En la década de 1980 comienzan las actividades propias del Proyecto del Genoma Humano. En esta tarea titánica estuvieron involucrados biólogos moleculares universitarios, investigadores del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos y el Departamento de Energía de ese país. Finalmente, el Proyecto de Genoma Humano quedó a cargo de un consorcio internacional integrado por 20 grupos de diferentes países. Además, participó la empresa privada Celera.
El 6 de abril de 2000 se anunció públicamente la terminación del primer borrador del genoma humano secuenciado, que localizaba a los genes dentro de los cromosomas. Los días 15 y 16 de febrero de 2001 las dos prestigiosas científicas americanas, Nature y Science, publicaron la secuenciación definitiva del Genoma Humano, con un 99.9 por ciento de fiabilidad y con un año de antelación a la fecha presupuesta.
El mapa publicado en ese momento fue un mapa haploide, es decir con la mitad de los cromosomas totales del núcleo humano. Se identificaron y secuenciaron 3.000 millones de pares de bases, no los 6.000 millones que tiene el genoma diploide humano con 23 pares de cromosomas. Los seres humanos contamos con 23 pares de cromosomas. De los 23 pares, 22 son cromosomas autosómicos y un par es determinante del sexo (dos cromosomas X en mujeres y uno X y uno Y en hombres). El genoma haploide (es decir, con una sólo representación de cada par) tiene una longitud total aproximada de 3200 millones de pares de bases de ADN (3200 Mb).
Este proyecto tuvo un costo aproximado de 90, 000 millones de dólares. Sin lugar a dudas, la empresa misma es fascínate. Sus resultados particulares inmediatos han ayudado abrir nuevos campos de investigación. Entre los puntos más notables, y personalmente podría decir, uno de los más importantes es que, cada persona comparte un 99.99 por ciento del mismo código genético con el resto de los seres humanos. Sólo 1.250 letras (bases) separan una persona de otra.
Comparativamente el ser humano tiene sólo el doble de genes que la mosca del vinagre, un tercio más que el gusano común y apenas 5.000 genes más que la planta Arabidopsis. El ADN humano es al menos en un 98 por ciento idéntico al de los chimpancés y otros primates. Hasta ahora se han encontrado 223 genes humanos que resultan similares a los genes bacterianos. Sólo un 5 por ciento del genoma codifica proteínas. El 25 por ciento del genoma humano está casi desierto, existiendo largos espacios libres entre un gen y otro.
Aunque el concepto mismo de gen está siendo cuestionado en este momento, del total aproximado de 3 mil 200 millones de pares de bases de ADN, se estima que el genoma humano contienen unos 20.000–25.000 genes. Se calcula que existen unas 250300.000 proteínas distintas. Por tanto cada gen podría estar implicado por término medio en la síntesis de unas 10 proteínas. Algo más del 35 por ciento del genoma contiene secuencias repetidas.
Si bien dos seres humanos del mismo sexo comparten un porcentaje elevadísimo (en torno al 99,9 por ciento) de su secuencia de ADN, lo que permite trabajar con una única secuencia de referencia, existen pequeñas variaciones genómicas que fundamentan buena parte de la variabilidad fenotípica interindividual. Estas variaciones en los genes que se conocen como polimorfismos nucleótidos únicos, SNP de su acrónimo inglés. La mayoría de estos polimorfismos no tienen un efecto clínico concreto pero de ellos depende, por ejemplo, el que una persona sea sensible o no a un determinado fármaco y la predisposición a sufrir una determinada enfermedad.
Para profundizar en los trabajos del genoma humano tenemos que repasar algunos conceptos que son de uso común pero que de no estar claros perderemos el hilo de los nuevos descubrimientos. El ácido desoxirribonucleico (ADN) contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos y de algunos virus. Está formado por cuatro bases nitrogenadas (citosina (C), timina (T), adenina (A) y guanina (G)), el azúcar desoxirribosa y un grupo fosfato, y que, en su estructura básica, el nucleótido está compuesto por un azúcar unido a la base y al fosfato.
Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se denominan genes. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar proteínas, que son los componentes básicos de las células, los “ladrillos” que se utilizan para la construcción de los orgánulos celulares, entre otras funciones. Técnicamente, podemos decir que la secuencia de ADN que conforma el genoma humano contiene codificada la información necesaria para la expresión, altamente coordinada y adaptable al ambiente, del proteoma humano, es decir, del conjunto de las proteínas del ser humano.
A partir de un orden de los nucleótidos, que constituyen el ADN, se produce lo que conocemos como, el código genético. Este código contiene las instrucciones que sirven para fabricar proteínas. La combinación de tres nucleótidos ensambla un aminoácido, y varios aminoácidos forman una proteína. A, T, G, y C son las “letras” del código genético, y representan las bases nitrogenadas adenina, timina, guanina, citosina, respectivamente. Cada una de estas bases forma, junto con una azúcar y un grupo fosfato, un nucleótido. La combinación de estos nucleótidos en grupo de tres (tripletes o codones), que se expresa en una secuencia lineal, conforman un gen, que al transcribirse y traducirse, forma una proteína.
Las proteínas son las principales biomoléculas efectoras; poseen funciones estructurales, enzimáticas, metabólicas, reguladoras, señalizadoras..., se organizan en enormes redes funcionales que interaccionan entre sí. El conjunto de las proteínas del ser humano, el proteoma, fundamenta la particular morfología y funcionalidad de cada célula. Asimismo, la organización estructural y funcional de las distintas células conforma cada tejido y cada órgano, y, finalmente, el organismo vivo en su conjunto. Así, el genoma humano contiene la información básica necesaria para el desarrollo físico de un ser humano completo.
Así, en teoría, los cambios en el código genético pueden traer como consecuencia la no producción de una proteína o la producción de una proteína disfuncional, ambos casos traen como consecuencia el desarrollo de enfermedades. Sin embargo, no todos los cambios genético provoca una alteración en la secuencia de una proteína o de su nivel de expresión, es decir, muchos son silenciosos y carecen de un expresión característica.
El Proyecto del Genoma Humano describió, secuenció, el orden de los 3.000 millones de pares de bases que contiene el material genético haploide de un ser humano. Aunque, algunos investigadores pensaron que esa era la meta, hoy se considera sólo como la punta del iceberg. Si bien, cada persona comparte un 99.99 por ciento del mismo código genético con el resto de los seres humanos, el 0.01 por ciento de diferencia se convierte en el objeto de investigación. Este 0.01 por ciento parece explicar el por qué algunas personas son más susceptibles a ciertas enfermedades que otras, por ejemplo diabetes. Con la investigación de estas variaciones se espera encontrar cuál de estas diferencias están relacionadas con enfermedades.
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