GENOMA HUMANO

GENOMA HUMANO

Con los avances en el estudio del Genoma Humano se ha identificado que aproximadamente el 30% de genes mutados en enfermedades humanas codifican para enzimas. Se ha identificado también que trastornos que afectan el desarrollo embrionario se deben a mutaciones principalmente tanto en genes para enzimas como para factores de transcripción; mientras que trastornos genéticos que se manifiestan en el adulto son por mutaciones en enzimas y proteínas moduladoras de funciones intracelulares.

El 90% de la eucromatina humana está secuenciada. El tamaño total del genoma humano se estima en 3.2 Gb (gigabases) de nucleótidos; de éstos aproximadamente 2.95 Gb es eucromatina. Sólo del 1.1% al 1.4% de esas secuencias codifican para proteína y representa sólo el 5% del 28% de la secuencia que es transcrita a ARN.

La secuencia de nucleótidos del ADN sirve de molde para la síntesis de moléculas de ARN y de éstas para su traducción en proteínas. Esta transferencia de información genética de ADN a ARN a Proteína se le conoce como el “Dogma Central de la Biología Molecular”.

Concepto Molecular de Gen.

En términos moleculares GEN corresponde a la secuencia completa de ácidos nucleicos requerida para la síntesis de proteínas o de ARN. Esto incluye tanto a las secuencias que se transcriben y traducen a proteínas, como las que solo se transcriben y permanecen como ARN y que no codifican para proteína, como son los ARN ribosomales y los ARN de transferencia. Estos son los ARNs (96%) más abundantes de la célula y tienen un papel estructural esencial para la traducción de los ARN mensajeros (4% del total de ARN) que son los que sí codifican para proteínas.

El ADN molecularmente está formado por bases nitrogenadas, purinas y pirimidinas, que forman los llamados nucleótidos. En el caso del ADN, dos purinas (Adenina y Guanina) forman enlaces complementarios con dos pirimidinas (Timina y Citosina). Esta es la base química de la transmisión de la información hereditaria de célula a célula durante la división celular y de individuos a individuos durante la fecundación.

Genoma Humano.

El genoma humano nuclear consiste en aproximadamente 3 mil millones de nucleótidos repartidos en los 23 pares de cromosomas, los cuales pueden contener desde 50 hasta 250 millones de pares de bases cada uno. Además existe el genoma mitocondrial que contiene aproximadamente 16,000 pares de bases y el cual se replica autónomamente del nuclear.

Se calcula en el 2001 que el genoma humano contiene de 26,000 a 31, 000 genes que codifican para proteínas. La función del resto del genoma no se conoce.

Existen tres clases generales de genes: genes para ARN ribosomal (ARNr), genes para ARN de transferencia (ARNt) y genes para ARN mensajero (ARNm). Los genes ribosomales se conocen como clase I y son transcritos por la enzima ARN polimerasa I; los genes que codifican para ARNm y proteínas se llaman clase II y son transcritos por la ARN polimerasa II; y los clase III para ARNt son transcritos por la ARN polimerasa III.

Los genes que codifican para proteínas contienen generalmente un sitio de iniciación y uno de terminación de la transcripción, secuencias de exones, secuencias de intrones y secuencias promotoras que regulan la iniciación de la transcripción. Además existen secuencias aumentadoras e inhibidoras de la transcripción que regulan la expresión de varios genes. Estas son las que permiten por ejemplo cambios de expresión genética por efectos hormonales o nutricionales. Los ARN mensajeros que se traducen a proteína son madurados en el núcleo a partir de un precursor de mayor longitud, el ARN heterogéneo nuclear. Este proceso conocido como empalme es mediado por complejos de Ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNP) que catalizan la remoción de intrones y el ensamble de exones para formar una secuencia continua que pueda traducirse en ribosomas. Contra estas snRNP actúan los “Anticuerpos Antinucleares” utilizadas en el Dx de enfermedades autoinmunes. Este procesamiento o maduración de ARNhn a ARNm es muy preciso y defectos en el empalme son causas de enfermedades genéticas en las que ARNs incompletamente madurados son degradados o traducidos a proteínas defectuosas.

Los ARN mensajeros correctamente procesados se traducen a proteínas a través de la lectura del llamado Código Genético. Este consiste en una combinación de 3 nucleótidos (codón) que codifica para un determinado aminoácido. Existen 64 combinaciones diferentes de trinucleótidos (codones), de los cuales 3 sirven de señales de terminación y 61 codifican para aminoácidos. Dado que la gran variedad de proteínas de las células consiste de 20 aminoácidos diferentes, hay aminoácidos que contienen más de un codón. El código es por esto degenerado y además es universal, es decir es el mismo para todos los organismos vivientes.

La secuencia de aminoácidos de una proteína está determinada por la secuencia de nucleótidos del ARNm y por lo tanto por la de ADN. La traducción de ARNm a proteína se lleva a cabo en los ribosomas citoplásmicos y consiste en 3 fases: iniciación, elongación y terminación. Los ARN mensajeros y las subunidades ribosomales son ensamblados juntos por la acción de diferentes Factores de Traducción. Los aminoácidos son acarreados al ribosoma unidos a un ARN de transferencia específico

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