viernes, 21 de mayo de 2010

ORGANIZACIÓN DEL GENOMA EUCARIONTE

Organización del genoma eucarionte
En los organismos celulares el material genético está constituido por ADN de doble banda y está compuesto por las mismas bases nitrogenadas (A, T, C, G).
Existen notables diferencias:
· Una primera diferencia reside en el contenido de ADN de los diferentes organismos, por ejemplo la E. Coli posee un material genético equivalente a 4x106 bases.
· Una segunda diferencia en los procariotas el ADN ocupa un lugar central en la célula, sin que exista una separación física entre él y el resto del organismo.
En las células eucariontes el ADN total se encuentra dividido en un número variable de moléculas, característico de cada especie y formando con proteínas, estructuras muy complejas denominadas cromosomas: el número y la forma de los cromosomas son típicos de cada especie.
Hay dos tipos fundamentales de células en cuanto al número de cromosomas que contienen: las somáticas y las sexuales.
El ADN que forma parte de los cromosomas es una molécula que al parecer está en forma lineal y no circular. A todo su largo está asociado con proteínas que son fundamentalmente histonas.
Al conjunto de todos los genes contenidos en una célula se le da el nombre de genoma. Las secuencias que pueden ser exactamente iguales en ambos cromosomas o diferir en algo, siguen originando en esencia el mismo producto, aunque con pequeñas diferencias, esto se hace que en una población puedan existir numerosas formas del mismo gen. Uno de los ejemplos más sobresalientes en seres humanos es el gen que codifica la cadena B de la hemoglobina, este gen está localizado en el cromosoma 11 y de él se han reportado más de 200 formas que difieren por lo general en el cambio de alguna base nitrogenada que, aunque en muchos casos determina cambios en la secuencia aminoacídica de la proteína sigue siendo esencialmente la b-globina.
Diferentes tipos de alelos en la cadena B de la hemoglobina
Tipo
Defecto molecular
fenotipo
Hb S
Cambia en B6 glu-val
Sicklemia
Hb C
Cambia en B6 glu- lis

Hb E
Cambia en B26 glu-lis

Hb M Boston
Cambia en B53 his-tir
Meta Hb
Hb M sackatoon
Cambia en B63 his-tir
Meta Hb

Existen 3 combinaciones posibles para esta pareja de genes
Los 2 genes son de tipo silvestre, por lo que el organismo es homocigótico (AA) y todo el producto génico es normal.
Un gen es de tipo silvestre y el otro es mutante (Aa), el organismo es heterocigótico y sólo contiene aproximadamente la mitad del producto génico normal.
Los genes son mutantes (aa), el organismo es homocigótico, por lo que todo el producto génico es anormal. Si ese producto realiza una función importante para la vida, la célula en es condiciones no sobreviviría o la hará en condiciones precarias.
La distención entre caracteres dominantes y recesivos es muy importante en la práctica médica, pues hay enfermedades que se transmitan como un carácter dominante y otras como recesivos todo lo cual el médico debe tener muy presente para hacer los asesoramientos genéticos del paciente del paciente y de la familia.
Para los grupos sanguíneos ABO existen básicamente 3alelos. El grupo sanguíneo A es dominante y está determinado por el alelo A. El grupo sanguíneo B es también dominante y lo determina el alelo B. El grupo O tiene carácter recesivo y se origina por el alelo.
Genes y ADN

De acuerdo con numerosos estudios de ADN contenidos en una célula diploide humana es aproximadamente 7.3x10-12 g.
Por varios métodos genéticos se ha determinado que la célula humana contiene aproximadamente 70000 a 100000 genes.
Esto se debe a que la densidad del ADN es proporcional a su contenido en G+C y la composición promedio de cada fragmento que tiene varios cientos de bases, no varía mucho de uno a otro. Si se aplica el mismo procedimiento al ADN de un mamífero se obtiene 2 zonas, la mayor con una composición aproximada de A+T del 60 % pero la menor con más del 90% de A+T, lo cual constituye un hecho inusual. Al ADN contenido en esta zona se le denomina ADN satélite es la de estar formado por secuencias repetidas organizadas en tándem, una continuación de la otra.
Un procedimiento que ha dado muchos resultados es el estudio de la cinética del proceso de re naturalización. Para ello se extrae el ADN de un organismo y sin fraccionarlo se desnaturaliza, después se coloca en condiciones que permiten la re naturalización, siguiendo el proceso en función de la concentración inicial del ADN y el tiempo.
Un gen está constituido por uno o más segmentos específicos del ADN cuya secuencia de bases contiene la información necesaria para la síntesis de móleculas específicas o sea proteínas, ARNt y ARNr.
Así cada gen está constituido por un número de secuencias codificantes que alternan con secuencias no codificantes. Las primeras reciben el nombre de exones y las segundas el de los intrones. El número de exones es variable para los diferentes genes; el de las globinas presenta 3 exones, las cadenas pesadas de las inmunoglobulinas 5,la ovoalbúmina 8, la conalbúmina 18y la cadena alfa del colágeno 53 .







Los nucleótidos se almacenan en fibras o hebras cuya estructura global forma lo que se conoce como ADN. La expresión básica de un nucleótido es el codón. Un codón recodificado en ARN forma un aminoácido y el conjunto de varios aminoácidos pueden llegar a codificar una proteína, si se dan las condiciones necesarias. El gen contiene los codones suficientes como para formar, en potencia, una proteína. Esta será usada para las necesidades celulares o del organismo. Los cromosomas contienen libros enteros guardados en tapas de ADN pasando a formar parte de la cromatina del nucléolo del [núcleo celular] de la célula.
Cuando se necesita acceder a la 'biblioteca', se da la orden para comenzar a buscar lo demandado. Se pone en marcha un 'puntero' pertenecientes al grupo de enzimas de las topoisomerasas. Este puntero localiza y transcribe la secuencia de nucleótidos necesarios, sustituye la estabilidad del ADN (definida por la existencia de timina como base nucleótida) por la gran versatilidad del ARN (definida por la transcripción de la Timina por el Uracilo), pasando por las enzimas necesarias que, dotarán a ese ARN del ATP necesario, formando un aminoácido, elemento básico de la proteína.Por lo tanto los codones correspondientes de la secuencia de nucleótidos es la riboncleasa una proteína hexocinasa. Con gran actividad óptica de la glucosa.
Todo este proceso se repite en todas las células, lo único que diferencian a unas de otras son las proteínas codificadas. Las que no se codifican se inhiben, y por ello se ha creído durante muchos años que el gen es la unidad básica de herencia, aunque más bien es una de las unidades tomadas en cuenta en la herencia. Otros factores son los autosomas, cromosoma Y, ADN mitocondrial y los epigenes, que recientemente se ha descubierto en el interior de los cromosomas.
Tipos de genes
Un gen es una secuencia o segmento de ADN necesario para la síntesis de ARN funcional, como el ARN de transferencia o el ARN ribosomal. Sin embargo, estos dos tipos de ARN no codifican proteínas, lo cual es hecho por el ARN mensajero. Para ello, la transcripción genera una molécula de ARN que posteriormente sufrirá traducción en los ribosomas, proceso por el cual se genera una proteína. Muchos genes se encuentran constituidos por regiones codificantes (exones) interrumpidas por regiones no codificantes (intrones) que son eliminadas en el procesamiento del ARN. En células procariontes esto no ocurre pues los genes de procariotas carecen de intrones. La secuencia de bases presente en el ARN determina la secuencia de aminoácidos de la proteína por medio del código genético.
Otros genes no son traducidos a proteína, sino que cumplen su función en forma de ARN. Entre éstos, encontramos genes de ARN transferente, ARN ribosómico, ribozimas y otros ARN pequeños de funciones diversas.
Algunos genes han sufrido procesos de mutación u otros fenómenos de reorganización y han dejado de ser funcionales, pero persisten en los genomas de los seres vivos. Al dejar de tener función, se denominan pseudogenes, y pueden ser muy parecidos a otros genes del mismo organismo que sean funcionales.
Estos aminoácidos contienen grupos neutros, es decir sin carga, por lo que pueden formar puentes de hidrógeno con el agua. A la glicina algunas veces se le clasifica como aminoácido no polar, debido a que el grupo R consiste en un simple átomo de hidrógeno, demasiado pequeño como para afectar la polaridad de los grupos alfa amino y alfa carboxilo. En los amino serina, treonina y ceronina, la polaridad se debe a la a la presencia de grupo carboxilo (-OH) en el caso de la asparagina y de la glutamina.







Familias génicas
Muchos genes eucariontes funcionalmente relacionados pueden formar grupos denominados familias génicas. La actividad de los miembros de la familia es habitualmente regulada de forma coordinada.
Se clasifican habitualmente en tres grupos:
· Familias multigénicas simples
· Familias multigénicas complejas
· Familias multigénicas complejas controladas por el desarrollo






Distribución de genes relacionados. Las familias multigénicas son aquellas donde las secuencias de los ADN de sus miembros comparten homología y sus productos están funcionalmente relacionados. En algunos casos se encuentran juntas en el cromosoma, en otras se encuentran dispersas en varios cromosomas. Las familias de genes de las globinas, responsables de codificar para diferentes péptidos que forman parte de las moléculas de hemoglobina, son ejemplos que proporcionan muchas ideas sobre la organización del genoma. Otros son los genes en tandem, como el de las histonas y los ARN ribosómicos. Los miembros de genes de la familia alfa y beta globina, ubicados en los cromosomas 11 y 16, codifican polipéptidos de globina, que se combinan en una sola molécula tetramérica, que interacciona con grupos hemo que puede unir oxígeno de manera reversible. Dentro de cada grupo de genes, estos se activan e inactivan coordinadamente durante los estadios de desarrollo embrionario (fetal, adulto).
La familia génica de la alfa y beta globina humanas contienen respectivamente 5 y 6 genes. La familia alfa ubicada en el cromosoma 16 (HSAp16) con 30.000 pares de nucleótidos (30kb) contiene 5 genes; el gen zeta que se expresa en el estadio embrionario, dos pseudogenes no funcionales, y dos copias del gen alfa que se expresan durante los estadios fetal y adulto (ver figura).
Los miembros de ambas familias muestran homología, codifican polipéptidos de globinas que se combinan en una sola molécula tetramérica, que interacciona con grupos hemo que pueden unir oxígeno de manera reversible. Dentro de cada grupo de genes, los miembros se activan y se desactivan coordinadamente, durante los estadios de desarrollo embrionario, fetal y adulto La figura de los pseudogenes han sufrido deleciones y duplicaciones significativas, por lo que no transcriben.
Alineación de genes correspondientes a las familias de las globinas. Familia génica alfa, ubicada en cromosoma HSA16 y familia génica beta, ubicada en cromosoma HSA11.
1. Familias multigénicas simples: Uno o varios genes están repetidos en tándem., los más notables son los genes del ARN ribosomal en el xenopus.
2. Familia multigénicas compleja: Están formadas por grupos de genes relacionados cada uno con transcripción independiente y separada por secuencias espaciadoras.
3. Familias multigénicas complejas controladas por el desarrollo: se trata de un grupo de genes que se activan e inactivan en diferentes etapas del desarrollo ontogénico del organismo.







El genoma Humano



El genoma es todo el ADN de un organismo, incluidos sus genes, unos 30.000 en el caso de los humanos.

Los humanos poseemos 10 billones de células. Cada célula tiene un núcleo en el que se almacena la información genética en 46 cromosomas organizados en 23 pares.

Los 23 paresde cromosomas.




El Genoma Humano es el número total de cromosomas del cuerpo. Los cromosomas contienen aproximadamente 80.000 genes, los responsables de la herencia. La información contenida en los genes ha sido decodificada y permite a la ciencia conocer mediante tests genéticos, qué enfermedades podrá sufrir una persona en su vida. También con ese conocimiento se podrán tratar enfermedades hasta ahora incurables. Pero el conocimiento del codigo de un genoma abre las puertas para nuevos conflictos ético-morales, por ejemplo, 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 del embarazo y los hijos. Un genoma es el número total de cromosomas, o sea todo el D.N.A. (ácido desoxirribonucleico) de un organismo, incluido sus genes, los cuales llevan la información para la elaboración de todas las proteínas requeridas por el organismo, y las que determinan el aspecto, el funcionamiento, el metabolismo, la resistencia a infecciones y otras enfermedades, y también algunos de sus procederes. En otras palabras, es el código que hace que seamos como somos. Un gen es la unidad física, funcional y fundamental de la herencia. Es una secuencia de nucleótidos ordenada y ubicada en una posición especial de un cromosoma. Un gen contiene el código específico de un producto funcional. El DNA es la molécula que contiene el código de la información genética. Es una molécula con una doble hebra que se mantienen juntas por unioneslábiles entre pares de bases de nucleótidos. Los nucleótidos contienen las bases Adenina(A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). La importancia de conocer acabadamente el genoma es que todas las enfermedades tienen un componente genético, tanto las hereditarias como las resultantes de respuestas corporales al medio ambiente. El Proyecto Genoma Humano es una investigación internacional que busca seleccionar un modelo de organismo humano por medio del mapeo de la secuencia de su DNA.Se inició oficialmente en 1990 como un programa de quince años con el que se pretendía registrar los 80.000 genes que codifican la información necesaria para construir y mantener la vida. Los rápidos avances tecnológicos han acelerado los tiempos esperandose que se termine la investigación completa en el 2003. Cuando faltan sólo tres años (2003) para el cincuentenario del descubrimiento de la estructura de la doble helice por parte de Watson & Crick (1953), se ha producido el mapeo casi completo del mismo. Los objetivos del Proyecto son:Identificar los aproximadamente 100.000 genes humanos en el DNA.Determinar la secuencia de 3 billones de bases químicas que conforman el DNA.Acumular la información en bases de datos.Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación.Desarrollar herramientas para análisis de datos.
ORGANIZACIÓN DEL GENOMA
Las personas estamos formadas por un ingente número de células y, aunque las que constituyen la piel, el hígado, el músculo, la sangre, el sistema nervioso, etc., muestran características morfológicas y funcionales diferentes, todas ellas encierran, en compartimentos específicos, una información genética idéntica, la cual no se expresa de forma simultánea en una misma célula sino que a lo largo del desarrollo se seleccionan grupos de genes que determinan su futuro estructural y funcional. En este sentido, todas las células de nuestro organismo proceden, por divisiones sucesivas, de una célula precursora común que comparte una información materna y paterna para constituir su propio genoma, y las características morfo-funcionales propias de cada tipo celular dependen básicamente del particular grupo de genes que han sido seleccionados para manifestarse.
El ADN es la molécula responsable del soporte de la información genética, la cual está basada en una secuencia específica de otras moléculas muchísimo menores denominadas nucleótidos. El orden de estos nucleótidos en el ADN es de cruciaI importancia porque define la secuencia específica de aminoácidos que tendrá la futura proteína. Sólo participan 4 nucleótidos diferentes que, combinados en grupos de tres, establecen un código específico que define el significado de esta información. Cada nucleótido dispone de tres elementos: una base nitrogenada, un azúcar (la desoxirribosa) y un grupo fosfato. La base es la verdaderamente responsable de la especificidad de la información y existen cuatro diferentes, que se identifican con las letras A (Adenina), G (Guanina), C (Citosina) y T (Timina) y representan las cuatro letras con las que se escribirá el libro de la vida; los otros componentes del nucleótido (el azúcar y el grupo fosfato) desempeñan una función estructural y facilitadora de la polimerización mediante el engarce consecutivo de los diferentes nucleótidos.
Estructuralmente, el ADN es una molécula de doble cadena, cada una de las cuales está dirigida en sentido antiparalelo (considerando la dirección de su polimerización o crecimiento) y ambas cadenas forman una estructura en espiral (a modo de escalera de caracol) en donde los grupos azúcar-fosfato constituyen el esqueleto o armazón que representan los laterales paralelos de la escalera de caracol, mientras que las bases nitrogenadas están orientadas hacia el eje central de la espiral y representan los peldaños de la escalera. El apareamiento de las bases entre ambas cadenas se realiza con una extraordinaria selectividad, de acuerdo con la siguiente regla: Adenina con Timina (A-T) y Citosina con Guanina (C-G) y cada 10 pares de bases (peldaños) da lugar a una vuelta completa de la hélice.
La información contenida en el ADN es decodificada en dos etapas consecutivas denominadas transcripción y traducción. La transcripción supone la síntesis de ARN (ácido ribonucleico) constituido por una secuencia de cuatro nucleótidos (ribonucleótidos) conteniendo las mismas bases que los nucleótidos que forman parte del ADN (desoxirribonucleótidos) con la salvedad que la Timina es sustituida por Uracilo. El orden de los nucleótidos en el ARN viene definido por la secuencia de los mismos en una de las cadenas del ADN que sirve de molde. Por último, la traducción supone el cambio del código basado en una secuencia de nucleótidos en otro basado en una secuencia de aminoácidos (proteína), merced a unas moléculas de ARN especiales denominadas ARNt (ARN de transferencia).
ESTABILIDAD DEL GENOMA
Dada la importante función que tiene asignada la molécula de ADN, tanto en el propio individuo como en la preservación de la información genética a través de la evolución, el ADN debe garantizar la estabilidad de esta información, que será transmitida a sus propias células y a la descendencia. Para garantizar la estabilidad del genoma, éste no sólo se encuentra protegido y localizado en compartimentos específicos dentro de la célula, sino que además se establecen mecanismos de control que garantizan la ausencia de errores al realizar las copias del mismo. En la actualidad se asume que durante la duplicación del material genético se comete sólo un error cada mil millones de pares de bases, lo cual permite apreciar la gran fidelidad de las copias y el elevado grado de estabilidad de la información en el proceso de la herencia. Pero, el genoma humano no es una entidad absolutamente estable, sino que puede ser objeto de diferentes tipos de cambios denominados mutaciones, las cuales pueden llegar a ser transmisibles a la descendencia si estos cambios afectan a las células germinales. Las mutaciones surgen como resultado de la actividad normal de la célula (mutaciones espontáneas) o de su interacción con agentes químicos o físicos del entorno (mutaciones inducidas) y pueden ser de diferentes tipos, oscilando entre la alteración de un simple par de bases (mutaciones puntuales) hasta las anomalías cromosómicas a gran escala. Las mutaciones de genes y cromosomas han contribuido tanto a la biodiversidad genética de los individuos como a la aparición de patologías de origen genético.
El ADN no se encuentra en la célula como molécula desplegada y desnuda sino que habitualmente se repliega sobre sí mismo y se asocia con otras moléculas, fundamentalmente proteínas, para generar una estructura más estable y compleja denominada cromosoma. Cualquier cromosoma esta constituido básicamente por un centrómero (región central), dos telómeros (uno en cada extremo) y un número variable de orígenes de replicación, distribuidos a lo largo del mismo, que son los puntos en donde se inicia, de forma asincrónica, la duplicación del material genético. Para que el cromosoma sea realmente operativo, éste ha de ser capaz de replicarse (realizar una copia exacta de sí mismo), segregarse en dos copias durante el proceso de la mitosis y autoconservarse en la célula durante generaciones, ya que el número de copias necesarias desde la primera célula hasta el individuo adulto, rebasa la cifra de la unidad seguida de catorce ceros (1014). Durante la división celular, las células hijas reciben una dotación genética idéntica a la célula progenitora mediante un proceso de replicación o duplicación del ADN durante el cual, las dos hebras de la doble hélice de ADN se separan y cada una de ellas sirve de molde para generar una nueva hebra complementaria, de acuerdo con la regla de apareamiento de bases anteriormente mencionada (A-T y C-G). La transmisión o herencia de esta información en el ADN es de tipo semiconservativa de forma que cada una de las células hija recibe una hebra de nueva síntesis y su complementaria antigua, que ha servido de molde para generar la nueva.
LOCALIZACIÓN DEL GENOMA
El genoma humano está constituido por un genoma nuclear y otro mitocondrial. La parte más importante del genoma se localiza en el núcleo de la célula (genoma nuclear) el cual está separado del resto por una envoltura nuclear que limita y regula el intercambio que se establece entre el interior del núcleo (en donde se encuentra el ADN) y el exterior del mismo (citoplasma celular) donde se encuentra la maquinaria relacionada con la decodificación de la información genética, responsable en última instancia de la síntesis de proteínas. El genoma nuclear, que está dispuesto en forma lineal y representa el genoma al que habitualmente nos referimos al hablar del genoma humano, está constituido por algo más de tres mil millones de pares de bases (o nucleótidos) conteniendo aproximadamente unos mil genes. Cada cromosoma nuclear está constituido por una sola hebra de doble cadena de ADN (lógicamente asociada a proteínas) con una longitud de 1,7 a 8,5 cm, conteniendo entre 50 y 250 millones de pares de bases de nucleótidos. Sin embargo, esta molécula habitualmente se encuentra en grados de mayor o menor empaquetamiento y esta especial forma de replegamiento de los cromosomas permite que todo el genoma pueda ser almacenado en el espacio nuclear de la célula, que viene a representar una esfera con un diámetro de unas cinco milésimas de milímetro, en donde se almacena una información equivalente al contenido de 800 Biblias. El otro genoma es el genoma mitocondrial, ubicado en la matriz de un orgánulo celular (mitocondria). La organización del genoma mitocondrial humano es radicalmente diferente del genoma nuclear, pero tiene grandes similitudes con la mayoría de los genomas de las bacterias (células procariotas): es más simple, está constituido por unos dieciséis mil seiscientos pares de bases, conteniendo 37 genes y con una disposición circular. Se cree que la célula eucariótica actual, conteniendo ambos genomas nuclear y mitocondrial, procede de la simbiosis entre dos células diferentes, una nucleada (eucariota) y otra sin núcleo diferenciado (procariota). Esta simbiosis debe ser entendida en los orígenes de la vida. Ésta surgió en un ambiente con una atmósfera reductora y las células liberaban oxígeno al medio como residuo de su metabolismo. En esta época, el oxígeno resultaba ser altamente tóxico para la inmensa mayoría de células eucariotas, aunque surgieron algunas células procariotas con capacidad para utilizar el oxígeno con fines metabólicos. La masiva liberación de oxígeno al medio (hace unos 1500 millones de años), provocó un enriquecimiento de oxígeno en la atmósfera de la tierra, incompatible con la vida. Sin embargo, gracias a la simbiosis de algunas células eucariotas primitivas con las células procariotas (con capacidad para consumir el oxígeno), las primeras pudieron adaptarse y sobrevivir en las nuevas condiciones oxidantes de la atmósfera.
HERENCIA DEL GENOMA
En nuestro organismo podemos diferenciar dos grandes grupos celulares, en función de la carga genómica disponible. Unas son las células somáticas las cuales participan estructural y funcionalmente en la actividad de nuestro organismo y son la mayoría de las que forman parte de nuestro ser. Se caracterizan por disponer de una información genética nuclear duplicada (numero diploide de cromosomas) dispuesta en 22 pares de cromosomas homólogos (autosomas) y dos tipos de cromosomas sexuales X e Y, de cuya combinación depende el sexo femenino (XX) o masculino (XY) de la persona. Las otras células, presentes en menor proporción, son aquellas cuya función está relacionada con la fecundación y son las células germinales o gametos, denominadas óvulo (en el caso de la mujer) o espermatozoide (en el hombre). Todas ellas disponen de una dotación simple de cromosomas (número haploide) constituido por 22 autosomas más un cromosoma sexual. Durante la fecundación, cada una de las células germinales, aportará una dotación haploide de cromosomas, de cuya combinación dependerá el sexo masculino o femenino del nuevo ser, con una dotación final diploide de cromosomas. De ahí que el genoma nuclear del nuevo ser esté constituido al 50% por la información genética derivada del padre y el otro 50% derivado de la madre. Esta información paterna y materna permanecerá almacenada en las células somáticas siempre de forma físicamente independiente (son cromosomas homólogos pero diferentes) mientras que en las células germinales se produce una recombinación entre cromosomas homólogos, generando cromosomas singulares basados en la recombinación del ADN materno y paterno. Además, cada célula germinal esta constituida por una de las 223 posibles combinaciones haploides de cromosomas matemos y paternos. En este sentido, el mecanismo de reproducción sexual garantiza la diversidad evolutiva de la especie, ya que asegura que el genoma nuclear del nuevo individuo es el resultado de una recombinación particular (en las células germinales) de los respectivos genomas de sus progenitores. Sin embargo, debemos destacar que la herencia mitocondrial es exclusivamente materna puesto que durante la fecundación el espermatozoide sólo aporta su núcleo al óvulo, mientras que en el óvulo se encuentran ambos genomas, el nuclear y el mitocondrial, ubicado este último en los orgánulos mitocondriales citoplasmáticos. En este sentido, el genoma mitocondrial es un instrumento de gran utilidad para seguir el linaje materno en el proceso de la herencia.
TECNOLOGÍA Y AVANCES SOBRE EL GENOMA
Los conocimientos requeridos para el avance del conocimiento sobre el genoma humano requieren al menos tres etapas consecutivas: i) completar la secuenciación de bases del ADN para obtener la información genética común a partir de un número suficiente de personas; ii) conocer qué genes o grupos de genes participan en cada tipo celular y en qué enfermedades podrían estar implicados; iii) adquirir datos referentes a todas las que se producen en la célula y su presencia relativa en los distintos tipos celulares y en las distintas enfermedades. Hasta la actualidad el conocimiento sobre la expresión de los genes se lleva a cabo de una forma muy reducida y selectiva, analizando o estudiando gen a gen su comportamiento e implicaciones en la salud y la enfermedad y a lo sumo estudiando simultáneamente un número reducido de genes. Los nuevos procedimientos basados en análisis sobre micromatrices (microarrays) de ADN permitirán analizar de forma simultánea la práctica totalidad de los genes, utilizando un soporte (chip) con una superficie aproximada de un centímetro cuadrado. Esta nueva capacidad de identificación simultánea y rápida de los genes, permitirá conocer el grado de interrelación entre genes o grupos de genes y su influencia en relación con la actividad funcional normal de la célula y por tanto, también de sus alteraciones e implicaciones en la patología. De igual modo, facilitará conocer la influencia de sustancias químicas exógenas sobre la expresión o alteración de los genes en los individuos. En un sentido amplio, nos permitirá comprender mejor que el genoma es el soporte de un potencial desarrollo físico del individuo y que su manifestación definitiva viene también definida por los factores ambientales que modulan la expresión del genoma de cada persona. En la actualidad los expertos están de acuerdo en que más de 6.000 enfermedades tiene un origen claramente hereditario y de ellas, tan solo en un 3% de los casos se ha podido llegar a identificar el gen responsable de la misma. Enfermedades como el Parkinson, Alzheimer, hemofilia, Síndrome de Down, multitud de patologías cardiacas, etc. podrían beneficiarse directamente de los avances en el conocimiento del genoma pero, las aplicaciones diagnósticas y terapéuticas podrían incrementarse por un factor importante, considerando que la manipulación genética de células puede ser utilizada también de forma indirecta con fines terapéuticos, modificando o modulando la expresión génica de células normales, por ejemplo con el fin de potenciar la respuestas del sistema inmunitario, como es el caso de las vacunas. Esto abre también nuevas expectativas en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades adquiridas, como son el cáncer, las enfermedades infecciosas, etc. En este contexto, surge la terapia génica como una parte especializada de este conocimiento que pretende estudiar y evaluar la posibilidad de reparar, sustituir o silenciar parte del repertorio genético de las células, con fines terapéuticos. Pero destacar que detrás de estos descubrimientos hay importantes intereses económicos, con un gran potencial de suculentos beneficios, lo cual abre un amplio debate sobre la posibilidad de patentar los genes o las aplicaciones médicas de estos nuevos hallazgos. El desarrollo de nuevos fármacos basados en la información derivada de nuestro conocimiento sobre el genoma abre, pues, un nuevo espacio en donde los conceptos bioéticos deberán aportar luz o límites a la hora de regular el posible conflicto de intereses que pudiera presentarse entre los beneficios a la humanidad y los intereses privados de empresas o grupos comerciales. En este sentido, no debe resultar baldío insistir en que el genoma humano es uno de los más valiosos patrimonios del ser humano y, por tanto, su información genética debe ser considerada como un patrimonio indiscutible de la humanidad.
PERSPECTIVAS DEL GENOMA
Con el fin de apreciar el insospechado potencial que tiene el conocimiento del genoma desde el punto de vista socio-sanitario, diremos que todo lo mencionado en relación con las enfermedades deriva del conocimiento que en la actualidad disponemos respecto de los genes, los cuales son aquellas regiones del ADN que se manifiestan en forma de proteína después de ser decodificada su información genética. Los genes son la parte más importante del genoma porque es la región que define las características estructurales y funcionales de nuestro organismo. Sin embargo, debemos señalar que las regiones génicas representan solo el 3% del genoma, mientras que el resto de este gran libro de la vida, es decir, el 97% restante de las secuencias de nucleótidos presentes en el ADN, no tiene una función claramente codificante y desempeña funciones reguladoras, estructurales y, en gran medida, su función es desconocida. Algunos autores se refieren a estas regiones como ADN basura, lo cual no deja de ser una interpretación reduccionista. En cualquier caso, el mayor conocimiento sobre el significado y función de cada una de las partes del genoma y la posibilidad de modular o regular las funciones de los genes, actuando no sólo directamente sobre los mismos, sino también sobre las regiones no codificantes, abrirá, sin lugar a dudas, un potencial de aplicación socio-sanitario con insospechadas ventajas. En este sentido, es razonable pensar que un conocimiento completo desde el punto de vista estructural y funcional del genoma humano no se alcanzará antes de varias décadas. Sin embargo, los conocimientos actualmente disponibles son muy alentadores y ponen de manifiesto que constituyen los cimientos de la medicina molecular del siglo XXI. Mientras tanto, debemos señalar que el conocimiento adquirido en los últimos años sobre el genoma nos ha de permitir comprender mejor la normalidad y la enfermedad, las limitaciones y expectativa de vida de un individuo, las bases moleculares de la enfermedad, los mecanismos de la diferenciación celular, la regulación de la expresión de los genes, la biodiversidad de los individuos y las especies en la naturaleza y de cómo en la actualidad los avances en la tecnología del ADN recombinante o ingeniería genética, sumados a los conocimientos derivados del Proyecto Genoma Humano, tendrán una repercusión directa en las nuevas terapias basadas en la utilización elementos genéticos (terapia génica), así como ofrecernos un marco de comprensión del significado potencial de la clonación humana y su potencial aplicación en el transplante, como fuente inagotable de tejidos y órganos.

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