Bancos de genes y germoplasma: la genética en Costa Rica

Q: ¿Qué probabilidad hay de que una cría sea hembra con manchas naranjas y negras si se cruza una gata de ese pelaje con un gato naranja?

La gata es XNXn y el gato naranja es XNY. Las hijas reciben el XN del padre y un X de la madre: la mitad son XNXN, naranjas, y la otra mitad XNXn, con manchas naranjas y negras. Como las hijas son la mitad de las crías, la probabilidad es 1/2 · 1/2 = 1/4, es decir, un 25 %.

Esta lección es parte de Temario de Biología de Décimo año Lección 28 de 36

Por Andrea del Carmen actualizado el 26 de octubre de 2026 12 min de lectura

Las variedades criollas de maíz, frijol, chile o ayote que sembraban nuestros abuelos guardan genes que pueden dar resistencia a una plaga o tolerancia a la sequía. Si esas variedades desaparecen, sus genes se pierden con ellas. Para evitarlo existen los bancos de genes, y Costa Rica alberga algunos de los más importantes de América.

En esta lección vas a conocer qué se conserva en un banco de germoplasma, qué normas de bioética y bioseguridad rigen el uso de los recursos genéticos en el país, quiénes investigan en genética en Costa Rica, qué enfermedades, muchas de origen genético, se buscan en todos los recién nacidos y por qué casi solo las gatas tienen pelaje tricolor.

Definición

Un banco de genes o banco de germoplasma es una colección en la que se conserva material vivo capaz de dar origen a nuevos organismos (semillas, plantas, tejidos, semen, óvulos o embriones) fuera de su hábitat natural, para que su diversidad genética no se pierda y pueda estudiarse y usarse en el futuro. El germoplasma es ese material genético que permite propagar un organismo; en las plantas, casi siempre, la semilla.

Por qué se guardan los genes: la erosión genética#

Cuando la agricultura se concentra en pocas variedades muy parecidas entre sí, las variedades tradicionales y los parientes silvestres de los cultivos dejan de sembrarse y se pierden. En 1967, en una conferencia técnica organizada en Roma por la FAO, se acuñó el término erosión genética para nombrar la pérdida de diversidad genética de las plantas causada por la expansión agrícola. La preocupación creció tras un brote de una enfermedad del maíz en Estados Unidos en 1970 y la expansión de la roya del café en Brasil.

Un cultivo con poca diversidad genética es vulnerable: si aparece una plaga a la que ninguna planta resiste, puede perderse la cosecha entera. Los genes conservados en un banco son la materia prima con la que los fitomejoradores obtienen variedades resistentes a plagas, a enfermedades o a climas más secos. Por eso se habla de conservación ex situ, que la Ley de Biodiversidad de Costa Rica define como el mantenimiento de los elementos de la biodiversidad fuera de sus hábitats naturales, como complemento de la conservación in situ, en el propio ecosistema.

Tipos de bancos de genes#

Bancos de semillas: guardan semillas secas en cámaras frías, donde se mantienen vivas por muchos años.
Colecciones de campo: conservan plantas vivas sembradas, por ejemplo de café o de frutales.
Colecciones in vitro: mantienen tejidos vegetales en tubos o frascos de laboratorio, en condiciones estériles.
Bancos de semen, óvulos y embriones: conservan células reproductoras o embriones congelados, de animales domésticos o silvestres, y también se usan en la reproducción asistida de seres humanos.

Los bancos de germoplasma del CATIE#

El Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE) estableció en julio de 1976 su Banco de Germoplasma de Semillas Ortodoxas, para enfrentar la pérdida de diversidad de cultivos importantes de la región mesoamericana. Según el CATIE, conserva 6201 accesiones (muestras) de 125 especies, 61 géneros y 14 familias de plantas. Las colecciones más grandes son las de cucurbitáceas, como el ayote, el chiverre y el pipián, con 2332 accesiones de 16 países; la de chiles, con 884 accesiones de 31 países, y la de tomates, con 451 de 21 países. Las semillas se mantienen en una cámara fría a −18 °C.

El 90 % de los cultivos más importantes del banco son materiales criollos, recolectados en fincas, mercados y orillas de camino, y la colección de tomate incluye un 18 % de una especie silvestre. Investigadores del INTA de Costa Rica evaluaron 50 accesiones de tomate y encontraron algunas resistentes a virus y a los patógenos Pseudomonas y Fusarium, y tres resistentes a la sequía. En 2018, el Gobierno declaró de interés público la conservación a largo plazo de estos recursos genéticos por parte del CATIE (Decreto Ejecutivo 002-2018-MAG).

El CATIE mantiene además una colección internacional de café con cerca de 2000 materiales genéticos. Comenzó en 1949 con materiales traídos de Brasil, Guatemala y El Salvador, y luego se enriqueció con cafetos silvestres de Etiopía, Kenia, Sudán y Yemen; tiene más de 800 accesiones silvestres y variedades antiguas. Cuenta también con un laboratorio de embriogénesis somática y propagación in vitro para multiplicar las mejores variedades.

Ejemplo. ¿Qué porcentaje de las accesiones del banco de semillas ortodoxas del CATIE corresponde a cada una de sus tres colecciones principales?

Solución. Se divide cada colección entre el total de 6201 accesiones. Cucurbitáceas: 2332 ÷ 6201 ≈ 37,6 %. Chiles: 884 ÷ 6201 ≈ 14,3 %. Tomates: 451 ÷ 6201 ≈ 7,3 %. Juntas suman 3667 accesiones, alrededor del 59,1 % del banco.

Bioética y bioseguridad: lo que dice la Ley de Biodiversidad#

La bioética analiza qué es correcto hacer con la vida y con la información genética: quién da permiso para usar una muestra, quién se beneficia de un descubrimiento, cómo se protege la privacidad de los datos genéticos de una persona o qué destino tienen los embriones congelados. La bioseguridad busca evitar daños a la salud y al ambiente por el uso de organismos modificados genéticamente o exóticos.

En Costa Rica, la Ley de Biodiversidad (N.º 7788) regula estos temas. Entre otras cosas:

Define el elemento genético como cualquier material de plantas, animales, hongos o microorganismos que contenga unidades funcionales de la herencia (artículo 7).
Crea la Comisión Nacional para la Gestión de la Biodiversidad (artículo 14).
Exige que quien quiera importar, liberar o comercializar organismos genéticamente modificados de uso agropecuario obtenga un permiso previo y pida a la Comisión Técnica Nacional de Bioseguridad un dictamen vinculante sobre cómo evaluar y manejar el riesgo (artículo 46).
Pide, para acceder a elementos genéticos o bioquímicos, el consentimiento previamente informado de los representantes del lugar donde se hace el acceso, por ejemplo la autoridad de un territorio indígena (artículos 63 y 65).
Reconoce a las comunidades locales y a los pueblos indígenas el derecho a oponerse, por razones culturales, al acceso a sus recursos (artículo 66).
Exige un permiso de acceso para cualquier programa de investigación o bioprospección con material genético o bioquímico (artículo 69).

Quiénes investigan en genética en Costa Rica#

Según una revisión publicada en 1998 por Ramiro Barrantes, de la Universidad de Costa Rica (UCR), la mayor parte de la investigación en genética humana del país se ha hecho en la UCR, en unidades como el Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular (CIBCM), el Centro de Investigación en Hemoglobinas Anormales (CIHATA) y la Sección de Genética Humana del Instituto de Investigaciones en Salud (INISA). Fuera de la universidad destacaban el Hospital Nacional de Niños y el INCIENSA, que llevaba un registro de malformaciones congénitas. Según su sitio web, consultado en octubre de 2026, el CIBCM trabaja en cuatro áreas: biología y genética de plantas; genética y patología humana; microbiología ambiental y prospección génica, y virus y otros patógenos de plantas y sus vectores.

Entre los trabajos citados en esa revisión están el estudio de una sordera hereditaria en una gran familia costarricense, cuyo gen se ubicó en el cromosoma 5; investigaciones sobre el trastorno bipolar y la ataxia-telangiectasia en familias del país, y el estudio de una ceguera ligada al cromosoma X en familias de Guanacaste. Otros equipos han analizado la variación genética de la población: un estudio de 2001, con datos de 2196 personas, encontró que la población general costarricense tiene una diversidad genética mucho mayor que la de los pueblos indígenas del país.

Enfermedades hereditarias y la prueba del talón#

Desde marzo de 1990, Costa Rica tiene un Programa Nacional de Tamizaje Neonatal. A cada recién nacido se le toma, preferiblemente al tercer día de vida, una muestra de sangre del talón, conocida como prueba del talón. Su objetivo es prevenir la discapacidad cognitiva y otras discapacidades provocadas por enfermedades metabólicas hereditarias y trastornos relacionados, mediante su detección y tratamiento tempranos. Según el lineamiento técnico de la CCSS vigente para 2026-2031, la prueba detecta 29 enfermedades, entre ellas:

Errores congénitos del metabolismo, como la fenilcetonuria, la galactosemia y la enfermedad de la orina en jarabe de arce.
Trastornos endocrinos, como el hipotiroidismo congénito y la hiperplasia suprarrenal congénita.
Hemoglobinopatías, como las hemoglobinas S y C y las talasemias.
La fibrosis quística.

Las hemoglobinas anormales son un ejemplo de herencia recesiva: una persona con un solo alelo de la hemoglobina S suele estar sana, pero puede transmitirlo. En la revisión de 1998, Barrantes las señalaba como, probablemente, la enfermedad de herencia recesiva más frecuente en Costa Rica, con una frecuencia del alelo S de entre 0,5 % y 3 %.

Las gatas tricolores: herencia ligada al X#

Los gatos de pelaje con manchas naranjas y negras, como los tricolores, son casi siempre hembras. Según la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, el gen que determina el color «naranja o negro» del pelo está en el cromosoma X. Al inicio del desarrollo del embrión de una hembra, en cada célula se apaga uno de sus dos cromosomas X, y en los gatos la elección es al azar. Ese X queda inactivo en todas las células hijas, así que la gata forma un mosaico: manchas naranjas donde quedó activo un X y manchas negras donde quedó activo el otro. Este proceso se llama inactivación del cromosoma X o lyonización (el programa del MEP lo escribe «leonización»). Las manchas blancas de las gatas tricolores dependen de otro gen.

Un macho tiene un solo cromosoma X, así que puede ser naranja o negro, pero no las dos cosas. La excepción es un macho que haya heredado un cromosoma X adicional.

Ejemplo. Una gata con manchas naranjas y negras (X^NXⁿ, donde N es naranja y n es negro) se cruza con un gato negro (XⁿY). ¿Qué crías se esperan?

Solución. La gata da óvulos X^N o Xⁿ; el gato da Xⁿ a las hijas e Y a los hijos. Hijas: 1/2 X^NXⁿ, con manchas naranjas y negras, y 1/2 XⁿXⁿ, negras. Hijos: 1/2 X^NY, naranjas, y 1/2 XⁿY, negros. Del total de crías, 1/4 serán hembras con manchas naranjas y negras, y ningún macho las tendrá.

Ponte a prueba#

¿Para qué sirve un banco de germoplasma?#

Sirve para conservar, fuera de su hábitat natural, semillas, plantas, tejidos o células reproductoras que guardan la diversidad genética de una especie. Así se evita la erosión genética, es decir, la pérdida de variedades criollas y parientes silvestres, y se conserva la materia prima para obtener variedades resistentes a plagas, enfermedades o sequías. El banco de semillas del CATIE, por ejemplo, guarda 6201 accesiones a −18 °C.

¿Por qué casi todos los gatos con manchas naranjas y negras son hembras?#

Porque el gen del color naranja o negro del pelo está en el cromosoma X. Una hembra tiene dos X y, al inicio de su desarrollo, en cada célula se apaga uno de ellos al azar; así se forman parches naranjas y parches negros. Un macho tiene un solo X, de modo que es naranja o negro, pero no ambos, salvo que haya heredado un cromosoma X adicional.

¿Qué exige la Ley de Biodiversidad antes de acceder a recursos genéticos de un territorio indígena?#

Exige el consentimiento previamente informado de los representantes del lugar donde se hace el acceso; en un territorio indígena, de la autoridad de la comunidad. Además se necesita un permiso de acceso para la investigación o la bioprospección, y las comunidades locales y los pueblos indígenas pueden oponerse al acceso por razones culturales. Son normas de bioética que buscan proteger los derechos de quienes conservan esos recursos.

¿Qué es la prueba del talón y por qué se le hace a todos los recién nacidos?#

Es una muestra de sangre que se toma del talón del bebé, preferiblemente al tercer día de vida, dentro del Programa Nacional de Tamizaje Neonatal, vigente desde 1990. Permite detectar 29 enfermedades, entre ellas la fenilcetonuria, el hipotiroidismo congénito, las hemoglobinopatías y la fibrosis quística, antes de que den síntomas. Así se pueden tratar a tiempo y prevenir discapacidades.

¿Qué probabilidad hay de que una cría sea hembra con manchas naranjas y negras si se cruza una gata de ese pelaje con un gato naranja?#

La gata es X^NXⁿ y el gato naranja es X^NY. Las hijas reciben el X^N del padre y un X de la madre: la mitad son X^NX^N, naranjas, y la otra mitad X^NXⁿ, con manchas naranjas y negras. Como las hijas son la mitad de las crías, la probabilidad es 1/2 · 1/2 = 1/4, es decir, un 25 %.