Temas De Genetica

Introducción

El genoma humano es el genoma del Homo sapiens, es decir, la secuencia de ADN contenida en 23 pares de cromosomas en el núcleo de cada célula humana diploide.

De los 23 pares, 22 son cromosomas autosómicos y un par determinante del sexo (dos cromosomas X en mujeres y uno X y uno Y en hombres). El genoma haploide (es decir, con una sola representación de cada par) tiene una longitud total aproximada de 3200 millones de pares de bases de adnque contienen unos 20.000-25.000 genes

El Proyecto Genoma Humano produjo una secuencia de referencia del genoma humano eucromático, usado en todo el mundo en las ciencias biomédicas.

La secuencia de ADN que conforma el genoma humano contiene codificada la información necesaria para la expresión, altamente coordinada y adaptable al ambiente, del proteoma humano, es decir, del conjunto de las proteínas del ser humano. Las proteínas, y no el ADN, son las principales biomoléculas efectoras; poseen funciones estructurales, enzimáticas, metabólicas, reguladoras, señalizadoras..., organizándose en enormes redes funcionales de interacciones. En definitiva, el proteoma fundamenta la particular morfología y funcionalidad de cada célula. Asimismo, la organización estructural y funcional de las distintas células conforma cada tejido y cada órgano, y, finalmente, el organismo vivo en su conjunto. Así, el genoma humano contiene la información básica necesaria para el desarrollo físico de un ser humano completo.

La alteración de la secuencia de ADN que constituye el genoma humano puede causar la expresión anormal de uno o más genes, originando un fenotipo patológico. Las enfermedades genéticas pueden estar causadas por mutación de la secuencia de ADN, con afectación de la secuencia codificante (produciendo proteínas incorrectas) o de secuencias reguladoras (alterando el nivel de expresión de un gen), o por alteraciones cromosómicas, numéricas o estructurales. La alteración del genoma de las células germinales de un individuo se transmite frecuentemente a su descendencia. Actualmente el número de enfermedades genéticas conocidas es aproximadamente de 4.000, siendo la más común la fibrosis quística.

El estudio de las enfermedades genéticas frecuentemente se ha englobado dentro de la genética de poblaciones. Los resultados del Proyecto Genoma Humano son de gran importancia para la identificación de nuevas enfermedades genéticas y para el desarrollo de nuevos y mejores sistemas de diagnóstico genético, así como para la investigación en nuevos tratamientos, incluida la terapia génica.

La ingeniería genética, también llamada biogenética, es la tecnología del control y transferencia de ADN de un organismo a otro, lo que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos y la fabricación de numerosos compuestos. La terapia genética consiste en sustituir o añadir, según el caso, una copia normal de la región defectuosa del ADN para poder solucionar y restablecer la función alterada, evitando el desarrollo de enfermedades de origen genético, como por ejemplo la facultad defensiva ante las enfermedades infecciosas. Las enfermedades con las que se ha empezado a trabajar son, entre otras, la deficiencia de la enzima ADA (adenosina desaminasa), conocida como la de los “niños burbuja” y la DMD o distrofia muscular de Duchenne.

La posibilidad de curar las enfermedades genéticas con un tratamiento específico justifica lo esfuerzos que se están realizando en este sentido.

Genoma humano

El genoma humano es el genoma del Homo sapiens, es decir, la secuencia de ADN contenida en 23 pares de cromosomas en el núcleo de cada célula humana diploide.

- Antecedentes:

Las actividades propias del Proyecto Genoma Humano, se inician alrededor del año 1984, cuando el biólogo molecular Robert Sinshheimerm, en ese momento Rector de la Universidad de California en Santa Cruz (EE.UU), planteó la idea de fundar un instituto para secuenciar el genoma humano. Esta iniciativa había surgido varios años antes como proyectos institucionales en muchos estados y universidades de aquel país, fundamentalmente motivados por los grandes recursos económicos que atraería la iniciativa.

En forma independiente apareció también interesado en el tema, el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE), institución gubernamental que estaba interesada en estudiar los efectos que potencialmente producirían en la genética y en las mutaciones del material genético, las actividades experimentales de sus programas nucleares, tanto militares como civiles.

El PGH en su comienzo, enfrentó a dos grupos diferentes de científicos: por un lado, los biólogos moleculares de universidades y por otro, aquellos de los institutos de investigación del NIH (National Institute of Healt), organismo estatal que recibía casi todos los fondos federales destinados a la investigación biomédica. En lo fundamental, la disputa se centró en la preocupación de los científicos por la magnitud y costos de la empresa. En efecto, aunque no existía ninguna duda que la iniciativa representaría un avance importante en la ciencia de la vida, existían fuertes discrepancias en términos de definir las vías más adecuadas para lograr los objetivos propuestos. Para ubicarnos " ma- terialmente" en el tema, consideremos solamente que para comenzar a desarrollar el Proyecto, el NIH destinó 28,2 millones de dólares para el período 1988-1989 y el DOE, sólo 10 millones menos. Por su parte, el gobierno de EE.UU. comprometió recursos por 3.000 millones de dólares para 15 años de trabajo y dispuso que un porcentaje de los aportes internacionales obtenidos para estas investigaciones, se canalizara al estudio de los aspectos éticos y las repercusiones sociales del PGH.

En el año 1988, el biólogo molecular James Watson (coautor y Premio Nóbel de Medicina en 1953 junto a Francis Crick por generara un modelo estructural de la molécula de ADN), asumió como Director Ejecutivo de la Investigación del Genoma Humano en el NIH. Al asumir el cargo, se firmó un acuerdo con el DOE mediante el cual ambas instituciones se comprometían a cooperar en la investigación del genoma. De este modo, el Proyecto Genoma Humano de los EE.UU., iniciaba su marcha con el liderazgo del NIH en lugar del DOE.

El interés del resto de las naciones creció en forma notable, muchas de ellas motivadas fundamentalmente por no quedarse atrás de EE.UU. en un tema de tanta trascendencia. En un Congreso de Científicos realizada en Cold Spring Harbor (EE.UU.), los investigadores asistentes decidieron fundar la Organización del Genoma Humano (HuGO), cuyo objetivo fundamental fue coordinar los trabajos en el tema realizados en el ámbito internacional y para evitar repeticiones y solapamientos. El primer director de esta naciente organización fue el genetista norteamericano Víctor McKusic, reconocido investigador que se ha destacado mundialmente por sus importantes aportes al conocimiento en el campo de la genética humana a nivel clínico. Al primer director de HuGO, le sucedió el investigador inglés sir Walter Bodmer, en ese momento director del Fondo Imperial para la Investigación del Cáncer.

En otro hito importante del PGH se sitúa en el año 1994 cuando un ex investigador de uno los centro del NIH, Craig Venter fundó, con un financiamiento mixto, el Instituto para la Investigación Genética (TIGR), institución que se destacó rápidamente en la opinión pública, porque dio a conocer en 1995, la secuencia nucleotídica del primer organismo completo que se publicó: la de la bacteria Haemophilus influenzae con 1.8 Mb (mil ochocientos pares de bases) que forman parte de 1.740 genes.

En el mes de Mayo de 1998, se estableció comercialmente la primera empresa relacionada con el Proyecto: CELERA GENOMICS, empresa que surge por la unión de TIGR con Applied Biosystem y simultánemente se concreta un join venture entre estas empresas para comercializar los resultados de sus descubrimientos.

La aventura por secuencia el genoma humano se transformó en una actividad frenética en todos los laboratorios que estaban trabajando en el tema. Se trataba de secuenciar trozos de cromosomas humanos y rápidamente incorporar sus secuencias a las bases de datos de HuGO, para atribuírselas y luego poder patentarlas.

Aunque no lo había mencionado anteriormente, desde los inicios del PGH, se acordó desarrollarlo a través de dos vías independientes, pero relacionadas y ambas esenciales:

1. SECUENCIACIÓN: actividad relacionada con la definición de la posición en que se encuentran dispuestos los nucleotidos (cada uno conteniendo una de las cuatro bases nitrogenadas propias del Acido desoxirribonucleico) en la molécula de ADN.

2. CARTOGRAFIA O MAPEO GÉNICO: procedimiento que consiste en la localización de los genes en cada uno de los 23 pares de cromosomas del ser humano. Esta etapa tuvo su primer cierre en 1998, y cada día recibe nuevos aportes, que aunque menores, incrementan notablemente el conocimiento sobre el tema.

Más recientemente, el 6 de Abril del año 2000 se anunció públicamente que se había terminado el primer "borrador" conteniendo la secuencia competa del genoma humano y la localización de los genes en los cromosomas.

Finalmente el día 15 y 16 de febrero de 2001, las dos más prestigiosas revistas científicas norteamericanas, NATURE y SCIENCE, publicaron la secuencia definitiva del Genoma Humano, con u 99,9% de confiabilidad y casi un año antes de lo que se había presupuestado y prometido.

- Características Generales

El Genoma Humano es el número total de cromosomas del cuerpo. Los

...