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Proyecto Genoma Humano – Genética



    1. Genoma
      humano
    2. Estructuras relacionadas al
      genoma
    3. Estructura básica del
      genoma
    4. Posibles aplicaciones a la
      secuencia del genoma
    5. Problemática del
      genoma humano
    6. Bioética del genoma
      humano
    7. Referencias

    INTRODUCCIÓN

    El Proyecto Genoma
    Humano es el primer gran esfuerzo coordinado internacionalmente
    en la historia de la
    biología.
    Se propone determinar la secuencia completa (más de 3000 x
    106 pares de bases) del genoma humano, localizando con
    exactitud (por cartografía) los 100 mil genes aprox. Y el
    resto del material hereditario de nuestra especie, responsable de
    las instrucciones genéticas de lo que somos desde el punto
    de vista biológico. Pero realmente lo que llamamos
    Proyecto Genoma es el término genérico con el que
    se designa a una serie de iniciativas para conocer al
    máximo detalle los genomas no solo de humanos, sino de una
    serie de organismos modelo de
    todos los dominios de la vida, todo lo cual se espera que de un
    impulso formidable en el
    conocimiento de los procesos
    biológicos.

    Es este gran proyecto y los avances
    tecnológicos que implicaría su desarrollo, lo
    que nos conlleva a desarrollar la siguiente monografía en la tratamos de reflejar de
    manera sucinta pero precisa el marco
    teórico, práctico, problemático y
    bioético que conllevaría el desarrollo de dicho
    proyecto. Con este propósito, y para tratar de abarcar la
    mayor parte de los temas de este vasto tema, el trabajo ha
    sido dividido en siete capítulos.

    En el primero tratamos sobre el genoma en general, el
    origen del proyecto, el concepto de
    genoma, sus características y los objetivos del
    descubrimiento (o codificación) del genoma humano. En el
    segundo capítulo se abarcará las estructuras
    relacionadas al genoma ya sea cromosomas,
    ADN, ARN y sus
    subdivisiones, asimismo en el tercer capitulo también se
    hablara sobre estructura del
    genoma, pero esta vez de la estructura básica.

    Luego abarcaremos el tema sobre las posibles
    aplicaciones que tendría el uso del genoma humano de ser
    codificado y entendido en su totalidad. Luego concluiremos con la
    problemática que esta acarreando en la actualidad el
    desarrollo del proyecto genoma (cap. VI) y lo referente a la
    bioética aplicable al uso y desarrollo de
    este proyecto, lo que conllevaría al buen o mal uso de
    este avance tecnológico.

    1. GENOMA
      HUMANO
    1. ORIGEN DEL PROYECTO GENOMA

    Aunque antes de los 80’ ya se había
    realizado la secuencia de genes sueltos de muchos organismos,
    así como de "genomas" en entidades subcelulares (algunos
    virus y
    plásmidos), y aunque "flotaba" en el entorno de algunos
    grupos de
    investigación la idea de comprender los
    genomas de algunos organismos, "la constitución del PGH (proyecto genoma
    humano) comenzó en los EE.UU.

    En 1986 cuando el Ministerio de Energía (DOE), en
    un congreso en Santa Fe (NM) planteó dedicar una buena
    partida presupuestaria a secuenciar el genoma humano, como medio
    para afrontar sistemáticamente la evaluación
    del efecto de las radiaciones sobre el material
    hereditario"(1).

    Al año sgte., tras un congreso de biólogos
    realizado en el Laboratorio de
    Cold Spring Harbor, se unió a la idea el Instituto
    Nacional de la Salud, otro organismo
    público con más experiencia en biología
    (pero no tanta como el DOE en la coordinación de grandes proyectos de
    investigación). El posterior debate
    público tuvo la habilidad de captar la imaginación
    de los responsables políticos, y ofrecer el atractivo de
    que no solo el PGH era el gran emblema tecnocientífico de
    finales del siglo (como lo había sido el Proyecto Apolo en
    los años 60’), sino que "uno de los de sus fines
    explícitos era desarrollar tecnologías de vanguardia y
    conocimiento
    directamente aplicable (no solo en el campo de la biotecnología) que asegurarían la
    primicia tecnológica y comercial del país en el S.
    XXI"(2).

    Luego en 1988 se publicaron informes de la
    Oficina de
    Evaluación Tecnológica del Congreso (OTA) y del
    Consejo Nacional de Investigación (NRC), que supusieron
    espaldarazos esenciales para dar luz verde en la
    iniciativa. Ese mismo año se establece la
    Organización del Genoma Humano (HUGO), como entidad
    destinada a la coordinación internacional, a evitar
    duplicaciones de esfuerzos, y a diseminar los
    conocimientos.

    El comienzo oficioso del PGH corresponde a 1990, y se
    calcula que terminará el 2005.

    Sus objetivos eran elaborar en una primera etapa
    mapas
    genéticos y físicos con suficiente
    resolución, mientras se ponían a punto técnicas
    más eficaces de secuenciación, de modo que en la
    fase final se pudiera abordar la secuenciación de todo el
    genoma humano.

    Entre los objetivos se cuentan igualmente la
    caracterización y secuenciación de organismos
    modelo y la creación de infraestructura
    tecnológica, entre las que destacan nuevas herramientas
    de hardware y
    software
    destinadas a automatizar tareas, a procesar la enorme cantidad de
    datos que se
    esperan, y a extraer la máxima información biológica y
    médicamente significativa.

    Aunque en un principio se calculó que el PGH
    americano costaría unos 3 mil millones de dólares y
    duraría 15 años, tanto el costo como los
    plazos han tenido que ser estimados a la baja, debido a
    innovaciones tecnológicas que abaratan y acortan la
    investigación. Los fondos federales estadounidenses
    dedicados hasta 1998 al PGH ascienden a 1.9 millones de
    dólares (casi 300 mil millones de pesetas).

    En 1993 los fondos públicos para el PGH fueron
    170 millones de dólares, mientras que la industria
    gastó 80 millones. Conforme pasa el tiempo, la
    inversión privada se esta haciendo
    más importante, e incluso amenaza con adelantarse a los
    proyectos
    financiados con fondos públicos. En mayo de 1998, la empresa TIGR
    anunció la creación de un proyecto conjunto con
    Perkin-Elmer (fabricante de secuenciadores automáticos)
    que podría conducir a terminar por su cuenta la secuencia
    humana a un costo equivalente a la décima parte del
    proyecto público y con unos plazos más
    breves.

    1. Campion, Dominge. "Las Familias en los
      genes". En Rev. Recherche N- 303 p. 72
    2. Smallwood, William-Green, Edna. Biologia. P.
      229
    1. Se denomina genoma de una especie al conjunto de
      la información genética codificada en una o varias
      moléculas de ADN (o en muy pocas especies ARN),
      donde están almacenadas las claves para la
      diferenciación celular que forman los tejidos
      y órganos de un individuo. Por medio de la reproducción sexual de los individuos
      esa información es permanentemente reordenada y
      transmitida a los descendientes, constituyendo una población dinámica.

      El conjunto de esta información codificada
      es el Genoma, y el de las características
      morfológicas y funcionales resultantes de la
      "expresión" de dicha información caracteriza
      a cada especie de los seres vivos.

      El diccionario define Genoma como el conjunto
      de genes que especifican todos los caracteres que pueden
      ser expresados en un organismos.

      "Un genoma es todo el material genético, es
      el juego
      completo de instrucciones hereditarias, para la construcción y mantenimiento del organismo, y pasar la vida
      a la sgte. Generación"(3).

      En la mayoría de los seres vivos, el genoma
      esta hecho por un químico llamado ADN el genoma
      contiene genes empaquetados en cromosomas y afectan
      características especificas del
      organismo.

      Se puede imaginar esto como un juego de cajas
      chicas, dispuestas una dentro de otra. La más grande
      representa el genoma en su interior, una más
      pequeña contiene los cromosomas, y en el interior de
      esta caja que representa a los genes. Dentro de esta
      finalmente esta la más pequeña, el ADN, en
      resumen, el genoma se divide en cromosomas que contienen
      genes y los genes están hechos de ADN.

      (3) Sinder J., Adison. "El Tiempo en el
      Genoma Humano". En Rev. Tecnología del Genoma n-27. p.
      25

    2. DEFINICIÓN DE GENOMA
    3. CARACTERÍSTICAS DEL
      GENOMA

    El genoma humano es el número total de cromosomas
    del cuerpo. Los cromosomas contienen aprox. 30 mil genes, los
    responsables de la herencia. La
    información contenida en los genes ha sido decodificada y
    permite a la ciencia
    conocer mediante tests genéticos, que enfermedades podrá
    sufrir una persona en su
    vida. También con ese conocimiento se podrán tratar
    enfermedades hasta ahora incurables.

    Pero el conocimiento del código
    de un genoma abre las puertas para nuevos conflictos
    ético-morales, p.ej. seleccionar que bebes van a nacer, o
    clonar seres por su perfección. Esto atentaría
    contra la diversidad biológica y reinstalaría entre
    otras la cultura de una
    raza superior, dejando marginados a los demás. Quienes
    tengan desventaja genética quedarían excluidos de
    los trabajos, compañías de seguro, seguro social,
    etc. Similar a la discriminación que existe en los trabajos
    con las mujeres respecto al embarazo y los
    hijos.

    1. OBJETIVOS QUE DA EL DESCUBRIMIENTO DEL
      GENOMA
    • Identificar los aprox. 30 mil-40 mil genes humanos en
      el ADN.
    • Determinar la secuencia de 3 billones de bases
      químicas que conforman el ADN.
    • Acumular la información en bases de
      datos.
    • Desarrollar de modo rápido y eficiente
      tecnología de secuenciación.
    • Desarrollar herramientas para análisis de datos.
    • Dirigir las cuestiones éticas, legales y
      sociales que se derivan del proyecto.

    Este proyecto a suscitado análisis éticos
    , legales, sociales y humanos que han ido más allá
    de la investigación científica propiamente
    dicha (declaración sobre dignidad y
    genoma humano, UNESCO).

    "El propósito inicial fue el de dotar al mundo de
    herramientas trascendentales e innovadoras para el tratamiento y
    prevención de enfermedades"(4).

    Como se expresó, el genoma es el conjunto de
    instrucciones completas para construir un organismo humano
    cualquiera.

    El genoma contiene el diseño
    de las estructuras celulares y las actividades de las células
    del organismo. El núcleo de cada célula
    contiene el genoma que esta conformado por 23 pares de cromosomas
    lo que a su vez contiene alrededor de 30 mil a 40 mil genes, los
    que están formados por 3 billones de pares de bases, cuya
    secuencia hace la diferencia entre los organismos.

    Se localiza en el núcleo de las células.
    "Consiste en hebras de ADN estrechamente enrolladas y
    moléculas de proteína asociadas, organizadas en
    estructuras llamadas cromosomas. Si desenrollamos las hebras y
    las adosamos medirían más de 5 pies, sin embargo su
    ancho seria ínfimo, cerca de 50 trillonésimas de
    pulgada"(5).

    El ADN que conforma el genoma, contiene toda la
    información necesaria para construir y mantener la vida
    desde una simple bacteria hasta el organismo humano. Comprender
    como el ADN realiza la función
    requiere de conocimientos de su estructura y organización.

    1. Sulisburg, Meredth. "Genoma". En Rev.
      Tecnología del Genoma. N-29. p. 44
    2. Bernstein, Ruth-Stephen, Bernstein.
      "Biología". P. 593
    1. 2.1. CROMOSOMAS

      Se denomina Cromosoma a cada uno de los
      corpúsculos, generalmente en forma de filamentos, que
      existen en el núcleo de las células y controlan
      el desarrollo genético de los seres vivos. Los
      cromosomas eucarióticos son filamentos de cromatina
      que aparecen contraídos durante la mitosis;
      sin embargo cuando la
      célula está en reposo, aparecen contenidos
      en un núcleo y se pueden distinguir mediante tinciones
      con determinados colorantes, debido a un proceso de
      hidratación e imbibición que sufren, de manera
      que se muestran un poco condensados.

      Nombre que recibe una diminuta estructura filiforme
      formada por ácidos
      nucleicos y proteínas presentes en todas las
      células vegetales y animales.

      El cromosoma contiene el ácido nucleico, ADN,
      que se divide en pequeñas unidades llamadas genes,
      estos determinan las características hereditarias de
      la célula u organismo. Las células de los
      individuos de una especie determinada suelen tener un numero
      fijo de cromosomas, que en las plantas y
      animales superiores se presentan por pares. "El ser humano
      tiene 23 pares de cromosomas.

      En esos organismos, las células reproductoras
      tienen por lo general solo la mitad de los cromosomas
      presentes en las corporales o
      somáticas"(6). "Durante la fecundación , el espermatozoide y el
      óvulo se unen y reconstruyen en el nuevo organismo la
      disposición por pares de los cromosomas; la mitad de
      esos cromosomas proceden de un parental, y la otra mitad de
      otro"(7). "Es posible alterar el número de
      cromosomas y de forma artificial, sobre todo en las plantas,
      donde se forman múltiplos del número de
      cromosomas normal mediante el tratamiento con
      colchicina"(8).

      Varios miles de genes (unidades de la herencia) se
      disponen en una sencilla línea sobre un cromosoma, una
      estructura filiforme de ácidos nucleicos y
      proteínas. Las bandas teñidas de oscuro son
      visibles en los cromosomas tomados de las glándulas
      salivales de Drosophila sp. , la mosca de fruta, su
      significado se conoce pero el hecho de que los diseños
      específicos de las bandas sean característicos
      de varios cromosomas, constituyen una valiosa herramienta de
      identificación. Cromosoma es cada uno de los
      pequeños cuerpos en forma de bastoncillo que se divide
      de la cromatina del núcleo celular en la mitosis, los
      cuales contienen el código genético de la
      herencia.

      Los cromosomas están presentes en todas las
      células del organismo (excepto en algunos tipos muy
      particulares de vida corta como los glóbulos rojos que
      carecen de núcleo). De ordinario miden entre 5 y 15
      micrómetros y para identificarlos hay que observar la
      célula en fase de división celular,
      especialmente durante la metafase o profase tardía. El
      número de cromosomas es distinto para cada especie,
      aunque es constante para todas las células de la misma
      (ley de
      constancia numérica de los cromosomas), excepto para
      las células reproductoras que tienen una
      constitución cromosómica mitad (haploide) con
      respecto a las células somáticas
      (diploide).

      En la especie humana este número es de 46 de
      los cuales 44 son autosomáticos y 2 son sexuales (un
      par XY en el caso del hombre y
      un par XX en la mujer).
      Los cromosomas están constituidos por cadenas lineales
      de ADN y por proteínas que empaquetan el ADN en
      unidades de repetición denominadas nucleosomas. Las
      cadenas de ADN están estructuradas en cadenas
      denominadas genes, sintetizadores de proteínas
      específicas, cada una de los cuales por término
      medio del orden de mil a dos mil pares de nucleótidos.
      Las técnicas de estudio de lo cromosomas han permitido
      obtener con gran precisión el cariotipo humano y
      detectar las alteraciones genéticas responsables de
      síndromes cromosómicos que se traducen en
      malformaciones y retraso psicomotor.

      Algunas de la anomalías del desarrollo sexual
      (síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner).
      Actualmente se conocen más de 70 síndromes
      genéticos , perfectamente definidos y atribuibles a
      aberraciones cromosómicas. En todo cromosoma es
      posible distinguir dos mitades longitudinales o
      cromátidas (que se escinden durante la división
      celular), y un centrómero o constricción
      principal del cromosoma, las que se fijan las fibras del huso
      acromático en el curso de la mitosis y de la meiosis,
      que delimita dos porciones laterales, los brazos del
      cromosoma.

      Según la posición del
      centrómero estos brazos son iguales o muy desiguales
      en longitud lo que determina tipos morfológicos de
      cromosomas, conocidos respectivamente como
      metacéntricos y telocéntricos, de gran
      importancia para la caracterización del
      cariotipo.

      Algunos tipos particulares de cromosomas son los
      siguientes: Cromosoma en anillo (delección de la
      porción final de un cromosoma y reunión de las
      dos porciones distales nuevas que forman un
      anillo).

      Cromosoma gigante (cromosoma atípicamente
      grande formado por la no disyunción de las
      cromátidas en sucesivas mitosis, son típicos de
      las glándulas salivales de los dípteros y
      especial valor para
      la confección de mapas cromosómicos.

      Cromosoma sexual o heterocromosoma (cromosoma de
      tipo X o Y, determinante en el sexo).

      Cromosoma bacteriano (ADN de la célula
      procariota que forma un gran molécula única y
      circular (de algunos millones de pares de bases), no tienen
      histonas y por tanto tampoco la estructura tridimensional
      típica de los cromosomas eucariotas.

      (6) Ville. Claude. "Biología". P.
      709

      (7) Nasson, Alvin. "Biología". P.
      743

      (8) Goodman, Nat. "El Genoma Humano". En
      Rev. Recherche. P. 54

      2.1.1. Cromatina

      Es una sustancia albuminoidea fosforada que en forma
      de gránulos, filamentos, etc., se encuentran en el
      núcleo de las células y se tiñen
      intensamente color
      carmín y los colores
      básicos de anilina.

      2.1.2. Alelo

      Se denomina alelo a cada una de las formas
      alternativas de un gen que ocupa el mismo locus en un
      cromosoma homólogo y que controlan el mismo rasgo o
      carácter.

      También conocido como alemorfo. Se denominan
      con una o más letras y algún símbolo.
      Son alelos dominantes solo los que necesitan una dosis para
      expresarse y se nombran con letras
      mayúsculas.

      Se lama alelo recesivo al que necesita doble dosis
      para expresarse, se simbolizan con letras mayúsculas.
      El alelo más frecuente en una especie se llama de tipo
      salvaje y se designa con el símbolo más (+).
      Los alelos mutantes se originan a partir del alelo de tipo
      salvaje por sustitución, adición,
      pérdida o reordenamiento de uno o más residuos
      de nucleótidos. Un individuo diploide puede presentar
      para un mismo gen alelos iguales o distintos. Según
      las mutaciones, se dice que dos alelos son homoalelos o
      isoalelos, cuando presentan mutaciones en el mismo sitio o
      heteroalelos, cuando las tiene en lugares
      distintos.

      Según su función los alelos pueden ser
      amorfos, cuando carecen de actividad o hipomorfos, cuando
      tienen niveles bajos de actividad. La función de un
      alelo se puede medir por su efecto en el fenotipo de un
      organismo. Dos alelos son codominantes o isomorfos cuando
      tienen la misma actividad.

      En microorganismos los genes funcionales se
      encuentran en los cromosomas agrupados en operones en los
      cuales funciona en forma coordinada, de manera que ciertas
      mutaciones de un gen pueden bloquear la expresión de
      otros genes en el operón.

      2.1.3. Cariotipo

      Se denomina cariotipo al complemento
      cromosómico del individuo, típico respecto a
      forma, tamaño y número de cromosomas, que se
      perpetúa normalmente en la descendencia. Cada especie
      presenta un determinado cariotipo por el que se diferencia de
      los demás y que al mismo tipo condiciona
      frecuentemente su aislamiento reproductor entre los
      individuos de una y otra especie.

      Tenemos que mencionar que "el cariotipo del hombre
      ha sido definido mediante nomenclaturas diversas que se han
      completado y perfeccionado con la aparición de nuevas
      técnicas denominadas de marcado"(9). "En
      1978 una comisión internacional permanente, designada
      al efecto publico la obra An International System for Human
      Cytogenetic Nomenclature (ISCN), código universal que
      permite describir el cariotipo normal y sobre todo sus
      anomalías"(10). El cariotipo es la
      representación o imagen
      cromosómica completa de un individuo que se obtiene a
      partir de la macrofotografía de una célula
      somática en fase de mitosis.

      Las técnicas de marcado que aparecieron en
      1971 pusieron de manifiesto una auténtica topografía de bandas alternamente
      claras y oscuras a lo largo de los brazos
      cromosómicos, características para cada
      cromosoma, lo que permite su
      identificación.

      2.2. ADN

      Siglas del ácido desoxirribonucleico, formado
      por un azúcar (2-desoxi-D-ribosa),
      ácido fosfórico y bases nitrogenadas (adenina,
      guanina, citosina y timina). Su estructura es la de una doble
      hélice en la que las bases se encuentran situadas en
      el interior de la molécula y los grupos fosfatos se
      disponen en el exterior. Las bases nitrogenadas se unen
      siempre del mismo modo (adenina con timina y guanina con
      citosina) a través de puentes de hidrógeno.

      La estructura se mantiene estable gracias al
      apilamiento de las bases en el centro de la molécula.
      Las dos hebras que forman la cadena presentan orientaciones
      opuestas o pueden separarse mediante la acción del calor o de
      determinadas sustancias químicas (p.ej. la urea),
      dando lugar al proceso llamado desnaturalización, que
      es reversible, es decir permite recuperar la estructura
      helicoidal (renaturalización). "La temperatura a la que la molécula de ADN
      se desnaturaliza es distinta en cada especie de
      organismo"(11).

      El orden en el que se presentan las cuatro bases es
      el que determina el código genético. El ADN se
      presenta físicamente en el núcleo de la
      célula empaquetado a distintos niveles, formando los
      cromosomas.

      Existen dos tipos de ácido nucleico: el
      ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido
      ribonucleico (ARN). Son componentes principales de la
      célula que constituyen en conjunto entre el 5 y el 15%
      de su peso seco. Los ácidos nucleicos también
      están presentes en los virus formando complejos con
      proteínas que pueden infectar a una célula
      huésped y replicarse en su interior, tal es el caso
      del virus del VIH (SIDA), que es
      un retrovirus que destruye el sistema
      inmunológico en el ser humano. Reciben la
      denominación de ácidos nucleicos porque el ADN
      fue aislado por primera vez del núcleo celular, pero
      tanto el ADN como el ARN se encuentran también en
      otras partes de la célula. Son cadenas constituidas
      por unidades monoméricas llamadas nucleótidos,
      siendo desoxirribonucleotidos los monómeros
      constituyentes del ADN y ribonucleótidos en el
      ARN.

      Los distintos ácidos nucleicos difieren en la
      secuencia de bases heterocíclicas, que es una
      característica de sus nucleótidos. Cabe
      mencionar que los nucleótidos se unen entre sí
      mediante enlaces covalentes formando la estructura covalente
      de las cadenas de ácidos nucleicos. El ácido
      nucleico está constituido por unidades repetidas de
      desoxirribonucleótidos.

      El ADN fue aislado por primera vez de las
      células del pus y del esperma del salmón, y
      estudiado intensamente por el suizo Friedrich Miesher en una
      serie de investigaciones comenzadas en 1869, como los
      detectó en los núcleos celulares los
      denominó nucleínas. Se necesitaron casi 70
      años de investigación para poder
      identificar por completo los sillares principales y la
      estructura del esqueleto de los ácidos
      nucleicos.

      Las moléculas de ADN de diferentes
      células y virus varían en la proporción
      de los cuatro tipos de monómeros nucleotídicos,
      en las secuencias nucleotídicas y en los pesos
      moleculares. Además de las 4 bases principales
      (adenina, guanina, timina y citosina), halladas en todos los
      ADNs pequeñas cantidades de derivados metilados de
      estas bases, están presentes en algunas
      moléculas de ADN particularmente en la de los
      virus.

      Los ADNs aislados de diferentes organismos tiene
      normalmente dos hebras que aparecen en una estructura
      doblemente heliciodal (helicoidal dextrógira),
      mantenida por enlaces de hidrógeno, entre una purina
      de una cadena con una pirimidina de la otra. El ADN es el
      portador de la información genética, que esta
      codificada en la secuencia de bases.

      Está presente en los cromosomas y en el
      material cromosómico de orgánulos celulares
      como mitocondrias y cloroplastos y también está
      presente en algunos virus.

      (9) Curtis, Helena-Barnes, Suen.
      "Biología" . p. 637.

      (10) Allegre, Claude."Formación
      Completa del ADN". En Rev. Recherche . p. 20

      (11) Sulisburg, Meredith. "Genoma". En Rev.
      Tecnología del Genoma. N-29 . p. 45

      2.2.1. Replicación

      Proceso mediante el cual se sintetizan dos
      moléculas hijas de ADN de doble hélice, a
      partir de un ADN progenitor, que actúa como molde.
      También se denomina duplicación del ADN. Ocurre
      una vez en cada generación celular durante la fase S
      de la reproducción celular (de síntesis). En la mayoría de las
      células eucariotas la replicación del ADN lleva
      finalmente a la mitosis, pero en las células
      reproductoras (espermatocitos y oocitos primarios) lleva a la
      meiosis. Existen varios tipos de replicación:
      conservadora, semiconservadora, y dispersora.

      "En la replicación conservadora del ADN cada
      una de las hebras del ADN progenitor se duplica, produciendo
      dos moléculas de ADN hijas una de las cuales es la
      molécula de ADN progenitora intacta y la otra
      molécula cuyas dos hebras son nuevas.

      En la replicación dispersora las cadenas de
      ADN progenitora se rompen a intervalos y las dos
      moléculas de ADN de doble cadena resultantes
      (moléculas hijas) presentan fragmentos del ADN
      progenitor combinados con nuevos fragmentos.

      En la replicación semiconservadora el ADN de
      doble hélice progenitor separa sus cadenas
      complementarias y cada una de ellas se replica sirviendo como
      molde para la síntesis de una cadena nueva
      complementaria, obteniéndose así dos
      moléculas de ADN hijas de doble cadena, y cada
      molécula hija tiene una de las cadenas que es la del
      ADN progenitor y la otra nueva que ha sido sintetizada
      utilizando como molde la del progenitor"(12). Este
      tipo de replicación es la propuesta por el modelo de
      Watson y Crick.

      2.3. ARN

      Es un ácido nucleico formado por ácido
      fosfórico, ribosa, adenina, guanina, citosina y
      uracilo. Esta formada por una sola cadena, es sintetizado
      dentro del núcleo y existen tres tipos de ARN como el
      ARN mensajero (ARNm), ARN transferencia (ARNt) y el
      ribosómico (ARNr).

      El ARNm, es una cadena simple, muy similar a la del
      ADN, pero difiere en que el azúcar que la constituye
      es ligeramente diferente (se llama Ribosa, mientras que la
      que integra el ADN es desoxirribosa). Una de las bases
      nitrogenadas difiere en el ARN y se llama Uracilo,
      sustituyendo a la Timina.

      Los nucleótidos estructurales del ARN. De
      modo semejante a los desorribonucleótidos constan de
      una molécula de ácido fosfórico, una
      molécula de pentosa, en este caso la D-ribosa y una
      base nitrogenada que puede ser de cuatro tipos: adenina,
      guanina, citosina y uracilo. Así como las tres
      primeras son comunes también para el ADN, el uracilo
      se halla presente en el ARN y muy raras veces en el ADN,
      mientras que la timina es una base habitual del ADN. Por
      tanto, desorribonucleótidos y ribonucleótidos
      difieren en la pentosa que posean que puede ser desoxirribosa
      o ribosa, y, además, los desorribonucleótidos
      no suelen llevar uracilo así como los
      ribonucleótidos no suelen llevar timina. Los
      nucleótidos se unen entre sí por enlaces
      covalentes, entre el ácido fosfórico de un
      nucleótido y el carbono en
      posición 3’ de la molécula de pentosa de
      otro nucleótido, formando así la estructura
      covalente de las cadenas de los ácidos
      nucleicos.

      (12) Campell, Neil A. Biologia. P.
      283

      2.3.1. Trascripción

      La formación de una cadena de ARNm por una
      secuencia particular de ADN se denomina trascripción.
      Antes de que termine la trascripción, al ARNm comienza
      a desprenderse del ADN. Finalmente un extremo de la
      molécula nueva de ARNm, que ahora es una cadena larga
      y delgada, se inserta en una pequeña estructura
      llamada ribosa, de un modo parecido a la introducción del hilo en una
      cuenta.

      Al tiempo en que el ribosoma se desplaza a lo largo
      del filamento de ARNm, su extremo se puede insertar en un
      segundo ribosoma, y así sucesivamente. Utilizando un
      microscopio
      de alta definición y técnicas especiales de
      tinción, los científicos pueden tomar
      fotografías de las moléculas de ARNm con sus
      unidades de ribosomas asociados.

      "Los ribosomas están formados por un ARNm
      reciben el nombre de polirribosoma o polisoma. Como cada
      ribosoma pasa a lo largo de toda la molécula de ARNm,
      "lee" el código, es decir, la secuencia de bases de
      nucleótidos del ARNm. La
      lectura, que se denomina traducción, tiene lugar gracias a un
      tercer tipo de molécula de ARN de transferencia
      (ARNt), que se origina sobre otro segmento del
      ADN.

      Sobre un lado de la molécula de ARNt hay un
      triplete de nucleótidos del ARNm y al otro lado una
      región a la que puede unirse un aa. específico
      (con la ayuda de una enzima
      específica)"(13). El triplete de cada ARNt
      es complementario de una secuencia determinada de tres
      nucleótidos –el codón- en la cadena de
      ARNm.

      Debido a esta complementaridad, el triplete es capaz
      de "conocer" y adherirse al codón. P.ej., la secuencia
      uracilo-citosina-uracilo (UCU) sobre la cadena de ARNm atrae
      al triplete adenina-guanina-adenina (AGA) del ARNt. El
      triplete del ARNt recibe el nombre de
      anticodón.

      Como las moléculas de ARNt se desplazan a lo
      largo de la cadena de ARNm en los ribosomas, cada uno soporta
      un aa. La secuencia de codones en el ARNm determina, por lo
      tanto, el orden en que los aa. son transportados pro el ARNt
      al ribosoma. En asociación con el ribosoma, se
      establecen enlaces
      químicos entre los aa. en una cadena formando un
      polipéptido.

      Una nueva cadena de polipéptidos se desprende
      del ribosoma y se repliega con una forma
      característica determinada por la secuencia de aa. la
      forma de un polipéptido y sus propiedades
      eléctricas, que están también
      determinadas por la secuencia de aa., dictaran si el
      polipéptido permanece aislado o se une a otros
      polipéptidos, así como a que tipo de
      función química desempeñará
      después en el organismo. "En las bacterias,
      los virus y la algas verde azuladas, el cromosoma se
      encuentra libre en el citoplasma, y el proceso de la
      traducción puede empezar incluso antes de que el
      proceso de la trascripción (formación de ARNm)
      haya concluido"(14). Sin embargo en los organismos
      mas complejos los están aislados en el núcleo y
      los ribosomas solo se observan en el citoplasma.

      Por esta razón, la traducción del ARNm
      en una proteína solo puede producirse después
      de que el ARNm se ha desprendido del ADN y se ha desplazado
      fuera del núcleo.

      2.3.2. Código
      Genético

      Información genética cifrada en las
      secuencias nucleotídica del ácido
      desoxirribonucleico (ADN), que integra el mensaje para la
      síntesis de proteínas. Las proteínas de
      un individuo son específicas, por lo que
      lógicamente, la información para su
      síntesis que se encuentra cifrada en el código
      genético es específico.

      Una molécula de ADN es una sucesión de
      nucleótidos, cada uno de los cuales esta formado por
      ácido fosfórico, desoxirribosa y una base
      nitrogenada (púrica o pirimídica), siendo tales
      compuestos universales en el ADN de todos los seres vivos.
      Por lo tanto las diferencias entre el ADN de los distintos
      individuos residen en la proporción y orden de
      cómo suceden los pares de bases púricas y
      pirimídicas, en el ADN, siendo estas bases
      nitrogenadas, las que establecen la especificidad y
      diferencia para cada individuo.

      De acuerdo con ello se considera , que "el ADN puede
      mandar sus órdenes utilizando un alfabeto de cuatro
      letras, representadas por cada una de las cuatro bases
      púricas y pirimídicas, es decir, adenina (A),
      timina (T), citosina (C) y guanina (G). Estas bases
      nitrogenadas se agrupan de tres en tres formando tripletes,
      también llamados codógenos, como p.ej. ATC,
      AGG, TAA, etc. Y cada triplete es una palabra cifrada, o
      señal para un determinado aa. ; dos o más
      tripletes pueden conducir al mismo
      aa."(15)

      "Con las cuatro bases nitrogenadas (A,T,G,C) se
      puede construir un número suficiente de tripletes o
      codógenos para sintetizar los veinte aa. que forman
      las proteínas"(16). Si la agrupación
      de estas bases fuera de dos en dos en lugar de tres en tres
      el total posible de grupos diferentes fuese 4×4 = 16, de modo
      que si existen 20 aa. Proteicos distintos faltarían
      grupos para designarlos. Pero siendo los grupos de tres
      (tripletes) las probabilidades de combinación permiten
      un total de 64 tripletes o codógenos (4x4x4 = 64),
      así aparecen más tripletes que aa. existentes,
      pero se ha llegado a demostrar que cada aa. puede responder a
      la señal de un triplete, por cuya razón se dice
      que el código genético o lenguaje
      genético esta degenerado.

      (13) Smallwood, Willian-Green, Edna.
      "Biologia" . p. 217

      (14) Alexander, Petersen y otros.
      Biología. P. 133

      (15) Freíd, Georga H.
      "Biología" . P. 330

      (16) Cambell, Neil A. "Biología". P.
      267

      2.3.3. Secuencias Repetidas

      Los estudios directos del ADN han demostrado
      también que en los organismos superiores ciertas
      secuencias de nucleótidos se repiten muchas veces en
      todo el material genético.

      Algunas de estas secuencias repetidas representan
      copias múltiples de genes que codifican
      polipéptidos, o de genes que codifican ARNr especiales
      (casi siempre existen muchas copias de genes que producen al
      ARN de los ribosomas). "Parece que otras secuencias que se
      repiten no codifican polipéptidos o ARNr, y su
      función se desconoce. Entre ellas existen secuencias
      que, al parecer, son capaces de saltar de una zona a otra de
      un cromosoma, o de un cromosoma a otro"(17). Estos
      "transposones", o elementos que se transponen, pueden
      originar mutaciones en los genes adyacentes a sus puntos de
      partida o llegada.

      (17) Wallace, Robert A. "Biologia" . p.
      931

    2. ESTRUCTURAS
      RELACIONADAS AL GENOMA

      3.1. GEN O CISTRON

      Unidad de herencia, partícula de material
      genético que determinan la herencia de una
      característica determinada, o de un grupo de
      ellas. Los genes están localizados en los cromosomas,
      en el núcleo celular y se disponen en línea a
      lo largo de cada uno de ellos. Cada gen ocupa en el cromosoma
      una posición o locus. Por esta razón, el
      término locus se intercambia en muchas ocasiones con
      el de gen. El material genético es el ácido
      desoxirribonucleico o ADN, una molécula que representa
      la "columna vertebral" del cromosoma. "Debido a que en cada
      cromosoma el ADN es una molécula continua, alargada,
      simple y delgada, los genes deben ser parte de ella; y como
      es una cadena de subunidades muy pequeñas que se
      conocen por nucleótidos, cada gen incluye muchos
      nucleótidos"(18). Cada nucleótido
      esta formado por un azúcar de cinco carbonos,
      ácido fosfórico y una base nitrogenada. En cada
      cadena existen cuatro tipos diferentes de bases
      –adenina, timina, citosina, guanina- y su secuencia
      determina las propiedades del gen.

      Los genes ejercen sus efectos a través de
      moléculas a las que dan origen. Los productos
      inmediatos de un gen son las moléculas de ácido
      ribonucleico (ARN); estas son copias de ADN, excepto porque
      en lugar de la base uracilo tiene timina. Las
      moléculas de ARN de algunos genes participan de forma
      directa en el metabolismo del organismo, aunque su finalidad
      es, en su mayoría, la producción de proteínas. Las
      proteínas están formadas por cadenas de
      unidades que se denominan aa., y la secuencia de bases
      presente en el ARN determina la secuencia de aa. En la
      proteína por medio del código
      genético.

      "La secuencia de aa. de una proteína
      específica será la responsable de determinar si
      esta formará parte de una estructura del organismo, o
      si se convertirá en una enzima para favorecer una
      reacción química particular. Por lo tanto, las
      variaciones en el ADN pueden producir cambios que afecten a
      la estructura o a la química de un
      organismo"(19). Las bases de nucleótidos
      del ADN que codifican la estructura de los ARN y
      proteínas, no son los únicos componentes de los
      genes; otros grupos de bases adyacentes a las secuencias
      codificadoras afectan a la cantidad y la disposición
      de los productos de los genes. En los organismos superiores
      (los animales y las plantas más que en las bacterias y
      los virus), las secuencias no codificadoras superan en
      número de diez o más a las codificadoras, y las
      funciones de
      estas regiones son muy poco conocidas. Esto significa que los
      genéticos no pueden establecer aun límites precisos respecto al
      tamaño de los genes de animales y plantas.

      3.1.1. Función de los Genes

      Después de que la ciencia de
      la genética se estableciera y de que se clarificaran
      los patrones de la herencia a través de los genes, las
      preguntas más importantes permanecieron sin respuesta
      durante más de 50 años: ¿cómo se
      copian los cromosomas y sus genes de una célula a
      otra, y como determinan estos la estructura y conducta
      de los seres vivos?. "A principios de
      la década de 1940, dos genetistas estadounidenses ,
      George Wells Beadle y Edwar Lawrie Tatum, proporcionaron las
      primeras pistas importantes. Trabajaron con el hongo
      Neurospora y Penicillium y descubrieron que los genes dirigen
      la formación de enzimas a
      traves de las unidades que los constituyen. Cada unidad (un
      polipéptido) esta producida por un gen
      especifico"(20).

      Este trabajo
      oriento los estudios hacia la naturaleza
      química de los genes y ayudó a establecer el
      campo de la genética molecular. Desde hace tiempo se
      sabe que los cromosomas están compuestos casi en su
      totalidad por dos tipos de sustancias químicas,
      proteínas y ácidos nucleicos. Debido en parte a
      la estrecha relación establecida entre los genes y las
      enzimas, que son proteínas, al principio estas
      últimas parecían las sustancia fundamental que
      determinaba la herencia.

      Sin embargo "en 1944 el bacteriólogo
      canadiense Oswald Theodore Avery demostró que el ADN
      era el que desempeñaba esa función. Extrajo el
      ADN de una cepa de bacterias y lo introdujo en otra cepa. La
      segunda no solo adquirió las características de
      la primera sino que también las transmitió a
      generaciones posteriores. Por aquel entonces, se sabía
      que el ADN estaba formada por una sustancia denominadas
      nucleótidos"(21).

      La adenina siempre se vincula con la timina y la
      guanina con la citosina. Para hacer una copia nueva e
      idéntica de la molécula de ADN solo se necesita
      que las dos cadenas se extiendan y se separen por sus bases
      (que están unidas de forma débil) gracias a la
      presencia en la de más nucleótidos, se pueden
      unir a cada cadena separada bases complementarias nuevas,
      formando dos dobles hélices. Si la secuencia de bases
      que existía en una cadena era AGATC, la nueva
      contendría la secuencia complementaria, o "imagen
      especular", TCTAG ya que la base de cada cromosoma es una
      molécula larga de ADN formada pro dos cadenas, la
      producción de dos dobles hélices
      idénticas dará lugar a dos cromosomas
      idénticos.

      La estructura del ADN es en realidad mucha mas larga
      que la del cromosoma, pero se halla muy condensada. Ahora se
      sabe que este empaquetamiento se basa en diminutas
      partículas llamadas nucleosomas, solo visibles con el
      microscopio electrónico más potente. El ADN
      esta enrollado secuencialmente alrededor de cada nucleosoma
      formando una estructura en forma de rosario. Entonces la
      estructura se repliega aun más, de manera que las
      cuentas se
      asocian en espirales regulares. Por esta razón el ADN
      tiene una configuración en espiral enrollada, parecida
      al filamento de una bombilla.

      3.1.2. Regulación de los
      Genes

      En conocimiento de cómo se forman las
      proteínas a permitido a los científicos como
      los genes producen efectos específicos sobre las
      estructuras y funciones de los organismos. Sin embargo, esto
      no explica las variaciones que sufren los organismos en
      respuesta a circunstancias cambiantes del medio, o la manera
      en que un cigoto simple da lugar a todos los tejidos y
      órganos diferentes que constituyen un ser
      humano.

      En estos órganos y tejidos, la mayoría
      de las células contienen conjuntos
      de genes idénticos, sin embargo forman
      proteínas distintas. Es evidente que en las
      células de cualquier tejido u órgano algunos
      genes están activos y
      otros no. Los distintos tejidos tienen series de genes
      diferentes en estado
      activo. Por esta razón, parte de la explicación
      del desarrollo de un organismo complejo debe basarse en como
      se activa los genes de forma especifica. El proceso de la
      activación de los genes en los organismos superiores
      aun no está claro, aunque gracias al trabajo del
      genetista francés Francois Jacob y de Jacques Lucien
      Monod, se sabe mucho acerca de este proceso en las
      bacterias.

      Junto a cada gen bacteriano existe un segmento de
      ADN conocido como promotor. Este es el lugar sobre el cual la
      ARN polimerasa, enzima responsable de la producción
      del ARNm , se adhiere al ADN e inicia la trascripción.
      Entre el promotor y el gen existe con frecuencia otro
      segmento de ADN que recibe el nombre de operador, donde otra
      proteína –el represor- puede adherirse. Cuando
      el represor se une al operador, detiene el desplazamiento del
      ARN polimerasa a lo largo del cromosoma y la
      producción del ARN mensajero; por lo tanto el gen se
      inactiva.

      Sin embargo la presencia en la célula de una
      sustancia química de terminada puede provocar que le
      represor se separe y el gen sea activo. Otras sustancias
      pueden afectar el grado de actividad del gen al alterar de la
      ARN polimerasa de unirse al promotor.

      Un gen que recibe el nombre de regulador produce la
      proteína represora. En las bacterias, varios genes
      pueden estar controlados de forma simultánea por un
      promotor y uno o más operadores. El sistema completo
      se denomina entonces operón. Parece que los
      operón no existen en los organismos complejos, aunque
      es muy posible que cada gen tenga su propio sistema
      individual de promotores y operadores, y en los intrones y
      las secuencias repetidas desempeñen también
      algún papel en este proceso.

      3.1.3. Transmisión de los
      Genes

      La unión de los gametos combina dos conjuntos
      de genes, uno de cada progenitor. Por lo tanto, cada gen es
      decir, cada posición específica sobre un
      cromosoma que afecta a un carácter particular esta
      representado por dos copias, una procedente de la madre y la
      otra del padre. Cada copia se localiza en la misma
      posición sobre cada uno de los cromosomas pares del
      cigoto.

      Cuando las dos copias son idénticas se dice
      que el individuo es homocigótico para aquel gen
      individual. Cuando son diferentes, es decir, cuando cada
      progenitor a aportado una forma distinta o alelo del mismo
      gen, se dice que el individuo es heterocigótico para
      dicho gen. Ambos alelos están contenidos en el
      material genético del individuo, pero si uno es
      dominante, solo se manifiesta este. Sin embargo, como
      demostró Mendel, el
      carácter recesivo puede volver a manifestarse en
      generaciones posteriores (en individuos homocigóticos
      para sus alelos). P.ej. la capacidad de una persona para
      pigmentar la piel, el
      cabello y los ojos, depende de la presencia de un alelo
      particular (A), mientras que la ausencia de esta capacidad,
      denominada albinismo, es consecuencia de otro alelo (a) del
      mismo gen (por consenso, los alelos se designan siempre por
      una única letra; el alelo dominante se representa con
      una letra mayúscula y el recesivo con una
      minúscula) .

      "Los efectos de A son dominantes; los de a, son
      recesivos. Por lo tanto los individuos heterocigotos (Aa),
      así como los homocigotos (AA), para el alelo
      responsable del pigmento, tiene una pigmentación
      normal. Las personas homocigóticas para el alelo que
      da lugar a una ausencia de pigmentación (aa) son
      albinas. Cada hijo de una pareja en la que ambos son
      heterocigóticos (Aa) tienen un 25% de las
      probabilidades de ser homocigóticos (AA), un 50% de
      ser heterocigótico (Aa), y un 25% de ser
      homocigóticos (aa). Solo los individuos (aa)
      serán albinos.

      Observamos que cada hijo tiene la posibilidad entre
      cuatro de ser albino, pero no es exacto decir que en una
      familia, una
      cuarta parte de los niños estarán afectados. Ambos
      alelos estarán presentes en el material
      genético del descendiente heterocigótico, quien
      originará gametos que contendrán uno u otro
      alelo. Se distingue entre la apariencia o
      característica manifestada de un organismo, y los
      genes y alelos que poseen"(22).

      Los caracteres observables representa lo que se
      denomina fenotipo del organismo y su composición
      genética se conoce como genotipo. Este no es el caso
      en el que un alelo es dominante y el otro es recesivo. P.ej.,
      el dondiego de noche puede tener flores de color rojo, blanco
      o rosa. Las plantas con flores rojas pueden tener dos copias
      del alelo R para el color rojo de las flores y por lo tanto
      son homocigóticas RR. Las plantas con flores blancas
      tienen dos copias del alelo r para el color blanco de las
      flores y son homocigóticas rr.

      Las plantas con copia de cada alelo
      heterocigótica Rr, son rosas, es
      decir una mezcla de colores producida por los dos alelos.
      Rara vez la acción de los genes es cuestión de
      un gen aislado que controla un solo carácter. Con
      frecuencia un gen puede controlar más de un
      carácter y un carácter puede depender de muchos
      genes. P.ej., es necesaria la presencia de al menos dos genes
      dominantes para producir el pigmento violeta en las flores de
      la planta del guisante de olor. Estas plantas que son
      homocigóticas para alguno o ambos de los alelos
      recesivos implicados en el carácter del color producen
      flores blancas. Por lo tanto los efectos de un gen pueden
      depender de las cuales sean los otros genes
      presentes.

      3.2. GENES EN POBLACIONES.

      La genética de poblaciones , que investiga
      como se expanden los genes a traves de las poblaciones de
      organismos, encontró una base sólida en los
      trabajos del matemático ingles Godfrey H. Ardí
      y el obstetra alemán Wilhhelm Weinberg, quienes en
      1908 formularon por separado lo que ahora se conoce como la
      ley de Ardí-Weinberg. Esta afirma que si dos alelos de
      un gen autosomático (A y a) existen en una
      población , si las secuencias con las que se presentan
      (expresadas en decimales) son p y q, (p+q = 1)
      respectivamente y si el apareamiento se produce de forma
      aleatoria con respecto al gen, entonces después de una
      generación la frecuencia de los tres genotipos AA, Aa
      y aa. será p2, 2pq y q2, respectivamente. Por
      consiguiente , en ausencia de alteraciones, estas secuencias
      permanecerán constantes de generación en
      generación.

      "Cualquier variación de la frecuencia, que
      indica un cambio
      evolutivo, debe estar por tanto, relacionada con
      alteraciones. Estas pueden ser mutaciones, selección natural, migración y reproducción en
      pequeñas poblaciones que pueden perder alelos
      determinados por causalidad o desviación
      genética al azar. La evidencia indica que las
      poblaciones son más variables
      genéticamente de lo que se
      supone"(23).

      Se han realizado diversos estudios y los productos
      de los genes han señalado que por termino medio, cerca
      de un tercio de ellos tienen variantes genéticas con
      frecuencias superiores a las que cabria esperar a partir del
      equilibrio
      entre su generación por mutación, y la
      desventaja selectiva de los mutantes.

      Esto ha conducido a un interés creciente por las formas en que
      los alelos alternados se pueden mantener de forma activa en
      un estado de equilibrio de modo que ninguno reemplace al
      otro. Uno de estos mecanismos de equilibrio es la desventaja
      heterocigótica, cuando el heterocigótico
      sobrevive mejor que cualquiera de los homocigóticos.
      Otro mecanismo denominado selección dependiente de la
      frecuencia, se basa en la ventaja relativa de las variedades
      poco frecuentes, p.ej. en poblaciones expuestas a
      depredadores. Porque los depredadores tienden a centrarse en
      variedad mas común y a no hacer de las variedades
      raras.

      Por esta razón, cuando una variedad es poco
      frecuente puede estar en ventaja aunque perderá dicha
      ventaja conforme la selección natural para el rasgo de
      adaptación la haga más abundante. Entonces los
      depredadores empiezan a sacrificar la variedad favorecida,
      hasta alcanzar equilibrio entre los alelos de la
      población. Los parásitos pueden actuar de un
      modo similar, especializándose en atacar cualquier
      variedad de huéspedes que sea la más
      común y manteniendo por ello la variabilidad
      genética en las poblaciones de
      huéspedes.

      3.3. INTRONES

      Según los recientes descubrimientos en los
      organismos superiores , los genes se presentan interrumpidos.
      A lo largo de una secuencia de nucleótidos que
      codifican un polipéptido en particular, puede haber
      una o más interrupciones formadas por secuencias sin
      codificar.

      En algunos genes pueden encontrarse 50 o más
      de estas secuencias, o intrones. Durante la
      trascripción, los intrones son copiados en el ARN
      junto con las secuencias codificas, originando una
      molécula de ARN extralarga. En el núcleo, las
      secuencias que corresponden a los intrones son eliminadas del
      ARN por unas enzimas especiales para formar el ARNm, que se
      exporta al citoplasma. Las funciones de los intrones (si
      existen) son desconocidas, aunque se ha sugerido que el
      procesamiento del ARN mediante la eliminación de las
      secuencias interrumpidas talvez este implicado en la
      regulación de la cantidad de polipéptidos
      producidos por los genes.

      También los intrones en genes que codifican
      ARNs especiales, como los que forman parte de los ribosomas.
      El descubrimiento de los intrones ha sido posible gracias a
      nuevos métodos que determinan la secuencia
      exacta de nucleótidos en las moléculas de ADN y
      ARN, métodos desarrollados por el biólogo
      molecular británico Frederick Sanger, quien
      recibió en 1980 por este trabajo el segundo premio
      Nóbel de química.

      (19) Mayta Hoyos, Luis y otros.
      "Biología". P. 295

      (20) Chavarri F. , Ricardo.
      "Biología". P. 179

      (21) Ville, Claude. "Biología" . p.
      944

      (22) Kimball, J.W. Biologia". P.
      880

    3. ESTRUCTURA
      BASICA DEL GENOMA

      En la actualidad la investigación
      biomédica se esta enfrentando a partir de la
      publicación del genoma humano a una gran revolución, con importantes cambios en
      su metodología y estrategias (genes y enfermedades).

      Un artículo de dos especialistas de
      genética humana de la Universidad de California en los Ángeles publicado en Science aborda
      alguna de estas importantes modificaciones.

      Una vez deletreado el genoma humano, la
      investigación biomédica se enfrenta ahora a una
      época de grandes cambios en su metodología y en
      sus estrategias. Victor McKusick y Leena Peltonen, del
      Departamento de genética humana de la Universidad de
      California en los Ángeles abordan hoy en Science
      algunos de los principales cambios y oportunidades a los que
      se enfrentan los científicos.

      Uno de los retos es la monitorización de las
      variaciones en el genoma, sustentada en la idea de que las
      variaciones en la regulación de los genes y empalme de
      la trascripción genética explican como una
      proteína puede desempeñar funciones distintas
      en diferentes tipos de tejidos.

      Como tan solo una pequeña proporción
      de los millones de variantes secuenciales en nuestros genomas
      tendrán semejantes impactos funcionales, la
      identificación de este subconjunto de variantes
      secuenciales será uno de los grandes cambios en la
      próxima década. El éxito de los esfuerzos globales para
      identificar y anotar las variantes secuenciales en el genoma
      humano –llamados polimorfismos nucleótidos
      simples- (SNP) se refleja en la abundancia de bases de datos
      del SNP.

      No obstante el seguimiento del trabajo que lleve al
      entendimiento de cómo estas y otras variantes
      genéticas regulan el fenotipo de células,
      tejidos y órganos en humanos ocupara gran parte de la
      investigación biomédica del siglo XXI , aunque
      para ello harán falta innovadoras
      estrategias.

      Algunas de estas estrategias ya empiezan a
      utilizarse. Los oligonucleótidos, p.ej, suponen la
      posibilidad de desarrollar microarrays con los se
      podrán monitorizar virtualmente la trascripción
      de cada gen a partir de cantidades ínfimas de tejidos.
      Técnicas similares de microarrays se están
      empleando para analizar proteínas y sus variantes. Uno
      de los problemas
      que se plantea es la necesidad todas las redes en las que se
      mueven e interactúan las distintas
      proteínas.

      Hasta el momento solo ha sido identificada una
      pequeña fracción de ellas gracias a la bioquímica clásica, a los
      análisis estructurales. Pero ya se han introducido
      varias estrategias basadas en biocomputadores para
      estructurar redes genéticas y
      proteínicas.

      De hecho, muchas redes proteínicas ya se han
      ido identificando gracias a ellas. Así, destaca la de
      los perfiles filogenéticos que busca genes, presentes
      o ausentes, con el mismo patrón a través de
      múltiples especies; por su parte el método de la piedra Rosetta (o campo de
      fusión) identifica proteínas que
      son moléculas separadas en un organismo pero
      fusionadas en otro; y en cuanto al método del gen
      vecino, identifica genes que se agrupan en el mismo cromosoma
      en varias especies.

      4.1. OCHO MIL ENFERMEDADES
      HEREDITARIAS

      Se calcula que existen unas 8 mil enfermedades
      hereditarias, pero hoy solo se pueden detectar unas 200 antes
      del nacimiento del bebe, siempre y cuando se le apliquen los
      test
      genéticos. Los científicos que hoy conocen la
      función de unos 7 mil de lo 30 mil genes humanos,
      deberán ir hallando las complicadas relaciones entre
      genética y enfermedad.

      Para algunos autores, el conocimiento
      genético obliga a los profesionales sanitarios a
      reciclarse para aprender a interpretar correctamente los
      resultados de las diferentes pruebas
      genéticas. "El gran fruto del proyecto genoma
      será el alivio del sufrimiento de los pacientes si la
      información genética disponible se combina con
      la habilidad del profesional y unas sólidas bases
      éticas".

      4.2. DIAGNÓSTICO DE
      ENFERMEDADES

      En futuro, la secuenciación del genoma humano
      permitirá realizar diagnósticos más
      concretos a largo plazo. No se trata de predecir sentencias
      de muerte,
      asegurando con una prueba de ADN que se va a sufrir un
      infarto,
      sino de contar con datos para ponderar el porcentaje de
      riesgos
      que se tiene que desarrollar una enfermedad
      determinada.

      En este porcentaje, basado en la información
      genética particular de cada individuo, también
      juegan un papel importante los factores medioambientales y
      aquí es donde se podrá incidir para prevenir
      las enfermedades y preservar la salud.

      Hay que tener en cuenta que todos los seres humanos
      compartimos un 99% del total del genoma; el 1% restante es el
      que nos hace diferentes: distinto color de piel, de pelo y
      susceptibilidad para desarrollar cáncer o diabetes,
      en un futuro. Cuando que genes están implicados en las
      distintas enfermedades, la medicina
      ganara tiempo. En realidad las pruebas genéticas
      podrían asemejarse a la información que nos
      aporta la información del colesterol. Si el nivel es
      alto, hay más riesgo de
      aterosclerosis, pero esta posibilidad depende de factores
      exógenos como le sedentarismo o la dieta.

      Actualmente, la técnica más
      próxima a este futuro de diagnóstico a partir de pruebas de ADN
      es el biochip, un dispositivo en el que se introduce material
      genético de un paciente y con que se analizan
      determinados genes o mutaciones genéticas.

      Por el momento los biochips estudian todas las
      posibilidades de mutación de una docena de genes, por
      lo que todavía no se puede abarcar enfermedades como
      el
      cáncer, donde llegan a intervenir, directa o
      indirectamente 200 o 300 genes.

      4.3. TERAPIA GÉNICA

      Con el genoma humano descifrado cabe suponer que la
      terapia génica esta ahora más cerca ce
      convertirse en una realidad científica. Por terapia
      génica se entiende la sustitución o la
      modificación de los genes que al estar alterados,
      producen algún tipo de enfermedad.

      La introducción de los genes se realiza por
      medio de un "vector", un medio de inocular el gen en el
      organismo. Un vector puede ser un virus al que se le ha
      eliminado su patogenicidad, su capacidad para producir
      enfermedades. Con este abordaje se erradica la causa de la
      enfermedad en lugar de eliminar los
      síntomas.

      En un principio la patologías que pueden
      beneficiarse del tratamiento genético son las
      monogénicas, es decir, las producidas por la
      alteración de un único gen.

      El primer tratamiento de terapia génica se
      realizó en el año de 1990 en una niña
      estadounidense que presentaba el síndrome de ADA en su
      última fase. El tratamiento funcionó y la
      niña pudo recuperar su vida normal. Tres años
      después de esta experiencia se iniciaron las pruebas
      para introducir el gen en la médula
      ósea.

      Este procedimiento
      fue el mismo que el empleado siete años después
      en un lactante con síndrome X, una inmunodeficiencia
      hereditaria. El investigador principal de este trabajo el
      francés Alain Fischer del hospital de Necker de
      París introdujo una copia normal del gen alterado del
      niño que era la causa de la enfermedad con lo que
      corrigió la patología de su sistema
      inmunológico.

      Esta fue una de las primeras aplicaciones de la
      terapia génica, a la que seguirían otras como
      la fibrosis quística en la que se trabaja desde
      1989.

      4.4. OTRAS ENFERMEDADES

      Estas enfermedades son las que mejores resultados se
      han obtenido, aunque sea el cáncer la que la genera
      las mayores expectativas. Aludir a la terapia génica
      en cáncer es referirse, obligadamente, al gen tumor
      supresor p53. en la mayoría de los tumores malignos,
      el gen p53 aparece suprimido o alterado, pero de momento, los
      ensayos
      clínicos se han centrado en el cáncer de
      pulmón, de colón y de recto, y de cabeza y
      cuello.

      La hemofilia es otro de los grandes candidatos a
      terapia génica. El año pasado,
      científicos de la universidad de Pittsburg, en
      Pensilvania, dieron a conocer los resultados de un ensayo
      a un hemofílico tipo A, al que se le había
      inyectado el gen del factor VIII. Más recientemente,
      también en Estados
      Unidos, se ha tratado a tres pacientes hemofílicos
      tipo B, con factor IX.

      Los investigadores ya habían insertado el gen
      de este factor en perros
      hemofílicos con buenos resultados. Un campo de
      investigación menos frecuente es la cirugía
      vascular, donde los científicos también han
      hecho sus intentos de terapia genética. "Circulation"
      publicó en 1998 los resultados satisfactorios de
      la
      administración de factor de crecimiento endotelial
      vascular en ocho pacientes con isquemia crítica del miembro.

      Al margen de todos estos éxitos, la terapia
      génica también ha cosechado sonados fracasos.
      Quizás el más difundido sea del fallecimiento
      de Jesse Gelsinger, un joven de 18 años que
      padecía de una rara enfermedad metabólica.
      Gelsinger entro a formar parte voluntariamente en un programa de
      terapia génica de la Universidad de
      Pensilvania.

      El trabajo usaba como vector el adenovirus, el
      agente causante del resfriado común. Pese a la
      aparente inocuidad del estudio, el joven falleció a
      los pocos días y la universidad suspendió todos
      los ensayos y dio paso a una actitud
      más conservadora y recelosa y a una mayor vigilancia
      administrativa.

      En la actualidad, la producción de ensayos
      clínicos ha sufrido una ralentización y, tal
      vez, una mayor minuciosidad a la hora de diseñar y
      aprobar los protocolos.

      4.5. FARMACOGENETICA Y
      FARMACOGENOMICA

      Los fármacos que empleamos se producen en
      "talla" única. Sin embargo no todos reaccionamos de
      forma similar a los mismos medicamentos. Por Ej. en la
      enfermedad de Alzheimer,
      los pacientes que presentan una variante genética
      llamada ApoE-4 tienen menos posibilidades de beneficiarse de
      determinados fármacos, que los enfermos que no
      presentan esta variante.

      Para muchos expertos, de todas las posibles
      aplicaciones de la secuenciación del genoma, la
      más cercana es la farmacogenética, ciencia por
      la que se administran medicamentos según el perfil
      genético de cada paciente concreto.
      Algunos especialistas han aventurado que en 5 años,
      será habitual que los pacientes se sometan a test
      genéticos antes de que su medico decida que
      tratamiento farmacológico o que dosis debe
      prescribir.

      La otra cara de la moneda es la posibilidad de que
      los laboratorios utilicen la farmacogenómica para
      dirigir el desarrollo de fármacos hacia grupos
      genéticos predominantes en poblaciones que puedan
      pagarlos, marginando a los mas desfavorecidos.

      La farmacogenómica es un concepto algo
      más amplio, tiene como objetivo
      descubrir las bases genéticas y mecanismos moleculares
      de la enfermedad, para definir las mejores dianas
      terapéuticas y desarrollar fármacos que
      actúen en ellas. Todos estos avances van a redefinir
      el concepto clásico de medicina, para dar lugar a lo
      que algunos han dado en llamar la
      "genomédica".

      4.6. COMPARACIONES CON OTROS
      GENOMAS

      Las comparaciones entre los genomas de otras
      especies es otra de las aplicaciones de facilitarán en
      trabajo científico. Hay organismos, como la mosca de
      la fruta o el ratón, que se emplean con mucha
      frecuencia en la experimentación, por eso
      resultaría muy útil determinar las similitudes
      genéticas entre estos seres y el
      hombre.

      Los datos derivados de esa comparación
      repercutirán en la elucidación de los procesos
      biológicos que compartimos todos los seres vivos, los
      genes que son esenciales para la vida, así como las
      proteínas comunes a todos. Esto también
      dará nuevas pistas para entender el proceso de la
      evolución y la esencia
      humana.

    4. POSIBLES
      APLICACIONES A LA SECUENCIA DEL GENOMA
    5. PROBLEMÁTICA DEL GENOMA
      HUMANO

    5.1. LA GUERRA POR
    PATENTAR GENES

    La batalla por patentar o privatizar el genoma humano
    –el mapa de la vida- y la cura de las enfermedades
    genéticas son una cuestión moral y
    cultural y el negocio del S. XXI, de miles de millones de
    dólares, tan incalculable como si se cobrara el aire.

    Ana Baron, la corresponsal de Clarín en
    Washington, escribió: "en el terreno de la genética
    no podemos perder el tiempo. Un solo gen puede salvar la vida de
    miles de personas. Cada minutos que perdemos es de vida o muerte"
    a las palabras dichas por el doctor Craig Venter, un
    biólogo que se ha propuesto derrotar a los
    científicos apoyados por el gobierno de los
    Estados Unidos y de Gran Bretaña en la carrera que existe
    actualmente por anunciar primero el genoma humano, el mapa de la
    vida o genético de la especie humana.

    A primera vista el apuro de Venter parece muy altruista.
    De acuerdo a las estadísticas uno de cada mil chicos nace
    con algún defecto genético.

    Es verdad que algunas enfermedades fatales son de origen
    genético y que el descubrimiento del gen que las provoca
    no solo permitirá producir drogas para
    tratarlas, sino que también vacunas para
    prevenirlas, sin embargo detrás las buenas intenciones,
    hay tantos millones y millones de dólares en juego que en
    Wall Street llaman a Venter el "Bill Gates" de
    la genética y a su empresa Celera,
    la Microsoft de
    la industria de la biotecnología. Tantos, que es
    incalculable su montón hacia el S. XXI. Según los
    corredores de la Bolsa en la llamada "nueva tecnología"
    las empresas
    biotecnológicas que logren apropiarse legalmente de
    nuestros genes patentándolos atraerán
    inversionistas muy superiores a las que están obteniendo
    actualmente las empresas de la informática y de la internet.

    El negocio de los genes y las enormes ganancias que
    pueden llegar a generar ha desencadenado una verdadera guerra
    socioeconómica y ética. Hay
    un grupo de científicos norteamericanos y
    británicos que, apoyados financieramente por sus
    gobiernos, están trabajando basados en el principio
    altruista que nadie debe apoderarse del genoma humano.
    Según ellos, todo el mundo tiene que poder acceder al mapa
    genético de la vida, porque es un bien que le pertenece a
    la humanidad.

    En ese sentido, a medida que avanza en sus
    investigaciones sobre el genoma humano, van publicando los
    resultados de sus investigaciones. En EE.UU. estos
    científicos están trabajando en el Instituto
    Nacional de la Salud bajo la dirección de Francis Collins en el Proyecto
    Publico de Genoma Humano (HGP).

    En la vereda de enfrente hay un grupo muy pequeño
    de empresas de biotecnología que también
    están investigando el genoma humano pero se niegan a hacer
    publico en resultado de sus investigaciones, porque la
    intención es ir vendiendo la información que vayan
    obteniendo. La empresa más conocida en este terreno es
    Celera Genomics, la empresa de Venter, que tiene su sede
    principal en Rockville, muy cerca de Washington.

    Pero Celera no es la única. También
    está Incyte Phamaceutical, el Human Genome Sciences,
    SmithKline Beechman, y otras. Claig Venter no tiene ningún
    problema en decir que su empresa "no es una empresa sin
    fines de lucro". De hecho, Celera cotiza en Wall Street bajo el
    logo CLR. Sus acciones se
    cotizan a un promedio de 104 dólares la acción,
    lideradas por Venter, la ofensiva de estas empresas ha sido tan
    feroz en los últimos años que los presidentes de
    los EE.UU. y Gran Bretaña decidieron establecer las reglas
    del juego de lo que hoy se conoce como "la guerra de los
    genes".en la declaración adjunta que hicieron en un 15 de
    marzo, estos presidentes pidieron a los científicos de
    todo el mundo que publiquen toda la información que tengan
    relativa al genoma humano. "Los datos fundamentales sobre el
    genoma humano, incluyendo al secuencia de todo el genoma humano
    del ADN humano y sus variaciones, tendrían que ser de
    libre acceso para los científicos del mundo entero",
    dijeron. La identidad
    genética humana tendría que permitir "reducir la
    incidencia de las enfermedades, mejorar la salud en el mundo y la
    calidad de
    vida de toda la humanidad", agregaron.

    5.2. CAMPAÑA SOBRE PATENTES

    Los genes humanos están siendo privatizados. A
    medida que los proyectos sobre el genoma humano avanzan en la
    localización y determinación de las funciones de un
    número creciente de segmentos de material genético
    (ADN), aumenta la carrera para poder obtener la propiedad
    comercial de este material y sus aplicaciones. La
    apropiación de las personas (esclavitud) se ha
    trasladado a la de sus genes.

    El Proyecto Genoma Humano es un Programa de
    investigación consistente en determinar la secuencia
    completa de nucleótidos de los cromosomas de la especie
    humana –al tiempo de que organismos modelo utilizados en
    experimentación de laboratorio- para conocer todos y cada
    uno de los genes humanos, su localización y
    función. Dependiente del Departamento de Energía y
    de los Institutos Nacionales de Salud (NHI) de EE.UU., cuenta con
    un presupuesto anual
    sostenido de 200 millones de dólares durante 15
    años, hasta 2005. james Watson, renombrado premio
    Nóbel por su enunciado de la estructura del ADN, se opuso,
    hasta dimitir en 1992 de su cargo como director del programa,
    cuando los dirigentes del NIH patentaron los tramos de genoma
    enunciados; también han solicitado patentes sobre material
    del cerebro humano
    alegando su posible utilidad
    futura.

    La empresa biotecnológica californiana INCYT
    pretende patentar 40 mil sinapsis y material genético del
    cerebro humano. Entre 1981 y 1995 se han concedido en todo el
    mundo 1175 patentes sobre secuencias genéticas humanas,
    aunque en la mayoría de los casos se desconoce su
    función.

    VI. BIOÉTICA DEL GENOMA
    HUMANO

    Jhon Fleming, en su libro "La
    Ética Y El Proyecto De Genoma Humano Sobre La Diversidad"
    se plantea que es posible que la genética de poblaciones
    ponga en peligro los derechos humanos
    y las libertades fundamentales de las personas , y de los grupos
    que participan en el Proyecto Genoma Humano sobre Diversidad
    (PGHD).

    La genética de poblaciones es una disciplina que
    estudian la variación genética en poblaciones
    definidas, incluidos los aspectos pertinentes de la estructura
    poblacional y la variabilidad geográfica de las secuencias
    del ADN y sus frecuencias. El PGHD, en cambio ha sido calificado
    de proyecto antropológico internacional que trata de
    estudiar la riqueza genética de toda la especie
    humana.

    Los principales objetivos científicos del PGHD
    serian, según sus defensores:

    • Profundizar en el conocimiento de la historia e
      identidad del ser humano.
    • Adquirir conocimientos sobre los factores
      medioambientales y genéticos presentes en la
      predisposición y la resistencia a
      la enfermedad, la denominada epidemiología
      genética.
    • Alentar la creación de laboratorios locales en
      donde se recojan y analicen las muestras
      genéticas.

    Se estima que la ciencia contemporánea
    todavía lleva consigo el bagaje filosófico del S.
    XVII; que , lejos de ser "neutral" desde un punto de vista
    filosófico, esta cargada de valores.
    Reconocer las actitudes
    filosóficas profundamente arraigadas en la mente de la
    mayoría de los científicos y en la cultura
    occidental arroja una considerable luz sobre las cuestiones
    éticas afectadas por el desarrollo del proyecto y la
    acumulación de información resultante.

    El conocimiento
    científico y las opciones que parece imponer a la
    sociedad
    pudieran ser incontrolables y es posible que la lucha por
    alcanzar este tipo de ciencia ponga en peligro los derechos fundamentales de
    las personas y de las comunidades que participan en el PGHD. En
    estos momentos es imposible indicar cuales serán las
    consecuencias para el derecho a la intimidad de las personas y de
    las sociedades que
    deseen proteger el conocimiento de su pasado, presente y futuro,
    especialmente cuando dicho conocimiento pueda constituir una
    amenaza para la coherencia social, religiosa y cultural del
    propio grupo.

    Por otra parte cuando se va afectando "el interés
    nacional" los viejos prejuicios contra las personas enfermas o
    discapacitadas, junto con un apremiante deseo de liberarse de la
    carga económica y social que supone cuidar a las personas
    con discapacidades, pueden servir muy bien para superar
    escrúpulos cuando se trata de eliminar a personas con
    discapacidades heredadas (aborto o infanticidio)
    y soslayar o anular las disposiciones legales concebidas para
    proteger los derechos a la confidencialidad , la intimidad y el
    igual acceso a niveles razonables de atención sanitaria.

    Es posible que la información sobre poblaciones y
    grupos concretos resulte demasiado tentadora como para no ser
    utilizada en pro de la eficiencia
    social. Disponer de más información simplemente
    puede ofrecer más posibilidades de que se cometan
    violaciones de derechos humanos en todo el mundo, junto con el
    utópico deseo de tener una población libre de
    personas con graves minusvalías heredadas.

    Quizás el PGH y el PGHD se conviertan en el
    proyecto Maniatan del próximo siglo trayendo indudables
    beneficios para la sociedad humana, pero, asimismo, inimaginables
    y espantosas amenazas, especialmente, desde el punto de vista de
    los derechos humanos.

    Referencias

    • Campion, Dominge. "Las Familias en los genes". En
      Rev. Recherche N- 303 p. 72
    • Smallwood, William-Green, Edna. Biologia. P.
      229
    • Sinder J., Adison. "El Tiempo en el Genoma Humano".
      En Rev. Tecnología del Genoma n-27. p. 25
    • Sulisburg, Meredth. "Genoma". En Rev.
      Tecnología del Genoma. N-29. p. 44
    • Bernstein, Ruth-Stephen, Bernstein.
      "Biología". P. 593
    • Ville. Claude. "Biología". P. 709
    • Nasson, Alvin. "Biología". P. 743
    • Goodman, Nat. "El Genoma Humano". En Rev. Recherche.
      P. 54
    • Curtis, Helena-Barnes, Suen. "Biología". p.
      637.
    • Allegre, Claude."Formación Completa del ADN".
      En Rev. Recherche . p. 20
    • Sulisburg, Meredith. "Genoma". En Rev.
      Tecnología del Genoma. N-29 . p.
    • Smallwood, Willian-Green, Edna. "Biologia" . p.
      217
    • Alexander, Petersen y otros. Biología. P.
      133
    • Freíd, Georga H. "Biología". P.
      330
    • Cambell, Neil A. "Biología". P.
      267

     

    Rómulo Aycachi Inga

    Bach. En Biología

    Agosto 2004

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