Marihuana morada: Investigación que profundiza en el ADN de Cannabis

Por Daniela Vergara (@CannaGenomics) y Reilly Capps (@ReillyCapps)

Traducido al español por Daniela Vergara (@CannaGenomics)

Hablemos del color morado.

El Color morado es el color más rico, y más profundo en el espectro visible. Es el color de las capas de los reyes y emperadores romanos. También es el color de diversas variedades de Cannabis como lo son ‘Purple urkle’ y ‘purple trainwreck’.

Pero ¿qué las hace moradas? En algún momento en esta semana, nos topamos con esta pregunta hecha a la revista ‘High times’ sobre cómo hacer que las plantas se tornaran moradas. La respuesta fue que algunas plantas se tornan moradas debido a sus genes, y otras debido al ambiente. En otras palabras, lo que los biólogos siempre han afirmado: a veces es la naturaleza, a veces es la crianza.

La gente de ‘High Times’ sabe mucho acerca de marihuana pero su respuesta es un tanto superficial ya que no profundizan en las razones que hacen posible esa coloración, lo que nosotros, investigadores del Cannabis Genomic Research Initiative estamos trabajando para descubrir. Esperamos que en un futuro próximo podamos saber más acerca de e los secretos de Cannabis, su color morado y muchas otras características.

Naturaleza vs. crianza

La mayoría de las características físicas son un producto de la naturaleza y de la crianza, o como lo llamamos los biólogos genes Y ambiente. Por ejemplo, en los seres humanos sabemos que la estatura es una característica bastante relacionada con los genes. Si sus padres son altos es muy probable que usted sea alto, si sus padres son bajos probablemente usted también será bajo. Pero este no siempre es el caso, ya que si ha tenido una dieta pobre puede llegar a ser bajo, así sus padres sean altos. Esto es lo que les sucede a nuestros compañeros de Corea del Norte, ya que tienen una nutrición muy pobre. Estaba en sus genes el ser altos, pero debido a su ambiente son bajos. Ellos son, en promedio, ocho centímetros mas bajos que los Coreanos del sur, pese a que sus genes son muy similares.

Herencia de caracteres

 Pero ¿como lo sabemos? Erase una vez en el siglo 19 en lo que ahora es la República Checa, un monje a quien le gustaba jugar con arvejas. Este monje, Gregor Mendel, se preguntaba lo mismo que la persona que cuestionó a ‘High Times’: ¿por qué no lucen todas las plantas iguales? ¿Por qué en las arvejas hay algunas con flores moradas y otras con flores blancas?

Mendel, con todo el espacio en el monasterio para jugar con arvejas, toda la paciencia por ser un monje, todo el tiempo y no olvidemos, curiosidad, cruzó muchas, muchas plantas de arvejas.

Para poder entender lo que Mendel descubrió, tenemos que mencionar cosas que Mendel no sabía.

Primero, la mayoría de las células contienen ADN. El ADN es el código con los planes de construcción, las instrucciones de ensamblaje para todos los organismos: plantas, animales, hongos etc. Los organismos vivos que se reproducen sexualmente, como lo somos los humanos o las plantas de Cannabis, heredamos la mitad de nuestro material genético o ADN de nuestra madre y la otra mitad de nuestro padre.

Segundo, un alelo es la forma de un gen. Por ejemplo, el gen para el tipo de sangre en humanos tiene muchos alelos: A, B y O son algunos de ellos. Si su madre tiene un tipo de sangre A, en su ADN tiene el alelo A. Si su padre tiene un tipo de sangre O, en su ADN tiene el alelo O. Usted es una combinación de sus padres, por lo tanto en su ADN tiene tipo de sangre A heredada de su madre, y tipo de sangre O heredada de su padre. Usted tiene el potencial para ser de tipo de sangre A u O, son sus genes.

Pero todos los alelos no son iguales. Los hijos de una madre con tipo de sangre A y un padre con tipo O, no tendrán la mitad de sus hijos con un tipo de sangre y la otra mitad con el otro. El alelo para la sangre A es dominante, mientras que el alelo O es recesivo por lo tanto sus hijos tendrán sangre tipo A. Este video explica bastante bien los resultados de Mendel.

La mayoría de las características en plantas funcionan de la misma manera. En la figura 1 modificada de Wikipedia, podemos ver que hay un gen para el color de las flores en las arvejas. Este gen tiene dos alelos, B y b. El alelo B es dominante sobre el alelo b, por lo tanto cada vez que el alelo B este presente, la planta tendrá flores moradas. Así que los individuos homocigotos BB serán morados, los individuos heterocigotos Bb también serán morados, y, los únicos que tendrán flores blancas serán los homocigotos para el alelo recesivo bb.

Herencia Mendeliana del color de las flores en arvejas. En A vemos el cruce entre dos padres homocigotos para el blanco (bb; madre) y para el morado (BB; padre). Toda la progenie es heterocigota (Bb) y morada. Cuando se cruzan las crías entre sí en B, la tasa fenotípica es de 3:1 (morado:blanco) pero la tasa genotípica es de 1:2:1 (homocigoto dominante: heterocigoto: homocigoto recesivo)

Herencia Mendeliana del color de las flores en arvejas. En A vemos el cruce entre dos padres homocigotos para el blanco (bb; madre) y para el morado (BB; padre). Toda la progenie es heterocigota (Bb) y morada.
Cuando se cruzan las crías entre sí en B, la tasa fenotípica es de 3:1 (morado:blanco) pero la tasa genotípica es de 1:2:1 (homocigoto dominante: heterocigoto: homocigoto recesivo)

Mendel descubrió que cuando cruzaba plantas con flores moradas (homocigotas dominantes) con plantas de flores blancas (homocigotas recesivas), toda la cría tenían flores moradas (Figura 1A). ¿Por qué? Porque todos en la cría son heterocigotos Bb y por lo tanto morados. PERO, cuando Mendel cruzó las crías entre sí obtuvo una tasa fenotípica de 3:1 morados a blancos. ¿Por qué? Porque el genotipo es de 1:2:1 homocigotos dominantes a heterocigotos a homocigotos recesivos como se ve en la figura 1B. Esto se llama herencia mendeliana.

¿Cómo se relaciona esto al color morado en Cannabis?

Sabemos que la mayoría de las plantas de Cannabis son verdes y no moradas. Pero no sabemos exactamente por que algunas se tornan moradas. Tenemos que investigar este tema.

El color morado en Cannabis podría ser heredado de la misma manera que el color morado en las flores de la arveja – herencia Mendeliana. Si el color morado en Cannabis es heredado como la descripción de Mendel, entonces esperaríamos encontrar las mismas tasas que él encontró con las arvejas. ¿Cómo determinamos esto? Tendríamos que cruzar una planta de Cannabis morada con una planta verde y tener muchas crías (al menos 20) y contaríamos el número de crías moradas y el número de crías verdes. Si el color morado es recesivo y el color verde dominante, esperaríamos que todos las crías fuesen verdes -si ambos padres son homocigotos, uno para el alelo dominante y el otro para el alelo recesivo- ya que las crías serían heterocigotos. Entonces, si cruzamos a las crías unas con otras esperaríamos algunas plantas moradas (las homocigotas recesivas) y la mayoría verdes (las heterocigotas y las homocigotas dominantes).

Ahora, si el color morado no es heredado de manera Mendeliana pero es el producto de, por ejemplo, varios genes, entonces no esperaríamos encontrar una tasa numérica como la descrita anteriormente.

Que no haya pánico: La investigación de CGRI resolverá esta y otras dudas!

Como Mendel, nosotros somos pacientes y curiosos, pero no somos monjes. No tenemos todo el espacio para cruzar muchas plantas, para averiguar cuales alelos son recesivos y cuales dominantes.

Pero, a diferencia de Mendel, tenemos muchas mejores herramientas: la posibilidad de secuenciar genomas completos y los computadores para analizarlos. Podemos entender en detalle, debido a los avances tecnológicos, dónde están ubicados los genes físicamente en el genoma y las diferencias entre estos genes en la población.

Con respecto al color morado, podemos ubicar donde están exactamente los genes que le dan el potencial a esta planta para ser morada. Y, de una manera precisa, podemos cruzar plantas con un alto potencial para ser moradas con otras plantas con este mismo potencial para producir marihuana morada como las capas de los emperadores y como el color más profundo y mas vibrante en el arcoíris.

Si tuviésemos los recursos, podríamos hacer mucho más que plantas moradas. En el CGRI, podemos encontrar alelos para otras características como son el florecimiento temprano, y podemos hacer combinaciones de estas características para así obtener plantas moradas que florezcan temprano. En el futuro, gracias a nuestra investigación, podremos mezclar características y generar, con bastante precisión, variedades únicas con mezclas de agrupaciones como “indica”, “sativa”, y “ruderalis” para diferentes propósitos.

¿Qué necesitamos para lograr estos objetivos? Asumiendo que leyó este escrito y quiere saber más acerca de las diferentes características en Cannabis, esperamos que considere donar a nuestra fundación sin ánimo de lucro Agricultural Genomics Foundation (AGF). Con su donación, podemos realizar estos cruces para muchísimas plantas y determinar cómo se heredan las características y su utilidad. Por ejemplo la producción de CBD, la altura, el rendimiento, el tiempo de florecimiento, la producción de fibra y de pronto incluso características que expresamos los humanos al consumir la planta como lo son el alivio al dolor, el hambre, o la paranoia.

Considere financiarnos a través de Agricultural Genomics Foundation (AGF). Las donaciones son libres de impuesto y ayudarán a nuestra investigación.

Presione aquí para leer la versión en inglés

Daniela Vergara tiene un doctorado en biología evolutiva de Indiana University Bloomington, y es una investigadora de postdoctorado en University of Colorado Boulder (CU). Reilly Capps se graduó de CU y escribe sobre marihuana para las revistas Yellow Scene magazine, Vail Beaver Creek magazine, and Summit County Magazine.

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