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Aprendiendo sobre el genoma humano: Un año después . . .




Enviado por marcosdedonato



    1. Resumen
    2. ¿Qué hemos
      aprendido?
    3. ¿Cuántos genes
      tenemos?
    4. ADN repetitivo: ¿Útil
      o inútil?
    5. Estructura de los
      genes
    6. Comparándonos a otros
      organismos
    7. ¿Debemos patentar el
      ADN?
    8. ¿Quién ganó
      la carrera?
    9. Proyectos
      futuros
    10. Bibliografía

    RESUMEN

    El genoma humano contiene una cantidad extraordinaria de
    información acerca del desarrollo, la
    fisiología, anomalías y evolución de la especie. Este
    artículo pretende discutir sobre el análisis de la secuencia publicada en
    febrero de este año y sobre algunos temas polémicos
    al respecto. La comparación del genoma con otros genomas
    secuenciados ha demostrado una gran similitud. De esta
    comparación se observa que el número de genes
    estimados en los humanos (entre 30 a 40 mil) es mucho menor al
    esperado. Además existe mucha similitud entre la estructura de
    los genes y las proteínas.
    Sin embargo, los humanos parecen tener en promedio exones
    más pequeños e intrones mucho más grandes.
    Por su parte, las proteínas no parecen tener muchos
    más dominios nuevos sino mas bien muchas nuevas
    combinaciones de dominios ancestrales. Los elementos
    transponibles y retroelementos parecen estar inactivos. La tasa
    de mutación en la meiosis de los
    machos es el doble que en las hembras y la tasa de
    recombinación en los machos es menor que en las hembras.
    La tasa de recombinación tiende a ser mucho mayor en
    regiones distales de los cromosomas y en
    aquellos más pequeños comparados con los cromosomas
    grandes.

    Palabras Claves: proyecto genoma,
    genética
    humana.

    Artículo publicado en la revista de
    divulgación Fontus, Nº 8: 169-202 (2001), de la
    Asociación de Profesores de la Universidad de
    Oriente, Cumaná, Venezuela.

    ABSTRACT

    The human genome contains an extraordinary amount of
    information about the development, fisiology, anomalies and
    evolution of the species. This article tries to discuss about the
    sequence analysis published in February of this year and about
    some controversial related issues. The comparison of the genome
    with those of other species already sequenced have shown a great
    similarity. From this comparison it is clear that the estimated
    number of human genes (from 30 to 40 thousands) is a lot lower
    than expected. There is great similarity on the structure of the
    genes and the proteins. However, humans seem to have on average
    smaller exons and larger introns. The proteins do not showed a
    many new domains but new rearrangements of ancestral domains. The
    transposable elements and retroelements seem to be inactive. The
    mutation rate in the male meiosis is twice as much as in the
    female meiosis and the recombination rate in the males is lower
    than in the females. The recombination rate tend to be higher in
    distal regions of the chromosome and in the small chromosomes
    compared to the large ones.

    Key Words: genome project, human genetics.

    INTRODUCCIÓN

    El Proyecto Genoma Humano es quizás el desarrollo
    científico más significativo de los últimos
    treinta años, comparable al de la caminata del hombre en la
    luna a finales de los sesenta. A principios de
    este año se comenzó a publicar los resultados de
    los primeros análisis de la secuencia humana, comenzando
    con los artículos aparecidos en las revistas
    científicas Nature y Science en la primera semana de
    febrero.

    Este artículo pretende hacer un análisis
    de los aspectos más resaltantes de esa información
    y discutir sobre las polémicas suscitadas con la
    publicación de la secuencia humana. Asimismo, éste
    representa una continuación del artículo publicado
    en un número anterior de Fontus (De Donato, 2000) y se
    recomienda su lectura, sobre
    todo para aquellas personas no especializados en el área
    de Genética.

    ¿QUÉ HEMOS APRENDIDO?

    Durante el siglo pasado se inició la
    búsqueda del conocimiento
    para entender la naturaleza y
    contenido del material hereditario, comenzando con el
    redescubrimiento de las leyes de Mendel de la
    herencia. La
    consecución de hechos y descubrimientos se pueden dividir
    en cuatro fases que se corresponden aproximadamente a los cuatro
    cuartos del siglo XX. Primero se estableció la base
    celular de la herencia (los cromosomas), después se
    definió la base molecular de la herencia (la doble
    hélice del ADN), luego se
    conoció como es el flujo de información de la
    herencia, con el descubrimiento de los mecanismos moleculares de
    la
    célula y su aplicación in vitro y en el
    último cuarto de siglo se descifraron, primero genes y
    después genomas completos, dando inicio al campo de la
    genómica. Actualmente se han secuenciado 711 tipos de virus
    y viroides, 264 plásmidos que se encuentran en diversas
    especies, 207 organelos, 52 bacterias, un
    hongo, una planta y tres animales,
    incluyendo el hombre (se
    puede obtener una lista en la página de NCBI, http://www.ncbi.nlm.nih.gov:80/PMGifs/
    Genomes).

    Todavía falta mucho por hacer para completar la
    secuenciación del genoma humano, pero con la gran
    mayoría de la información disponible libremente, se
    ha podido tener una perspectiva global del genoma de nuestra
    especie. Aunque muchos detalles van a cambiar al finalizar la
    secuenciación, los aspectos más resaltantes de lo
    que hemos aprendido se puede resumir en (International Human
    Genome Sequencing Consortium, IHGSC, 2001):

    1. La distribución de los diferentes elementos
    del genoma es heterogénea, incluyendo genes, elementos
    transponibles, contenido de GC, islas CpG y tasas de
    recombinación.

    2. Aunque el genoma humano sólo cuenta con cerca
    del doble de los genomas del gusano (Caenorhabditis
    elegans
    ) y la mosca de la fruta (Drosophila
    melanogaster
    ), nuestros genes son mucho más complejos,
    con más sitios alternativos de procesamiento que producen
    un mayor número de tipos de proteínas.

    3. Las proteínas humanas no sólo poseen
    más dominios que son específicos de los vertebrados
    sino que también tienen complejos rearreglos de dominios
    preexistentes.

    4. Cientos de genes humanos parecen haber resultado de
    una transferencia horizontal desde bacterias y unas docenas
    parecen haberse derivado de elementos transponibles.

    5. Los elementos transponibles y retroelementos parecen
    estar inactivos en el genoma humano.

    6. La tasa de mutación en la meiosis de los
    machos es el doble que en las hembras.

    7. Las tasas de recombinación tienden a ser mucho
    mayor en regiones distales (cerca de los telómeros) y en
    los cromosomas más cortos, en un patrón que
    promueve la ocurrencia de al menos un entrecruzamiento por brazo
    cromosómico en cada meiosis.

    ¿CUÁNTOS GENES
    TENEMOS?

    Estimados recientes han colocado el número de
    genes humanos entre 30 y 40 mil (Ewing & Green, 2000; IHGSC,
    2001; Venter et al., 2001). De estos genes, más de
    10.000 han sido catalogados en el libro "Online
    Mendilian Inheritance in Man" (OMIM) (McKusick, 1998) el cual
    contiene todos las enfermedades
    genéticas en humanos y los genes mutantes que las causan.
    Toda esta información está disponible vía
    Internet (Tabla
    1). La integración de la información de
    esta base de datos
    con la secuencia humana ha permitido la localización de
    muchos de estos genes. Para el resto de los genes, es necesario
    el uso de recursos de
    bioinformática y del análisis de la
    información de los genes conocidos hasta ahora.

    Teniendo en cuenta que se han secuenciado unos 45
    genomas de procariotas (bacterias) y cinco genomas de eucariotas
    (organismos superiores), es lógico pensar que el
    análisis de secuencias y la identificación de genes
    es algo sencillo. Sin embargo, a pesar de lo que conocemos ahora,
    los genomas más grandes son mucho más
    difíciles de analizar y sus genes son mucho más
    complejos, dificultando su identificación.

    Se utilizan muchos métodos
    para predecir la presencia de genes, los cuales están
    basados en señales
    específicas en la secuencia que permiten su
    expresión de manera apropiada. Desafortunadamente, estos
    métodos tienden a producir falsos positivos, lo que induce
    a una sobreestimación del número de genes.
    Además, estos métodos no funcionan bien en
    secuencias no terminadas, como lo es la mayoría de la
    secuencia humana.

    Por otra parte, la información de secuencias
    expresadas (EST y ADNc) y proteínas en humanos y otros
    organismos proveen una forma más precisa para el
    descubrimiento de los genes (Birney et al. 2001). Por
    ejemplo, los algoritmos
    matemáticos más efectivos integran métodos
    de predicción de genes con comparación de
    secuencias, entre los que podemos mencionar GeneWise, Genomescan
    y Genie. En el caso de los humanos, la herramienta más
    útil para encontrar genes son las secuencias de otros
    genomas de vertebrados. Es por esto que en el futuro, cuando los
    resultados de otros proyectos de
    secuenciación como el del chimpancé, el
    ratón, el pez zebra y el pez Tetraodon
    nigroviridis
    , servirán para analizar aún mejor
    el genoma humano.

    Comparando el número de genes para la especie
    humana con las otras especies que han sido secuenciadas,
    éste parece ser bien bajo. A menos que el genoma humano
    contenga muchos genes que no pueden ser encontrados por técnicas
    convencionales, los humanos no le deben su complejidad a un
    número mucho mayor de genes.

    La gran mayoría de nuestros genes provienen un
    pasado evolutivamente distante, donde sólo el 7,35 % de
    las familias de genes que poseemos son específicos para
    los vertebrados (IHGSC, 2001). De modo que la mayoría de
    las funciones
    celulares básicas han aparecido en la evolución
    sólo una vez, y de ahí se han modificado y adaptado
    en cada especie.

    En los vertebrados, la aparición de nuevos genes
    está asociada a dos tipos de funciones: aquellos que son
    específicos de sus habilidades (tal como complejidad
    neuronal, factores de coagulación y de respuesta inmune
    adquirida) y aquellos que aumentan sus capacidades generales (tal
    como genes para la señalización intra y
    extracelular, desarrollo, muerte celular
    programada y control de la
    transcripción de genes).

    ADN
    REPETITIVO: ¿ÚTIL O INÚTIL?

    Una observación bien intrigante al principio de
    la era de la Biología Molecular,
    fue que el tamaño de los genomas no se correlacionaba con
    la complejidad del organismo. Por ejemplo, el hombre tiene un
    genoma que es unas 200 veces más grande que el genoma de
    la levadura (S. cerevisiae), pero 200 veces más
    pequeño que el de Amoeba dubia (Gregory &
    Hebert, 1999). Esto se conoce como la paradoja del valor C
    (contenido de ADN) y fué explicado cuando se
    conoció que los genomas podían contener una gran
    cantidad de secuencia repetitiva que no posee ninguna función
    aparente.

    Tabla 2. Organización estimada de los distintos
    tipos de secuencias del Genoma Humano (Datos tomados de
    IHGSC, 2001).

    Tipo de Secuencia

    Número

    Porcentaje del Genoma

    ADN No Repetitivo

     

    47%

    Transcrito

    30-40.000

    28%

    Codificante

    30-40.000

    1.4%

    ARN no mensajero

    750

    5%

    No Transcrito

    19%

    ADN Repetitivo

     

    53%

    LINEs

    850.000

    21%

    SINEs

    1.500.000

    13%

    Elementos Retrovilares

    450.000

    8%

    Transposones ancestrales

    300.000

    3%

    Repeticiones en Bloque

    ?

    8%

    El tamaño total estimado del genoma humano es de
    3.200 Mb (Megabases, millones
    de bases). De estas bases, 250 Mb corresponden a ADN
    heterocromático (tabla 2), el cual contiene una gran
    cantidad de ADN repetitivo que no posee función conocida o
    es parte de las regiones centroméricas y
    teloméricas. De todo el resto, sólo el 28 % es
    transcrito a ARN mensajero para luego ser procesado y dejar
    sólo un 1.4 % que codifica para las proteínas de
    todo el cuerpo (IHGSC, 2001; Venter et al., 2001).
    Además, existen unos 740 genes que codifican sólo
    ARN con diferentes funciones en la célula, y
    se espera que muchos más serán encontrados en corto
    tiempo.

    En el hombre, el ADN repetitivo comprende
    aproximadamente el 53% de toda la secuencia y la mayoría
    se derivan de elementos transponibles (Smit, 1999). En sentido
    general, las repeticiones pueden agruparse en 5 clases (IHGSC,
    2001):

    1. Repeticiones derivadas de
    transposones (secuencias de ADN que pueden cambiar su
    posición en el genoma), referidas como repeticiones
    interdispersa.

    2. Copias retropuestas de genes celulares inactivos
    total o parcialmente, referidas como seudogenes
    procesados.

    3. Repeticiones simples, que consisten de secuencias
    simples que se repiten una tras otra en segmentos relativamente
    cortos.

    4. Segmentos duplicados, donde pequeños (10 – 300
    kb) segmentos han sido copiados en otra parte del
    genoma.

    5. Bloques de ADN repetitivo localizado en regiones
    específicas, tales como centrómeros,
    telómeros (extremos de los cromosomas), grupos de genes
    ribosomales y otros.

    El ADN repetitivo generalmente es descrito como basura y se
    descarta por no ser informativo. Sin embargo, él
    representa una fuente extraordinaria de información acerca
    de diversos procesos
    biológicos. Las repeticiones constituyen un record
    paleontológico que posee pistas claves de eventos y fuerzas
    evolutivas que operan en la naturaleza. Cuando tienen un rol
    pasivo, pueden ser usados para estudiar los procesos de
    mutación y selección.
    Cuando su rol es activo, el ADN repetitivo ha producido cambios
    en el genoma, causando re-arreglos importantes en el orden de los
    segmentos, creando nuevos genes o modificando y reordenando genes
    existentes.

    Al comparar el ADN repetitivo humano con el de otras
    especies nos damos cuenta de que la porción
    eucromática (segmento de cromosomas que contiene la
    mayoría de los genes, en contraste con la
    heterocromática que contiene casi exclusivamente ADN
    repetitivo) contiene una mayor densidad de
    copias de elementos transponibles que los segmentos
    eucromáticos de las otras especies.

     Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar" del
    menú superior 

     Además, el genoma humano está lleno
    de copias de transposones ancestrales y sólo un 6% se
    estima que está activo. En las otras especies, sin
    embargo, los transposones son de origen reciente y entre un 25 a
    87% está activamente moviéndose en el genoma
    (IHGSC, 2001). Por último, en el genoma humano, 2 tipos de
    repeticiones (LINE1 y Alu) representan el 60% de todas las
    secuencias repetitivas dispersas, mientras que en los otros
    genomas no existe dominancia de tipos específicos de
    repeticiones.

    ESTRUCTURA DE LOS GENES

    Los genes de los organismos superiores (eucariontes) no
    se presentan de manera continua, como en las bacterias
    (procariontes), sino que poseen secuencias internas (intrones)
    que no codifican para las proteínas (Figura 1). De modo
    que en los eucariontes, una vez transcrito el ADN en ARN, existe
    una fase de procesamiento de este último, donde las
    secuencias internas son eliminadas (además de otras
    modificaciones que sufre el ARN), quedando las secuencias
    codificantes o exones de manera continua y listas para codificar
    a las proteínas.

    En el pasado, los intentos de estudiar la estructura
    general de los genes humanos no habían arrojado resultados
    exactos debido al pequeño número de genes
    disponibles. En la tabla 3 se resumen algunas de las
    características estructurales de los genes humanos
    deducidas del análisis de unos 1.800 genes que
    están completamente caracterizados desde el punto de vista
    del ADN y el ARN lo que representaría una muestra de cerca
    del 5% del total.

    Existe una considerable variación en el
    tamaño general de los genes y los intrones. Muchos genes
    tienen un tamaño mayor al de 100.000 bp de largo. Por
    ejemplo, el gen de la distrofina que causa la enfermedad de
    distrofia muscular de Duchene (DMD) tiene un tamaño de 2.4
    Mb (IHGSC, 2001). La variación del tamaño de los
    exones es mucho menor aunque existen algunos casos extremos. Por
    ejemplo, el gen titin tiene la secuencia codificante más
    larga conocida hasta ahora, unos 80.780 bp, además de el
    número más grande de exones, 178, y el exón
    más largo, 17.106 bp (Labeit & Kolmerer,
    1995).

    Otra característica de los genes humanos, y puede
    que en general para otras especies, es la distribución
    diferencial a lo largo del genoma y su relación con la
    alta proporción de las bases Guanina y Citosina
    (GC).

    Tabla 3. Características estructurales de los
    genes humanos de una muestra de 1.800 genes (Modificado de IHGSC,
    2001).

    Característica

    Moda

    Promedio

    Tamaño Exones Internos

    122 bp

    145 bp

    Número Exones

    7

    8.8

    Tamaño Intrones

    1.023 bp

    3.365 bp

    Tamaño Secuencia

    Codificante

    1.100 bp

    1.340 bp

    Tamaño Proteína

    367 aa

    447 aa

    Tamaño Gen

    14.000 bp

    27.000 bp

    Las secuencias que contienen genes poseen una mayor
    proporción de GC que las secuencias no génicas. En
    el genoma humano se observa que la densidad de genes se
    incrementa más de diez veces cuando la proporción
    de GC pasa de 30% a 50% (IHGSC, 2001). En general se observa que
    los intrones más grandes contienen una proporción
    baja de GC, mientras que el tamaño de los exones no se ve
    afectado por la proporción de GC. También es clara
    la asociación de una baja proporción de GC en el
    ADN repetitivo.

    El análisis de las secuencias codificantes, a
    través de la comparación de los genes con los ARN
    mensajeros ha mostrado el alto número de genes que
    presentan procesamiento alternativo. Durante el procesamiento del
    ARN mensajero en los eucariontes, los intrones son eliminados y
    sólo el ADN codificante (exones) es traducido a la
    proteína. Sin embargo, se ha determinado que muchos de los
    genes utilizan procesamiento alternativo que permite producir dos
    o más tipos de proteínas de un solo gen. Un
    análisis del número de secuencias transcritas
    producidas de los genes del cromosoma 22 demuestra que existen en
    promedio 2,6 tipos por gen (IHGSC, 2001). Un análisis
    similar en el cromosoma 19 demuestra un promedio de 3,2. Estos
    valores
    seguramente aumentarán a medida que se estudien más
    tipos distintos de ARN mensajero. En el hombre, este
    número parece ser mayor que en otras especies,
    posiblemente explicando la mayor complejidad de nuestra
    especie.

    COMPARÁNDONOS A OTROS
    ORGANISMOS

    La comparación del genoma humano con los de
    moscas (D. melanogaster) y gusanos (C. elegans) han
    llevado a la conclusión de que las diferencias
    físicas y de comportamiento
    entre especies no están relacionadas de manera simple al
    número de genes.

    El tamaño típico de las secuencias
    codificantes, y por ende las proteínas, tiene un
    tamaño similar en las tres especies (1.311 bp en el
    gusano, 1.497 bp en la mosca y 1.340 en el humano). De la misma
    forma, la mayoría de los exones internos son
    aproximadamente del mismo tamaño en estas especies, entre
    unos 50 a 200 bp, pero en el gusano y la mosca el rango de
    variación es mayor, resultando en un mayor tamaño
    promedio de exones para estas dos especies (cerca de 200 bp
    versus 145 bp en humanos).

    Por el contrario, el tamaño de los intrones
    difiere bastante de los del gusano y mosca. En estas dos
    especies, la mayoría de los intrones varía entre 50
    a 2.000 bp, con un tamaño promedio de 267 bp para el
    gusano y 487 bp para la mosca. En los humanos, la moda se encuentra
    alrededor de 1.000 bp y un rango muy amplio que produce un
    promedio de más de 3.300 bp por intrón (IHGSC,
    2001). Esto produce un incremento en el tamaño de los
    genes en humanos comparados con moscas y gusanos.

    Algunos genes humanos parecen provenir directamente de
    bacterias, más que evolucionados desde las ellas. Esto
    podría implicar que las bacterias son capaces de
    transferir genes a vertebrados (Baltimore, 2001).

    Por otra parte, más del 90% de los dominios
    (unidades estructurales) que se encuentran en las
    proteínas humanas están también presentes en
    la mosca y el gusano (Rubin, 2001). Pareciera que la
    evolución de los vertebrados ha requerido la
    invención de pocos dominios nuevos, y que la nueva
    arquitectura
    se basara en el uso diferencial de segmentos bastante antiguos
    evolutivamente. Sin embargo, los dominios en las proteínas
    humanas han sido mezclados en muchas nuevas combinaciones que han
    producido casi el doble de re-arreglos diferentes en nuestro
    genoma.

    A nivel de las proteínas, el 60% de las que
    existen en nuestro genoma muestran cierto grado de similitud a
    proteínas de otras especies. Aproximadamente un tercio de
    las proteínas de humanos, moscas, gusanos y levaduras no
    muestran similitud a proteínas de otras especies (Rubin,
    2001). Estas proteínas puede que retengan funciones
    similares en cada genoma y que sus secuencias divergieran, o que
    puedan haber adquirido nuevas funciones específicas para
    cada especie.

    ¿DEBEMOS PATENTAR EL ADN?

    Se argumenta que el sistema de
    patentes ha sido una fuerza que ha
    ayudado al desarrollo de muchos descubrimientos y ha generado
    productos
    clínicamente útiles (Bobrow & Thomas, 2001).
    Además se argumenta que las inversiones de
    alto riesgo o de sumas
    muy elevadas sólo pueden ser hechas respaldadas por un
    sistema de patentes que permita el retorno de los recursos
    invertidos a corto o mediano plazo y una ganancia acorde con la
    inversión. Pero la interrogante se presenta
    ahora con el Proyecto Genoma Humano: ¿Puede tener el mismo
    efecto positivo en el área de la Genómica? y
    más aún, ¿Puede este sistema mantener una
    influencia positiva para el progreso de la ciencia y
    el beneficio de la mayoría? Las respuestas a estas
    preguntas son muy inciertas, aún en opiniones de sectores
    parcializados a extremos de privatización o libre acceso a la
    información.

    Muchos miles de patentes con derechos sobre secuencias de
    ADN humano han sido otorgadas, incluyendo secuencias de ADN
    genómico, ADN complementario, marcadores de secuencias
    expresadas (ESTs), mutaciones y polimorfismos de
    nucleótido simple (SNPs). La pregunta que podemos hacer
    ahora es ¿servirán estas patentes para desarrollar
    nuevos productos con aplicaciones clínicas o son meras
    oportunidades de obtener un posible beneficio algún
    día? Algunas secuencias han sido usadas para generar
    pruebas
    diagnósticas para la fibrosis cística y el cáncer de
    mama.

    Sin embargo, el otorgar derechos exclusivos de genes que
    producen enfermedades a un único beneficiario ha generado
    un amplio debate, que va
    hasta el cuestionamiento de las secuencias de ADN como parte de
    una invención. Si tomamos en cuenta que el ADN
    genómico se encuentra en todos los seres humanos, su
    secuencia no representa una invención (el espíritu
    de la patente) sino quizás un descubrimiento.
    Además, se puede difícilmente respaldar la idea que
    la secuenciación de un segmento de ADN particular es una
    inversión que debe ser respaldada por una patente si se
    sabe que hoy en día un laboratorio
    modesto puede secuenciar unas 150.000 bases al día a un
    costo de unos 20
    Bs por base (2,7 centavos de dólar).

    Es necesario resaltar que el sistema de patentes en
    ésta área está destinado a producir un caos
    legal si no se toman las medidas necesarias para regular la
    patentabilidad de la información. Por ejemplo, los
    componentes de las unidades genéticas funcionales del
    cuerpo humano
    (exones, SNPs, mutaciones, dominios de proteínas, ARN
    mensajeros y regiones de control) son todas parte integral del
    mecanismo biológico que actúa en la célula.
    Si la secuencia de ADN de todos estos componentes son
    identificados y luego tratados como
    invenciones separadas, cualquier producto con
    uso clínico es probable que cruce las barreras legales de
    varias de las patentes (Bobrow & Thomas, 2001).

    Este es un debate que debe llevarse a varios niveles de
    discusión, tales como la ONU, los poderes
    legislativos de las naciones y del público en general. El
    aspecto principal de la discusión debe ser la
    reformulación del sistema de patentes de modo que ajuste
    su capacidad de definir la invencionalidad y utilidad
    requerida para su patentabilidad. Además debe definirse
    muy bien el camino a seguir con respecto a los diversos
    Patrimonios de la Humanidad, entre los que se encuentra el Genoma
    Humano.

    ¿QUIÉN GANÓ LA
    CARRERA?

    La declaración conjunta de la publicación
    del primer borrador de la secuencia humana en julio del
    año pasado, por parte de los sectores público
    (International Human Genome Sequence Consortium) y privado
    (Celera Genomics), en presencia del presidente de los Estados Unidos de
    América
    parecía determinar un empate entre los dos esfuerzos. Sin
    embargo, la publicación de un análisis de las
    secuencias por ambas partes (IHGSC, 2001; Venter et al.,
    2001) en febrero de este año reinició el debate de
    quien posee más méritos por descifrar la mayor
    parte del Genoma Humano.

    La compañía Celera Genomics fue fundada
    con el objetivo de
    producir la secuencia completa del genoma humano en un
    período más corto y con una inversión mucho
    más pequeña que la iniciativa pública. El
    objetivo inicial fue de generar la secuencia con una cobertura de
    10X. Sin embargo, los datos presentados por Celera muestran una
    cobertura de 5,1 veces del genoma, más el uso de otras 2,9
    veces del genoma proveniente de la iniciativa pública que
    está disponible libremente a través de Internet. La
    compañía justifica el uso de secuencias
    públicas porque con ello se ahorraron unos 60 millones de
    dólares.

    Los miembros del proyecto público argumentan que
    la información tomada por Celera no fue al azar, sino
    más bien cuidadosamente escogida para cubrir todo el
    genoma, aprovechando al máximo la información
    generada por el sector
    público. Ellos sostienen que en realidad Celera
    utilizó el equivalente al 7,5X de la secuencia del genoma
    humano (Butler, 2001). En este sentido, John Sulston, antiguo
    director de uno de los centros más importantes del IHGSC
    comenta que:

    " Por tres años al proyecto público se
    le dijo que éramos ineficientes, lentos y no
    teníamos razón al proceder de manera cautelosa, y
    que el Whole Genome Shotgun [enfoque metodológico
    empleado por Celera Genomics] obviaba la necesidad de todos
    estos pasos que representaban un derroche. A la final, se
    transpira que nosotros somos los que hemos garantizado que
    exista una secuencia del genoma humano. Nosotros salvamos el
    día".

    PROYECTOS
    FUTUROS

    Aunque se han hecho grandes progresos en la
    secuenciación del genoma humano, todavía falta
    mucho por hacer. Ahora se está avanzando hacia varias
    direcciones que permitirán el uso y aplicación de
    toda la información que se ha generado y se seguirá
    generando en los próximos años. Entre los proyectos
    que se contempla terminar a corto o mediano plazo se
    encuentran:

    1. Terminación de la secuencia del genoma humano.
    Se estima que se producirá una secuencia terminada, de lo
    que existe hoy en día, a mediados del este año y la
    mayoría de los huecos deberían ser cerrados para el
    2003.

    2. Desarrollo del índice integrado de genes (IGI)
    y proteínas (IPI). El análisis de las secuencias
    del genoma, así como de la información de otras
    fuentes
    producirá un listado detallado de todos los genes y
    proteínas que contienen las células
    humanas.

    3. Identificación a gran escala de
    regiones reguladoras. Para entender cómo la célula
    regula los genes es necesario conocer las secuencias responsables
    de las funciones celulares definidas por regulación
    específica de los genes de los distintos tipos
    celulares.

    4. Secuenciación adicional de genomas de otras
    especies. Existen proyectos que han comenzado a secuenciar los
    genomas del ratón, el pez zebra, los peces
    Tetraodon nigroviridis y Takifugu rubripes.
    Además existen planes para secuenciar algún otro
    primate y otros organismos que ayudarán a caracterizar los
    genomas de vertebrados y no vertebrados.

    5. Terminación el catálogo de la
    variación humana. Actualmente se han identificado
    más de 1.4 millones de SNPs a lo largo de todo el genoma y
    se extenderá hasta descubrir casi la totalidad de las
    diferencias entre distintos seres humanos, lo que
    permitirá la aplicación de esta información
    en el descubrimiento de las causas de muchas
    enfermedades.

    6. Paso de la secuencia a la función de los
    genes. El análisis de toda la información generada
    nos permitirá descubrir la función de cada uno de
    los genes y nos llevará a desarrollar nuevas
    tecnologías para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades
    genéticas.

    AGRADECIMIENTOS

    Deseo expresar mi más cordial agradecimiento a
    Carmen Alfonsi e Isabel Mimbela de Loroño por la lectura
    crítica
    del manuscrito.

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    Dr. MARCOS DE DONATO

    Lab. Genética Molecular, IIBCA, Universidad de
    Oriente.

    Cumaná, estado Sucre,
    Venezuela

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