
¡ el nombre de knockou\ ver cuadro 3.2) han de-
'-,strado que este gen participa en procesos de apren-
;ije, dado que su paralización @l knockout) produce
.rioro de aprendizaje en esos r¿lones.
\ pesar de que son numerosísimos los rasgos men-
. ianos descritos en la^ especie humana (OMIM;
.- :t:r'lwww.ncbi.nlm.nih.gov/omim/), en lo que se re-
:-e a la conducta no es fácil establecer la conexión
":cta entre un gen V un rasgo conductual definido, tal
'.n eripe la penética mendeliana. Máxime si [ene-
,s en cuenta, por una parte, que la conducta suele
: lr muy influida por el ambiente, y por (^) otra, que es
.olutamente natural el hecho de que cada gen afecte
rfluya sobre la expresión de otros genes (p/eioa'o-
. rro).^ De todas maneras,^ vamos a continuación a des-
' :tir algunas conductas bastante específicas cuya re-
, (^) -rón con la presencia de determinados alelos de -rn 8en parece^ ¿^ día^ de hoy^ demostrada.
r.5rii¿d
El primero de estos rasgos es el de un cierto tipo de
esidad atribuible al gen responsable de la produc-
,,n de leptina, una hornrona peptídica producida por
. adipocitos, que regula Ia ingesta actuando sobre re-
-rltores hipotalámicos: su efecto se atribuye a que po-
.'cia la señal de saciedad que la ingesta de comida
-rvoca, además de reducir el valor hedónico de la co-
' (^) cla. Téngase en cuenta que la cantidad de Ieptina cir-
- ante^ correlaciona^ con^ Ia masa^ de^ grasa^ corporal. En
s casos mejor descritos, la mutación consiste en una
=,eción de^ guanina en^ la^ posición 133^ que^ da^ lugar^ a
, 'a^ leptina incompleta^ y,^ en este caso, fisiológicamente
-lctiva. Hay otros casos donde probablemente la mu-
::ión da lugar a que no se sintetice ninguna forma de
.rrtina; el fenotipo sin embargo, sigue siendo idéntico.
:= acionado con la leptina existe otra forma de obesi-
.,cJ nrendeliana en la que el alelo mutante corresponde
: gen que codifica el receptor neuronal de leptina:
también se trata de una mutación oue determina un
truncamiento de la proteína receptora que anula su fun-
cionalidad. Hay otros muchos genes cuya mutación
ocasiona, bien en homocigosis (alelo^ recesivo) bien en
heterocigosis (dominante), obesidad. Sólo añadiremos
otro gen interesante relacionado con Ia alimentación,
el que codifica el receptor de melanocortina MCR4:
mutaciones que deterioran su funcionalidad van acom-
pañadas en los^ sujetos portadores, de hiperfagia y obe-
sidad, aunque no tan importantes como en Ios casos
descritos relacionados con la leptina (O'Rahilly^ er a/.
Lenguaje
Tal vez el ejemplo más interesante de rasgo mende-
liano humano sea el oue se describió en 2001 en la fa-
milia KE. Muchos de los miembros de esta familia del
reino unido presentaban^ una notable alteración en sus
capacidades lingüísticas unida a dificultades motoras
orofaciales que deterioran la articulación del lenguaje
(dispraxia verbal). Lo notable es que, tal como se puede
ver en el pedigrí de la Figura 3.2, este fenotipo es com-
patible con Ia acción de un alelo dominante. Estudios
moleculares complementarios demostraron que los in-
dividuos afectados, pero no los que no lo estaban, eran
portadores de una mutación sin sentido del gen cono-
cido como FOXP2 (es^ un gen como otros muchos que
codifica un factor de trascripción). El hecho de que
otras mutaciones observadas de este gen, concreta-
mente una mutación puntual^ sin sentido en otra familia
diferente, también ocasionara un fenotipo lingüístico
similar, no deja duda acerca de la relación entre geno-
tipo y fenotipo en este locus del gen FOXP2 (cromo-
soma 7q31). La importancia de este gen regulador es
evidente por cuanto relaciona de una manera directa
un rasgo específicamente humano y un gen, con lo que
esto implica a la hora de explicar la evolución de nues-
tra especie. Es sumamente interesante notar que este
gen FOXP2 no es privativo de Ia especie humano, dado
que se halla también en el genoma de las aves y todos
los mamíferos. Lo interesante en términos evolutivos
(ver Capítulo 4) es que sólo hay tres sustituciones de
aminoácidos de la proteína que codifica este gen, que
diferencien entre ratones y humanos, y sin (^) embargo
sólo .l entre ratones y primates no humanos (v.g.^ chim-
pancé); esto implica dos cosas: 1)que se trata de un
gen muy conservado filogenéticamente, es decir, some-
tido a selección estabilizadora; y 2) que ha sufrido una
evolución muy rápida muy tardíamente (según^ las esti-
maciones de los genetistas moleculares evolutivos, no
hace más de 200.000 años). Si a esto añadimos que^ en
Ia especie humana apenas hay variantes de este gen
GENÉTICA DE LA CONDUCTA
-' niclo^ operativamente,^ es^ decir, restringido^ a un tipo
^creto de conducta o proceso psicológico: agresivi-
.,r. aprendizaje, memoria a corto plazo, menroria a
.-=o plazo, etc., y donde se puede desentrañar hasta
: '€mos insospechados la influencia de alelos concre-
.' en Ia actualidad es posible descubrir mutaciones
.-¡ntáneas de genes específicos o inducirlas intencio-
..,;amente con el fin de explicar los principios genera-
:: clue rigen el comportamiento normal (ver cuadro
-. No conviene olvidar, sin embargo,^ que^ los^ genes
¿ctúan independientemente unos de otros, sino que,
- i^ al^ contrario,^ la^ funcionalidad^ de cada uno^ de^ ellos
: rende de^ la de otros muchos,^ en la^ medida en que
. rrroducto de uno puede^ ser el f.rctor clave para la ex-
=.rón de^ otro;^ recordenros^ que^ los^ genes reguladores
-;iiican proteínas^ que activan^ o^ inactivan^ la^ trascrip-
- rr^ de^ otros^ genes, de^ forma que^ la^ expresión^ de éstos
.:rende de Ia de aquéllos. Así que hemos de ser muy
,.clentes cuando decimos que un rasgo, sea conduc-
.. o fisiológico, depende de un gen: lo más que po-
-los afirnrar^ es^ que^ ese^ gen es^ un factor^ necesario
.'a Ia presencia de ese fenotipo en ese contexto con-
:.o: pudiera muy bien ocurrir que^ la^ intervención so-
- otros genes distintos tuviera el mismo efecto o bien,
-: la inactividad de un^ gen fuera^ compensada^ por^ Ia
.' :rresión^ incrementada de otro o, incluso, que una In- :'. ención ambiental supliera la inactividad de ese gen,
rro es el caso de Ia dieta baja en fenilalanina en el
,..o de la fenilcetonuria. Con estas precauciones in
:r¿e vamos a pasar a describir una serie de hechos
rcluctuales donde la influencia de genes concretos
...á demostrada ofreciendo,^ en la medida de lo posible,
. erplicación fisiológica.
.. cole¡tsiir
La narcolepsia es un trastorno relacionado con el
- (^) -, eño cuyo síntoma más prom inente y característico es
.. cataplejia, que es una pérdida súbita del tono mus-
-.lar con^ pérdida del^ equilibrio^ durante^ la^ vigilia.^ Cu-
rsamente, la cataplejia aparece con mayor frecuencia
. -^ situaciones estresantes o intensamente emotivas. Es
-r renlc^ ¡dem^ js^ ore^ eqloq n¿r^ ienles^ enlren^ d^ jrecta-
-'ente en la fase REM del sueño, también llamada fase
: sueño paradójico porque, aunque Ia persona está
, "oiundamente^ dormida, las ondas cerebrales son simi-
:res a las que aparecen normalmente durante la vigilia;
:lrgase en cuenta que^ las personas normales tardan
-.:ros 90 minutos desde que^ se^ duermen^ en^ entrar^ en
=sa fase REM.^ Es^ en^ esta fase^ de^ sueño^ REM^ cuando^ el
Ino muscular es más bajo y, por tanto, la inmovilidad
-rás completa: podría considerarse que la cataplej ia es
=i correlato motor normal del sueño^ REM.^ Tal^ vez^ uno
de los avances más^ importantes^ en^ el^ conocimiento^ de
Ias bases fisiológicas de esta enfermedad, poco fre-
cuente por otra parte (0.03^ y 0.1 "k en la población^ ge-
neral), provenga de la genética. Efectivamente, a prin-
cioios de Ia década de 1960 nacieron varias camadas
de perros
-Doberman
Pinschers y perdiguero Labra-
dor- con síntomas muy similares a los de la narcolep-
sia humana: se demostró mediante crianza selectiva (si-
guiendo el modelo de Mendel) que la causa de la
narcolepsia es un a]elo recesivo.
El paso siguiente era descubrir cómo actúa este gen
y dónde: todo apunta a que, en el caso de los perros
narcoléoticos. el síndrome se debe a Ia mutación del
gen que codifica el receptor^ de hipocretina (los recep-
tores son proteínas; ver Capítulo 10); la hipocretina es
un neurotrasmisor que se encuentra única y exclusiva-
mente en el hipotálamo y que participa en Ia regulación
de los niveles de alerta o vigilancia: cuando el neuro-
trasmisor está ausente por degradación de Ias neuronas
que lo producen, como es el caso, al parecer, de la nar-
colepsia humana, replicado^ además en ratones,^ o
cuando no puede actuar por falta de receptor, caso de
los perros narcolépticos, es muy probable que ocurra
la cataplejia en momentos inapropiados y sin la pérdida
de consciencia propia del sueño REM. Como se ve,
pues, la genética de Ia conducta también puede con-
tribuir a desentrañar los mecanismos fisiológicos de la
conducta humana (Chabas et al. 2003).
Cenética Mendeliana de la Conducta: Base Neurobiológica
Todo lo relativo a los neurotrasmisores y su función
en relación con la fisiología neuronal se estudiará con
detalle en el Capítulo 10. Podemos adelantar sin em-
bargo, con el fin^ de contextualizar su relación con la
conducta y con la base genética que estamos desentra-
ñando, que el exceso o carencia de cada uno de ellos
suelen relacionarse con alteraciones muy notables de
la conducta humana; y sobre todo, que suele ser sobre
su actividad sobre lo que actúan tanto los psicofárma-
cos (medicinas^ para aliviar síntomas psicológicos y con-
ductuales) como las sustancias psicoactivas que se to-
man con fines recreativos (en una palabra, las drogas
de abuso, estupefacientes, narcóticos, tabaco, etc.). La
acción de los neurotrasmisores se ejerce en un contexto
analómico-funcional sum¿mente imporlanle, la sinap-
sis, que es el punto de contacto entre neuronas (Capí-
tulo .l^ 0). En estrecha relación con Ios neurotrasmisores
están Ias proteínas receptoras (los receptores), de las
que depende todo el efecto que los neurotrasmisores
puedan Ilegar a tener sobre Ia fisiología neuronal y, por
ende, sobre la^ conducta. A medida que^ nos adentremos
FUNDAM ENTOS DE PSICOBIOLOGIA
en esta cuestión iremos enumerando los tipos existen-
tes. En tercer lugar es pertinente recordar que las enzi-
mas que catalizan la síntesis y degradación de los neu-
rotrasmisores, así como las proteínas trasportadoras,
pueden tener una influencia muy notable en lo que se
refiere a la concentración sináptica de dichos^ neuro-
trasmisores tanto a corto como a largo^ plazo.^ Final-
mente, es importante tener presente que^ la^ intensidad
de la actividad sináptica de los neurotrasmisores y^ su
duración influyen sobre el grado de actividad de los re-
ceptores, y su abundancia. Aunque el número de neu-
rotrasmisores es nutrido y mayor todavía el de sus re-
ceptores, nos^ centraremos en^ dos^ de^ ellos,^ la^ serotonina
y Ia dopamina, que son los que, de momento, más pro-
bada relación con algunas conductas humana^ han de-
mostrado.
Serotonina
La serotonina es un neurotrasmisor^ oroducido sobre
todo por^ neuronas del núcleo^ del^ rafe, una^ estructura
troncoencefálica que proyecta sus axones sobre^ mu-
chas otras zonas del sistema nervioso central, especial-
mente sobre la corteza cerebral y, también sobre la mé-
dula espinal, y su iunción parece ser la de modular la
actividad fisiológica de las neuronas sobre las que actúa
(ver Capítulo 10). Es notable el hecho de que sujetos
que padecen depresión presentan niveles bajos de se-
rotonina, así como oue se^ ha^ asociado^ una^ escasez^ de
este neurotrasmisor con dificultades para^ el autocontrol
y un despliegue excesivo de conductas agresivas:^ diver-
sos modelos animales así lo prueban.^ Desde^ el^ punto
de vista genético en el que nos vamos adentrando, cabe
señalar que los ratones mutantes carentes de un tipo de
receptor para la serotonina, el 1B (5-HT1^ s), muestran
mayor agresividad que^ ratones normales, puesto^ que
atacan con más frecuencia e^ intensidad a^ congéneres
intrusos. Este dato, unido a las^ observaciones de^ que
niveles bajos de serotonina en humanos, monos^ y^ ra-
tones, correlacionan con conductas agresivas, en^ tanto
que la estimulación de los receptores de serotonina 1B
reducen esa conducta agresiva, apuntan a que este neu-
rotrasmisor interpreta^ un^ papel muy importante^ en^ este
tipo de conductas, y^ a^ que^ cualquier^ reducción en^ sus
niveles, como podría ocurrir con una^ síntesis^ reducida,
o en su afinidad por su receptor podría ocasionar^ au-
mento de las conductas agresivas (Olivier y^ van Oors-
cho, 2005).
Uno de los genes más estudiados es el que^ codifica
el transportador de^ serotonina,^ del cual^ existen^ en^ la
población human^ dos^ alelos, uno^ largo^ (L)^ y otro corto
(S, por ). Se da la circunstancia de que los ho-
mocigóticos para^ el alelo^ S^ tienden^ a^ presentar^ con^ ma-
yor frecuencia ansiedad y tendencia a evitar las situa-
ciones amenazantes, así como a puntuar^ más alto en el
rasgo (neuroticismo>.^ La función del transportador de
serotonina es devolver este neurotrasmisor^ a^ la neurona
presináptica desde el espacio sináptico, lo^ que consti-
tuye una forma de inactivación. Cuando la serotonina,
o cualquier otro neurotrasmisor, permanece en el espa-
cio sináptico, mayor es la probabilidad de que entre en
contacto con los receptores postsinápticos y, por tanto,
active Ia neurona postsináptica. De hecho, muchos an-
tidepresivos actúan precisamente^ de esta manera,^ blo-
queando (inhibiendo) la recaptación del neurotrasmi-
sor, es decir, impidiendo que el trasportador funcione
normalmente. En teoría, es como si los sujetos porta-
dores del alelo S estuvieran siendo tratados con un an-
tidepresivo tipo uPROZACT:,^ inhibidor de la recaptación
de serotonina. Lo que ocurre, y esto explica que sean
precisamente estos sujetos los más proclives a padecer
depresión y ansiedad, es^ que al^ sufrir^ un^ bloqueo^ cons-
tante de la^ recaptación durante todo el^ desarrollo,^ los
procesos de regulación en los^ receptores^ que^ eso^ pro-
duce hacen que,^ al final, la actividad serotoninérgica
en estos rndividuos sea menor. Es importante hacer no-
tar además, que los homocigóticos para el alelo S,^ pero
también, aunque en menor medida los heterocigóticos
(LS), se ven muy afectados por experiencias traumáticas
dr-rrante el^ desarrollo^ (estrés,^ maltrato,^ abusos,^ etc.)^ en
el sentido de que^ estas^ situaciones^ provocan con^ mayor
frecuencia trastornos depresivos que^ en^ los^ homocigó-
ticos para^ el alelo L. Ratones knockout^ para^ este^ gen
presentaron un fenotipo parangonable en lo que^ se re-
fiere a ansiedad y evitación del daño. lgualmente, en
monos rhesus portadores del alelo equivalente S^ pre-
sentaron conductas más inadaptadas (mayor^ respuesta
de estrés fisiológico y conductual (pasividad),^ mayor
consumo de alcohol, agresividad...) cuando las condi-
ciones de desarrollo^ fueron difíciles^ (separación^ de^ la
madre y^ crianza en grupos de iguales); en^ estas^ mismas
circunstancias la reacción de^ los^ rhesus^ LL^ fue^ más so-
ciable. Según todos Ios indicios, los^ individuos^ porta-
dores del alelo S muestran una hiperreactividad^ de^ la
amígdala, una estructura cerebral especialmente invo-
lucrada en el orocesamiento emocional de los estímu-
los (Hariri y Holmes, 2006).
Otro gen involucrado en la regulación de los niveles
de serotonina (y^ también de noradrenalina)^ es^ el gen^ de
la monoaminoxidasa A^ (MAOA):^ se^ pudo^ demostrar
que este gen era inactivo (o poco^ activo)^ entre^ los
miembros de una familia holandesa con^ un^ historial^ de
impulsividad y conductas violentas y/o antisociales.^ La
agresividad se ve aumentada también en ratones^ en^ los
L{us )s Lrrd^ ^^ :^ --+:.,-^|^,rdL.vau- este mismo gen (Popova, 2006).
Aunque en adultos la inhibición de la actividad de^ la
MAOA aumenta los niveles de serotonina y^ noradrena-
FUNDAMENTOS DE PSICOBIOLOGiA
il EN^ n'S¡il...\ .{.tj.<Sj^ nI^ -} ;tr"S!\¡A^
:-A
il*¡\ E-:lJ{:^ Eé
La dicotomía genética mendeliana/genética cuanti-
tativa no implica en^ absoluto^ que^ las^ leyes^ de^ la^ tras-
misión de la herencia genética descritas^ por^ Mendel
tengan una aplicación limitada a^ los^ rasgos^ discretos^ o
cualitativos. del tioo del color o Ia^ textura de^ las^ semi-
Ilas del guisante. Muy al contrario, los genes^ que deter-
minan los rasgos fenotípicos cuantitativos
-los
que, a
diferencia de los discretos, oresentan una variación
continua en la población: estatura, peso, inteligen-
cia...- tienen la misma entidad y se trasmiten de pa-
dres a hijos^ según^ los^ mismos^ principios^ de trasmisión
de la herencia descubiertos^ por el^ monie agustino.^ La
gran diferencia entre los^ rasgos/fenotipos discretos^ y^ los
continuos consiste en oue Ias^ variedades^ o^ lormas^ en
que se puede manifestar un rasgo^ discreto^ son^ cualita-
tivamente diferentes entre sí (en^ el caso del color^ de^ los
guisantes, se comprueba que son o amarillos o^ verdes;
en el caso del factor rh, o se es positivo (rh+= presenc¡a
de antígeno) o^ negativo^ (rh^ = ausencia^ de^ antígeno),
sin valores intermedios,^ en^ tanto que, por el contrario,
las formas que pueden adoptar los^ fenotipos cuantitati-
vos sólo se diferencian entre sí por^ el valor cuantitativo
que muestra el rasgo en cada individuo: un individuo
puede ser .l^ centímetro más alto o más bajo que^ otro,^ o
pesar una décima de gramo más o menos que^ otro.^ En
términos genéticos^ la^ explicación^ de^ Ia^ diferencia^ entre
rasgos cualitativos y^ cuantitativos^ se^ halla en^ el^ hecho
de que los rasgos cuantitativos están^ determinados^ por
varios genes, cada uno con dos^ o^ más^ alelos, donde
cada alelo contribuye con una cierta cantidad al^ feno-
tipo observado. Mientras que Ios rasgos cualitativos^ son
monogénicos, los cuantitativos son, por lo^ general',^ po-
ligénicos.
Un ejemplo ilustrará,^ como^ Lrna^ buena imagen,^ Ia
diferencia entre rasgos^ continuos^ y^ discretos^ o,^ lo^ que
es más o menos lo mismo, entre^ rasgos^ monogénicos^ y
poligénicos. De Ios siete rasgos de^ la^ planta del guisante
que Mendel estudió, vamos a fijarnos en^ el^ que^ se^ re-
fiere a la longitud de los tallos: cuando cruzaba^ dos^ ra-
zas puras (generación^ parental: P), una de ellas^ de^ tallo
largo (raza^ alta)^ y^ la^ otra^ de^ tallo^ corto^ (raza^ enana), en-
contró que^ las^ plantas descendientes, generación^ F1,
eran todas altas; al cruzar^ entre^ sí^ plantas^ de^ la^ genera-
ción híbrida F1, obtuvo de nuevo, en^ la^ generación^ F2,
dos clases de plantas en lo que a^ la^ altura^ respecta, altas y enanas, en una proporción de^ 3 a^1 (75'% contra
257o), exactamente igual que ocurría con el color^ o^ la
I (^) Puede darse el caso de que un rasgo monogénico sea cLlantlta- es lo que en genética mendeliana^ se^ llama donrinancia^ interme-
textura de las semillas (Fig.^ 3.38). La^ conclusión obvia
y evidente es que la altura cle las plantas de guisante^ es
un rasgo discreto, cualitativo o mendeliano.
AIgo similar pero con plantas de tabaco lo^ llevó^ a
cabo un tal fosef Cottlieb Kólreuter 1.1733-1806) .r^ fi-
nales del siglo XVtttr, sólo que sus resultados fueron por
completo diierentes, al^ menos^ en^ apariencia:^ a^ partir
del cruce de una raza^ de^ plantas de tabaco altas^ con
otra raza cuyas plantas eran enanas (generación^ P)^ ob-
tuvo una generación de plantas F1^ cuya altura era inter-
media; al cruzar entre sí las plantas^ de altura intermedia
de la generación F1 obtuvo una generación F, en^ la^ que
la altura de las plantas se distribuía según la^ curva^ nor-
nral o campana de Causs: las plantas de altura interme-
dia fueron^ más^ abundantes que^ las^ de^ talla^ extrenra^ (en-
anas o altas); a esto es^ a lo^ qr-re^ nos referimos cuando
decimos que las plantas de tabaco^ se^ distribuyeron^ se-
gún la curva normal en cuanto a la^ altura^ (Fig.^ 3.34).^ La
conclusión es que la altura de las plantas de^ tabaco^ de
Kólreuter es un rasgo cuantitativo o continuo. Una^ com-
paración entre los resultados de uno y otro, Mendel^ 1'
Kólreuter, se puede contemplar en la Figura 3.3.
El paso siguiente en nuestro razonamiento es demos-
trar cómo^ es^ posible que^ siendo los^ genes elementos
unitarios y^ discretos, puedan^ sLrmar sus^ efectos para^ pro-
ducir rasgos cuantitativos. La^ estrategia^ a seguir^ no^ es
otra que^ la de cruces mendelianos^ de^ razas^ puras^ hasta
conseguir Ia generación F2,^ sólo que ahora el^ criterio^ cle
raza pura se aplica de un modo laxo^ a cada^ uno de^ los
dos valores extremos del rasgo: si nos referimos,^ por
ejemplo, al color de la piel, utilizaremos como^ Senera-
ción P^ a^ individuos con^ Ia^ piel lo^ más^ clara posible^ para
cruzarlos con individuos con^ la^ piel lo^ más^ oscura posi-
ble. Afortunadamente, este^ tipo^ de investigación^ ya hace
mucho tiempo que está hecha,^ sólo que con^ granos^ de
trigo, concretamente por Herman^ Nilsson'Ehle^ (873-
19,19) a principios del siglo xx:^ cruzó trigo^ de^ grano rojo
con trigo de grano blanco (P)^ y^ obtuvo como^ generación
F1 trigo de grano rosa; al cruzar entre sí^ trigo^ rosa de^ esta
generación F1, se €flCotltró con que
.l
/1 6 de granos^ de
trigo de^ la^ generación^ F2^ eran^ completamente^ blancos,
en tanto que^ 15/1^6 del total de^ granos^ tenían^ algún
grado de color. Basta^ con^ recordar^ la^ ley^ de^ la combi-
nación independiente de^ los alelos de^ genes^ diferentes
para caer en la cuenta de que^ este^ 1/1^6 es^ la^ misma pro- porción de guisantes verdes^ y^ rugosos^ obtenida^ por
Mendel cuando trabalaba con dos^ rasSos^ a^ la vez,^ de
terminado cada uno por un gen con dos alelos.^ La^ dife-
rencia entre los resultados de Mendel y^ los^ de^ Nilsson-
Ehle se halla en los fenotipos de los restantes^ granos^ de
+Tanto (^) Kólreuter estudiando claveles, como Karl Friedrich Caert- ner (^) 11772-1850) con guisantes, encorltraron resultados típicamente mendelianos; el problema fue que no supieron^ conlo^ interpretarlos.
trvo dia.
,-r.-
GENETICA DE LA CONDUCTA
{,$
"run
u"de tabaco
o 5
=.c
c) o\
o'l 00
ñ^ f :> E_^ .;
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al^ I 5 := .c c) \o
o 100 ñ^ :J !_^
\o^ ' n
al 5 :> .E q) -oo\
o () 100 : .: .;^ c5u
\o
.'igo, porque, como se ve en Ia Figura 3.4, el color va
-iel rosa^ claro al rojo^ pasando^ por^ valores^ de^ color^ in-
:ar-medios en^ unas^ proporciones muy^ características:
6 de rojo^ intenso,^ 4/16 derojo^ desvaído, 6/16 de rosa
. -1¡'16 de rosa pálido; sólo falta añadir el1/16 de granos
,,.lancos para completar el total de 16/16. ¿Cómo expli-
,ar estas frecuencias fenotípicas, tan diferentes en apa-
'encia de las mendelianas? El primer paso de Ia expli-
-ación ya lo^ hemos^ dado cuando^ hemos^ dicho que^ la
:roporción de 1/1 6 de granos blancos es la misma que
-'lrresponde a^ la del^ fenotipo^ recesivo para^ dos^ rasgos
-'endelianos. Así pues, partimos de la base de que el co-
lor de los granos de trigo está determinado por dos genes
con dos alelos cada uno. El siguiente paso es proponer
una hipótesis para explicar las demás frecuencias feno-
típicas observadas a^ partir^ de dos genes^ distintos con^ dos
alelos cada uno.^ Esta^ hipótesis^ asegura^ que cada uno^ de
los dos alelos de cada uno de Ios^ dos genes supuesta-
mente implicados en el fenotipo del color del grano de
trigo aportan una cierta cantidad de color: puesto que
tenemos 1/16 de granos blancos, es obvio que uno cle
los dos alelos de cada uno de los dos genes no aporta
nada de color (el^ color blanco significa ausencia de pig-
mento), siendo el genotipo de estas plantas homocigó-
..É:
'.fJ (^) Plantas de guisantes Generación progenitora^ P Generaclón^ P
Altas
G"n"'rffiión r,
. Cruzamientos mendelianos de plantas de tabaco donde la generación P ha sido seleccionada por la altura utilizándose como
:'ogenitores individuos con^ valores extremos en^ el^ rasgo^ fenotípico altura; el^ hecho de que^ todos^ los^ miembros^ de^ Ia^ generación F, sean de una altura intermedia y los de la generación F2 se distribuyan según la curva normal en cuanto a este rasgo fenotípico
=:..á indicando^ quelaaltura^ en esta^ planta^ detabaco^ es^ un^ rasgo^ cuantitativo^ poligénico.^ B.^ Como^ ya sabíamos^ por^ los^ experi-
-entos de^ Mendel,^ este^ mismo^ rasgo,^ Ia^ altura,^ en^ los^ guisantes^ es^ un^ rasgo^ monogénico,^ puesto que^ se^ cumple^ en^ él^ la^ segunda =, de^ Mendel.
Enanas
Generación F.,
Enanas
Generación F,
GENÉTICA DE LA CONDUCTA
Resultados de los cruzamientos^ mendelianos^ de^ plantas^ de .rigo a partir de una generación^ P^ donde^ los^ progenitores^ son '.izas puras con valores extremos del rasgo color de la semilla ,c¡ja/blanca). (^) La explicación se da en el texto.
nica del alelo A es igual a 1 (el^ valor aditivo, entonces,
ierá1, que se obtiene de multiplicar la dosis génica por
el valor aditivo del^ alelo:^ 1A^ = 1 x^1 = 1); para^ obtener
el valor genotípico^ para^ el^ gen que^ estamos^ conside-
rando, hemos de sumar todavía la^ dosis génica^ del otro
alelo. En este caso, la dosis génica es,^ también, de^1 (y,
por tanto su valor génico equivaldrá a 1a^ = 1 x^ 0 = 0,
puesto que el valor aditivo de a es 0); por tanto el valor
genotípico será el resultado de sumar el valor aditivo
correspondiente a^ la dosis^ génica^ de cada^ alelo:^ (14^ +
1a) (^) = 1 +^0 ='l (ver^ Fig^ 3.5).
Naturalmente, cuando^ queremos obtener el valor to-
tal (cuantitativo)^ del fenotipo^ tenemos^ que^ sumar^ los
valores genotípicos de todos los genes^ aditivos que^ in-
tervienen en el rasgo o, lo que es lo mismo,^ habrremos
de sumar Ios valores aditivos de todos los alelos que
forman parte del genotipo de cada individuo (no^ hay
que olvidar que un individuo diploide normal sólo
puede portar dos alelos de cada gen), tal como se ve
en la tabla 3.1. Son prácticamente innumerables los ras-
gos cuantitativos que^ se^ pueden^ analizar^ del^ modo
como hemos visto^ se hace^ con el^ color^ del^ grano^ de
trigo. De hecho, Ia^ base genética de^ las^ variaciones^ de
pigmentación de la piel^ en las^ poblaciones^ humanas
también se ha analizado, con éxito, según los plantea-
mientos de la genética cuantitativa que hemos descrito;
se ha llegado a la conclusión de que el color de la piel
humana es un rasgo cuantitativo determinado,
-aparte
de por^ Ia^ cantidad^ de baños de sol que^ toma cada^ uno,
el ambiente- por,^ al^ menos, tres^ Eenes aditivos,^ cada
uno con dos alelos.
Hay un aspecto sobre el que hasta ahora no^ hemos
dirigido nuestra atención pero que es esencial cuando
se quiere explicar Ia conducta: Ia variabilidad genética,
con ser muy importante, no explica todas Ias diferen-
cias que^ se^ observan^ en^ Ias^ poblaciones;^ el otro^ gran
factor explicativo es^ el ambiente; ya Calton^ se^ servía
de los términos latinos^ natura v nurtura^ para referirse^ a
los genes y al ambiente respectivamente como factores
que intervienen conjuntamente en Ia determinación de
los rasgos cuantitativos, a pesar de lo cual, él siempre
consideró más imoortante a la naturaleza. La conducta
en cuanto fenotipo es, evidentemente, el resultado de
Ias influencias conjuntas de los genes, la naturaleza en
sentido estricto, y el^ ambiente.^ La^ cuestión esencial que
como psicobiólogos^ nos^ tenemos^ que^ plantear^ es^ ¿se
puede averiguar en qué medida^ un rasgo^ psicológico,
sea la inteligencia, la extroversión, el neuroticismo, la
ansiedad o la depresión, o Ia adicción al alcohol o a
las drogas, por poner los ejemplos más llamativos, está
determinado por los genes y en qué otra medida lo está
por el ambiente? Sabiendo lo que sabemos sobre el me-
canismo de regulación^ de^ la^ expresión génica,^ Ia^ con-
clusión evidente e^ inmediata^ es^ que cualquier^ rasgo
está determinado por^ los genes^ y por el ambiente en^ la
medida en que^ el desarrol]o de cualquier ser vivo^ re-
quiere Ia existencia de un entorno del que nutrirse y
donde crecer: no se puede hablar de la inteligencia de
\i/
aa bb (Blanco)
Gametos femeninos
I I
v
1<>a'' '.:.
s
AA BB
(Rojo)
) Gametos masculinos
;
tr.'t
F"
Blanco
Aa Bb Rosa
L 4 .a \i'
"/'/ tt tQ
.t
Rosa claro ,/r. ¿/oc..:./
4 to
Rosa
,/c o
!.,/
6 to
s
1 lo
Rojo claro
,a+o. \or
4 ¡o
Rojo
o l p ! .E c^ o
s
2 pares de genes ión de 1:4:6:4:1 TOTAL: 16
C¡ase
FUNDAMENTOS DE PSICOBIOLOGÍA
f.;
'a
(g
'a
o l^
Á 6
'l DtDz Dosis génica
un ser humano oue no se desarrolla en un ambiente hu-
mano. Siendo esto^ así^ como^ lo^ es,^ sin embargo, si man-
tenemos constante el^ ambiente,^ es^ obvio que^ las^ dife-
rencias que encontremos en la^ población^
-lo
que
venimos Ilamando variabilidad- sólo cabrá^ atribuirlas
a diferencias genéticas; de la misma^ forma,^ si^ sabemos
que en una población dada el genotipo es^ el^ mismo
para todos los individuos, las diferencias que^ encontre-
mos, si las hubiere, sólo se podrán atribuir al ambiente.
La verdadera cuestión^ es,^ entonces,^ ¿cuánto de^ la^ va-
riabilidad observada en un^ rasgo^ fenotípico cualquiera
puede atribuirse a los genes y cuánto al ambiente? La
proporción de variabilidad atribuible^ a^ diferencias^ ge-
néticas recibe el nombre técnico de^ heredabilidad^ y^ es
el concepto más importante de la^ genética^ cuantitativa.
A definir y describir este concepto vamos^ a^ dedicar^ los
siguientes párrafos.
Concepto de Heredabilidad
La heredabilidad es un valor^ numérico entre 0^ y^ 1;
ese valor numérico, sea el que^ sea^ y^ luego^ veremos
cómo se obtiene, representa la proporción de^ la^ varia-
bilidad del rasgo fenotípico atribuible a los^ genes;^ en
contraposición, la ambientalidad es Ia proporción de^ la
variabilidad atribuible a factores ambientales. Llamare-
mos H a la heredabilidad y A a la ambientalidad.
Ahora bien, para seguir los razonamientos que van
a venir a continuación es^ preciso entender qué es lo
que se quiere decir cuando se^ habla de^ variabilidad^ y
cómo se mide. El parámetro que^ cuantifica^ la^ variabili-
dad de un rasgo en una muestra es^ la^ varianza: en^ nues-
tro caso, la varianza del rasgo tal como^ se^ presenta^ re-
cibe el nombre de varianza total o varianza^ fenotípica
(Vr). La Vr6 es igual a la suma de la varianza genética
(Vc) más la varianza ambiental (Va):
Vy=V6+Va
6 En realidad, la Vt = y" + V¡ + V5a, donde V"o representa la
varianza resultante de Ia interacción entre genotipo^ y^ ambiente.^ En Ios estudios de genética cuantitativa humana^ esta^ interacción^ se^ suele obviar porque no es posible calcularla^ eficazmente;^ un^ eiemplo^ de cuál puede^ ser^ el^ efecto de^ esa^ interacción^ se^ ofrece en la Figura^ 3.1 2
U
nn
z DtDt
0 DzDz
1 DtDz Dosis génica
¿ nn "1 "
Valor genético aditivo y^ efecto de dominancia.^ A.^ Suponiendo que^ el^ gen^ D^ es^ un gen^ con^ dos alelos,^ D1^ y^ D2,^ de^ los^ que^ el
primero, D7, posee un valor aditivo de 10 mientras que el otro, el^ D2,^ tiene un valor^ aditivo^ de^ 0 (cero), podemos^ representar,^ como se hace en Ia figura, cuál será el efecto sobre^ el^ fenotipo^ (valor^ genotípico) de un determinado genotipo en^ función^ de la^ dosls alélica (o número de copias de un alelo que^ porta un^ genotipo).^ En^ el eje de^ abscisas^ (horizontal)^ se^ representa la^ dosis^ génica^ del alelo D1: puesto que el valor aditivo de este^ alelo^ es^ de^ -l0, (^) cuando su dosis génica es de 2, el valor genotípico será de 20; puesto
que el valor aditivo del otro alelo es de cero,^ el^ valor genotípico^ del^ heterocigoto^ es^ de 10^ (dosis^ génica de^ Dr^ igual^ a^ 1;^ dosis
génica de D1 igual a 1; ver texto). B.^ Cuando la^ dominancia^ de un alelo^ sobre^ otro^ es^ completa,^ Ios^ valores genotípicos no^ se^ ajustan a lo esperado de acuerdo con la dosis génica: puesto que^ basta^ una^ copia^ del alelo^ dominante^ para^ obtener^ el^ efecto^ máximo^ sobre el fenotipo, el valor genotípico será el que se representa^ en^ la^ gráfica.^ A^ esto es^ a Io que^ se^ llama efecto^ cle^ dominancia.
FUNDAMENTOS DE PSICOBIOLOGÍA
3.6), se comprobó que ésta era de 40.96 (Vr^ = 40.96).
Puesto que conocemos tanto la Va (8.76)^ como la V
(40.96), podemos calcular la V6.
VT=V5+V
40.96=V6+8.
Y-=4O.96-8.76=32.2O
Si queremos calcular el valor de la heredabilidad
(H), bastará con que apliquemos la fórmula
H = Vc/Vri
H=32.20/40.96=0.
Es esencial tener siempre presente que este valor de
0.79 no significa que el 79 % de la longitud de las flores
de Nicotiana longiflora se deba a los genes y el 21 o/o
restante al ambiente; lo que la heredabilidad representa
es la proporción o porcentaje de la variación fenotípica
observada entre los individuos de la^ población^ que^ se
debe a l¿s diferencias genelicas enlre esos mismos^ in-
dividuos.
En realidad, la agricultura y Ia ganadería basan su
éxito, éxito que se prolonga ya más de 10.000 años, en
la cría sefectiva: el objetivo es conseguir razas cadavez
más productivas, para lo que se selecciona como re-
productores a los individuos que^ más^ se aproximan^ al
ideal perseguido: máxima producción de leche, carne,
mayor contenido graso en las semillas, mayor tamaño
de los huevos, sin olvidar la ingente diversidad de razas
de perros (perros de trabajo, de defensa, vigilancia, etc).
La cría selectiva, tal como se ha desarrollado a lo largo
de Ia historia de la humanidad, oodemos considerarla
un tipo de artesanía, puesto que no se podía fundamen-
tar en principios y datos científicos, sino sólo en la in-
tuición de que lo semejante engendra lo^ semejante o,
como se dice, de padres gatos, hijos mininos. La^ intui-
ción, acertada, consistía en que si los hijos se parecen
a sus padres (y^ Mendel demostró por qué), era probable
que los descendientes de los mejores ejemplares de la
cabaña o de las mejores semillas también fueran mejo-
res que la media del ganado o de las semillas. Esta cría
selectiva, también Ilamada selección artificial, se puede
aplicar tanto a rasgos^ anatómicos o fisiológicos, como
a rasgos conductuales. Desde Iuego, no cabe duda de
que la selección artificial es Ia responsable de Ia^ agre-
sividad del toro de Iidia alavez que de la mansedum-
bre de las vacas lecheras, de las variadas aptitudes de
las diferentes razas de perros, etc. Desde la psicología
se ha aportado la demostración de que también las di-
ferencias en conducta oueden atribuirse a diferencias
genéticas. Ya en 1924 Tolman (1886-1959) empezó a
criar selectivamente ratas en función^ de su eficacia^ oara
aorender un laberinto usando comida como refuerzo:
sus resultados, completados por Tyron, demostraron
que la capacidad de aprendizaje, en las ratas, se ve no-
tablemente influido por factores genéticos, puesto que
10 Generaciones
A. Plano del laberinto que tenían que aprender las ratas deTolman yTyron^ para^ alcanzar^ el^ refuerzo^ (la^ comida).^ B.^ Cráfica^ cle resultados obtenidos por generaciones de ratas seleccionadas en función^ de^ la^ iacilidad^ o^ dificultad con^ que aprendían^ el^ la- berinto (el^ aprendizaje se puede medir por el número de veces que^ necesita^ una^ rata para^ alcanzar^ la meta en^ el menor tiempo posible v también, como es el caso, por (^) el número de errores en tomar el camino correcto, el más directo).
GENETICA DE LA CONDUCTA
M = 403.
e S = (M',-^ M) (^) = 691.2 -^ 403. ¿ (^) = ¿óó.¿
0 150 250 350 450 550 650 750 Peso de las semillas en mo
astaron ocho Beneraciones para conseguir que todas
:s ratas^ <listas, fueran^ más^ rápidas^ en aprender la tarea
--,e la más lista^ de^ las ratas ^ (ver^ Fig.^ 3.7.).^ Algo
:arecido se ha hecho con ratones en el rasso conouc-
-al que^ se^ mide^ en^ el llamado^ utest^ de^ camfo^ abierto,;
:>-a prueba sirve, supuestamente, para medir la ansie-
:ad: a más actividad ambulatoria menos ansiedad y vi-
.\ ersa. La cría selectiva requiere, para tener éxito, que
= rasgo^ tenga una^ alta^ heredabilidad,^ con^ Io que^ ello
rplica de variabilidad genética en la población; en el
-aso del campo abierto,^ Ios resultados sugieren^ que^ el
'.sgo medido está influido por un elevado número de
.:nes aditivos, puesto que si sólo influyeran uno o dos
-:nes, enseguida^ se^ obtendría la homocigosis^ y^ no ca-
"ía esperar cambios en la actividad, una vez alcan-
-:cla: cuando no^ hay^ variabilidad genética no^ hay^ tam-
:rco heredabilidad; puede darse el caso (^) de que (^) un
-1sgo sea totalmente genético y sin embargo no sea sen-
. :rle a Ia selección, por ejemplo, cuando en la pobla-
- ón sólo existe un^ alelo^ de un gen^ determinaoo; como ,: salle, no^ de todos los genes de una especie se pue-
ren encontrar variantes o alelos.
Una manera directa de calcular la heredabilidad
-tnsiste en^ evaluar^ el^ efecto^ de la^ cría selectiva^ entre
rls generaciones, como vamos a ver describiendo (^) un
=r,perimento '857-1927) de^ selección^ realizado^ por^ fohannsen
en 1903 con alubias comestibles del gé-
^o-ro Phaseolus. El rasgo cuya mejora se quería lograr
.'a el peso^ de las^ semillas de alubia. Como se ve en ra
' 3ura^ 3.8, de^ una^ población de^ semillas cuya media
=-l de^ 403.5^ mg,^ se^ seleccionaron^ para^ Ia^ reproducción
1s0 254 350 450 550 650 750 Peso de las semillas en mo
semillas con una media de 69.1 .7 mg. A la diferencia
entre Ia media de la población general (M)^ y Ia de las
semillas elegidas (M')^ se la designa con el nombre de
diferencial de selección y con la sigla S: en nuestro caso
S (^) = (M'^ - M) (^) = 691 .7 -403.5 = 288.2. La media del peso de las alubias descendientes M" resultó (^) ser de 609.1;
con lo que Ia llamada respuesta de selección o R es de
205.6 (R^ = (M"^ -^ M) = 609.'1-403.5 = 205.6). Para cal-
cular Ia heredabilidad, basta con dividir R por^ S:
H = R/S (^) = (M"^ - M)/(M'- M)= 205.6/288.2 (^) = 0.
Llegados a este punto, es conveniente volver sobre
la fórmula general de la heredabilidad: (^) H (^) = VciVr.
Hasta ahora hemos estado asumiendo clue la heredabi-
lidad depende de la varianza genética aditiva, que, a
partir de ahora, designaremos como V5,¿, ?s decir, he-
mos asumido que la parte de la varianza total explicada
por factores genéticos sólo era debida a genes aditivos
dialélicos7. Pero, por lo que sabemos de las leyes de
Mendel, esto no tiene por qué ser así, como ocurre
cuando se da dominancia (ver^ Fig.3.58): si toda la va-
rianza en Ia r¡oblación se debiera a un efecto de domi-
nancia, entonces esa población no respondería a la se-
Iección, puesto que Ia heredabilidad sería igual a 0
(cero); así mismo, cuando se da interacción entre genes
que ocupan diferentes loci (plural^ de locus), Ios resul-
(^7) EI término dialélico se refiere al hecho de que (^) el locus (^) de un gen aditivo puede estar ocupado por uno de dos alelos posibles.
250
2AA^ -^ 403.
150
100
50
l-.nrostración de la heredabilidad a partir de estudios de cría selectiva (ver texto). M: media de la población original; M': media
-: la subpoblación^ de^ individuos^ seleccionados^ como^ reproductores;^ M":^ media de la^ población^ descendiente del grupo^ de
-iividuos seleccionados como reproductores; S: diferencial de selección; R: respuesta a Ia selección.
R = (M" -^ M)= 609.'
H = ZU5.C)
GENÉTICA DE LA CONDUCIA
Cenrelos monocigóticos (A)^ ,v dicigóticos (B).
TABLA 3.2. Relación genética según el parentesco y proporción de vatianza genética compartida
PARENTESCO
-lermanos gemelos monocigóticos (MZ)
=,:::a:'.:': .:,,,:" cRADo DE':::a,a:a:= :,,
RELACIÓN (^) t
. CENÉT|CA (^) .I ,1.., (R)^ 'r:jl
.. --l
PROPORCIéN VARIANZA ADITIVA COMPARTIDA
pnoponcrÓN
VARIANZA
CENÉTICA POR ,
DOMINANCIA.
.eoMPARTtD.A=
-lermanos (^) gemelos dicigóticos (DZ) o. 31 ]Y1*l^
__i
j' I
,
*_J
:lermanos completos (HC)
-lermanos por parte (^) de un solo progenitor l/2H)
t o.^
(25"/,)
)rogenitor/Hijo (^) (PH)
iueron de alrededor de 0.49; puesto que esta corre-
jn coincide casi exactamente con el grado de paren-
,-r (^) genético, hemos de concluir que la heredabilidad
. ...si completa: en realidad, el valor de H en estos casos
- ,:rtiene mcrltiplicando por 2 el valor de la correlación -.^ 0.49^ = 0.98;^ sería Io^ mismo^ si^ dividimos 0.49^ entre
' 0..1910.5^ = 0.98). Cuando^ se^ obtiene^ la^ heredabilidad
,..rtir de Ia correlación
-o
del coeficiente de regre-
-- entre padre/madre e hijo, en realidad estamos cal-
:ndo la heredabilidad en sentido estricto; en el caso
. l correlación entre hermanos, este valor de la here-
,iclad incluye la mitad de IaV5¿ (varianza genética
' :lominancia; verTabla 3.2).
0.5 0.
-:"*l **:--_
Si el caso deladermatogllfa (estudio^ de las huellas
dactilares), el ambiente no nos parece, al menos en te-
oría, muy relevante, no creo que podamos decir lo
mismo cuando nos refiramos a rasgos psicológicos o
conductuales del tipo de la inteligencia, la memoria, la
agresividad, la esquizoirenia, la depresión, la drogadic-
ción, etc. ¿Qué hacer entonces para corregir los hipo-
téticos errores debidos a Ia covarianza entre genes y
ambiente y a la interacción entre ellos?
Según todo lo que vamos sabiendo, en principio, ca-
bría pensar que la correlación fenotípica entre gemelos
monocigóticos criados por separado (dados en adop-
ción a familias diferentes al nacer (r¡a75)) podría darnos
0.5 0.
FUNDAMENTOS DE PSICOBIOLOGÍA
TABLA 3.3. Correlación entre parientes y heredabilidad de las^ huellas dactilares, el^ peso^ y^ la^ estatura
0.9s
una buena medida de la heredabilidad en sentido am-
plio, puesto que elimina la influencia del ambiente
compartido. Falconer (Falconer^ y^ Mackay, 1996)^ ha
desarrollado una serie de fórmulas que^ permiten calcu-
lar, en teoría, tanto Ia heredabilidad como la ambien-
talidad basándose en los factores que se sabe a^ priori
que están influyendo en el fenotipo según el parentesco
(gemelos (^) monocigóticos o dicigóticos) o la crianza
(criados juntos o por separado; ver tabla 3.4 y Fig 3.10).
Cuando no se puede contar con gemelos criados por
separado, la fórmula de Falconer nos^ ofrece otra^ estra-
tegia para obtener la heredabilidad: (H^ = 2lrp.4-rs7l).
Desarrollando la fórmula se comprueba que se^ elimina
el posible efecto del ambiente compartido c2.
H=2(r¡¿7¡-(DZl) =2((H+c2)-(0.5H+c2)) = 2^ (1.0 H^ +^ 1.0^ c2^ - 0.5^ H^ -^ 1.0^ c':) =2(0.5H+0.0c') =H
Una segunda fórmula propuesta por Falconer sirve
para obtener el posible efecto del ambiente compartido
c2.
d = (2.^ r¡7) - r'¡7¡
= (2.^ (0.5H^ + c2))-^ (H^ +^ c'])
= (H+2c2)-(H+c') = H+2c2-H-c =L-^ ^)
Falconer también ofrece una fórmula para calcular
la ambientalidad específica (no^ compartida^ (e)):^1 - r¡¡2.
Nótese oue este valor debería ser^ idéntico al de^ la
correlación entre hermanos adoptivos (que^ viven^ juntos
pero tienen distintos progenitores y, por tanto, no^ tienen
ningún grado de parentesco). Como corolario a lo^ que
se va diciendo, algunas conclusiones prácticas: Si la^ co-
rrelación entre MZS > DZS, entonces los genes son im-
portantes para el rasgo en cuestión; si MZS = DZS, en-
tonces los genes no son relevantes. Lo mismo cabe
decir cuando^ se^ comparan gemelos criados^ juntos:^ si
MZJ >^ DZ), los^ genes^ son importantes;^ si^ MZ)^ = DZl,
no.
Además de los estudios de gemelos que^ acabamos
de ilustrar, en los oue la heredabilidad obtenida^ es en
sentido amplio, tenemos los estudios de familias donde
los valores de la correlación o de la regresión entre pa-
dres e hijos nos dan una estimación de Ia heredabilidad
en sentido estricto.
En todo caso, no^ debemos^ olvidar^ que todas^ estas
fórmulas nos proporcionan un valor aproximado de^ la
heredabilidad y^ que^ se asume como principio^ que^ las
correlaciones entre genes y^ ambiente son las^ mismas
para todos los grados de parentesco, es^ decir,^ se^ su-
pone, por ejemplo, que los gemelos monocigóticos son
tratados como si fueran igual de diferentes que^ los^ her-
manos normales, etc.
Antes de entrar a comentar los datos relativos a^ la
genética cuantitativa de^ la^ conducta^ humana,^ hemos^ de
hacer todavía algunos otros comentarios^ pertinentes
acerca de las limitaciones del significado de^ la hereda-
bilidad. La principal limitación, y^ esencial, de^ Ia here-
dabilidad es que su aplicación se limita^ al^ momento^ y^ a
la población en la que se ha obtenido: las circunstancias
concretas en que se realiza la investigación pueden,
