Genoma Humano
El Genoma Humano es el nmero total de cromosomas del cuerpo. Los
cromosomas contienen aproximadamente 80.000 genes, los responsables de
la herencia.
La informacin contenida en los genes ha sido decodificada y permite a la
ciencia conocer mediante tests genticos, qu enfermedades podr sufrir
una persona en su vida. Tambin con ese conocimiento se podrn tratar
enfermedades hasta ahora incurables. Pero el conocimiento del codigo de
un genoma abre las puertas para nuevos conflictos tico-morales, por
ejemplo, seleccionar que bebes van a nacer, o clonar seres por su
perfeccin.
Esto atentara contra la diversidad biolgica y reinstalara entre otras la
cultura de una raza superior, dejando marginados a los dems. Quienes
tengan desventaja gentica quedaran excluidos de los trabajos, compaas de
seguro, seguro social, etc. similar a la discriminacin que existe en
los trabajos con las mujeres respecto del embarazo y los hijos.
Un genoma es
el nmero total de cromosomas, o sea todo el D.N.A.
(cido desoxirribonucleico) de un organismo, incluido sus genes, los
cuales llevan la informacin para la elaboracin de todas las protenas
requeridas por el organismo, y las que determinan el aspecto, el
funcionamiento, el metabolismo, la resistencia a infecciones y otras
enfermedades, y tambin algunos de sus procederes.
En otras palabras, es el cdigo que hace que seamos como somos. Un gen es
la unidad fsica, funcional y fundamental de la herencia. Es una
secuencia de nucletidos ordenada y ubicada en una posicin especial de un
cromosoma. Un gen contiene el cdigo especfico de un producto funcional.
El DNA es la molcula que contiene el cdigo de la informacin gentica. Es
una molcula con una doble hebra que se mantienen juntas por
unioneslbiles entre pares de bases de nucletidos. Los nucletidos
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 gentico, tanto las hereditarias como
las resultantes de respuestas corporales al medio ambiente.
El Proyecto Genoma Humano es una investigacin internacional que busca
seleccionar un modelo de organismo humano por medio del mapeo de la
secuencia de su DNA.Se inici oficialmente en 1990 como un programa de
quince aos con el que se pretenda registrar los 80.000 genes que
codifican la informacin necesaria para construir y mantener la vida. Los
rpidos avances tecnolgicos han acelerado los tiempos esperandose que se
termine la investigacin completa en el 2003.
Cuando faltan slo tres aos (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 qumicas que conforman el DNA.
- Acumular la informacin en bases de datos.
- Desarrollar de modo rpido y eficiente tecnologas de secuenciacin.
- Desarrollar herramientas para anlisis de datos.
- Dirigir las cuestiones ticas, legales y sociales que se derivan del proyecto.
Este proyecto ha suscitado anlisis ticos, legales, sociales y humanos
que han ido ms all de la investigacin cientfica propiamente dicha.
(Declaracin sobre Dignidad y Genoma Humanos, UNESCO)
El propsito inicial fue el de dotar al mundo de herramientas
trascendentales e innovadoras para el tratamiento y prevencin de
enfermedades.
Como se expres, el genoma es el conjunto de instrucciones completas para
construir un organismo, humano o cualquiera. El genoma contiene el
diseo de las estructuras celulares y las actividades de las celulas del
organismo. El ncleo de cada clula contiene el genoma que est conformado
por 24 pares de cromosomas, los que a su vez contienen alrededor de
80.000 a 100.000 genes, los que estn formados por 3 billones de pares de
bases, cuya secuencia hace la diferencia entre los organismos.
Se localiza en el ncleo de las clulas. Consiste en hebras de DNA
estrechamente arrolladas y moleculas de proteina asociadas, organizadas
en estructuras llamadas cromosomas. Si desenrrollamos las hebras y las
adosamos mediran mas de 5 pies, sin embargo su ancho sera infimo, cerca
de 50 trillonesimos de pulgada.
El DNA que conforma el genoma, contiene toda la informacon necesaria
para construir y mantener la vida desde una simple bacteria hasta el
organismo humano. Comprender como el DNA realiza la funcin requiere de
conocimiento de su estructura y organizacin.
La molecula de DNA consiste de dos hebras arrolladas helicoidalmente,
una alrededor de la otra como escaleras que giran sobre un eje, cuyos
lados hechos de azucar y moleculas de fosfato se conectan por uniones de
nitrogeno llamadas bases.
Cada hebra es un acomodamiento linear de unidades similares repetidas
llamadas nucleotidos, los que se componen de un azcar, un fosfato y una
base nitrogenada. Cuatro bases diferentes estn presentes en la molecula
de DNA y son:
- Adenina (A)
- Timina (T)
- Citosina (C)
- Guanina (G)
El orden particular de las mismas es llamada secuencia de DNA, la cual
especifica la exacta instruccin gentica requerida para crear un
organismo particular con caractersticas que le son propias. La adenina y
la guanina son bases pricas, en cambio la citosina y la timina son
bases pirimidnicas.
Las dos hebras de DNA son mantenidas juntas por uniones entre bases que
forman los pares de bases. El tamao del genoma es usualmente basado en
el total de pares de bases. En la especia humana, contiene
aproximadamente 3 billones de pares de bases. Otros organismos
estudiados con motivo de ste estudio fueron la bacteriaEscherichia coli,
la mosca de la fruta, y las ratas de laboratorio.
Cada vez que la clula se divide en celulas hijas, el genoma total se
duplica, en el caso del genoma humano esta duplicacin tiene lugar en el
ncleo celular. Durante la divisin, el DNA se desenrrolla y rompe las
uniones entre pares de base permitiendo a las hebras separarse. Cada
hebra dirige la sntesis de una nueva hebra complementaria con
nucleotidos libres que coinciden con sus bases complementarias de cada
hebra separada.
Existe una forma estricta de unin de bases, as se forman pares de
adenina - timina (AT) y citosina - guanina (CG). Cada celula hija recibe
una hebra vieja y una nueva.Cada molecula de DNA contiene muchos genes,
la base fisica y funcional de la herencia. Un gen es una secuencia
especfica de nucleotidos base, los cuales llevan la informacion
requerida para la construccion de proteinas que proveeran de los
componentes estructurales a las celulas y tejidos como tambin a las
enzimas para una escencial reaccin bioquimica.
El genoma humano comprende aproximadamenteentre 80.000 y 100.000 genes.
Slo el10% del genoma incluye la secuencia de codificacin protica de los
genes. Entremezclado con muchos genes hay secuencias sin funcin de
codificacin, de funcin desconocida hasta el momento.
Los tres billones de pares de bases del genoma humano estn organizados
en 23 unidades distintas yfsicamente separadas, llamadas cromosomas.
Todos los genes estn dispuestos linearmente a lo largo de los
cromosomas. EL ncleo de muchas celulas humanas contiene dos tipos de
cromosomas, uno por cada padre. Cada set, tiene 23 cromosomas simples,
22 de tipo autosmico y uno que puede ser X o Y que es el cromosoma
sexual. Una mujer normal tendr un par de cromosomas X (XX), y un hombre
normal tendr un cromosoma X y otro Y (XY). Los cromosomas contienen
aproximadamente igual cantidad de partes de proteina y DNA. El DNA
cromosmico contiene un promedio de 150 millones de bases.
Los cromosomas pueden ser evidenciables mediante microscopio ptico y
cuando son teidos revelan patrones de luz y bandas oscuras con
variaciones regionales. Las diferencias en tamao y de patrn de bandas
permite que se distingan los 24 cromosomas uno de otro, el anlisis se
llama cariotipo.
Las anomalascromosmicas mayores incluyen la prdida o copias extra, o
prdidas importantes, fusiones, translocaciones detectables
microscpicamente. As, en el Sindrome de Down se detectauna tercer copia
del par 21 o trisoma 21.
Otros cambios son tan sutiles que solo pueden ser detectados por
analisis molecular, se llaman mutaciones. Muchas mutaciones estn
involucradas en enfermedades como la fibrosis qustica, anemias de clulas
falciformes, predisposiciones a ciertos cnceres, o a enfermedades
psiquitricas mayores, entre otras.
Toda persona posee en sus cromosomas frente a cada gen paterno su
correspondiente gen materno. Cuando ese par de genes materno-paterno
(grupo alemorfo) son determinantes de igual funcin o rasgo hereditario,
se dice que el individuo es homocigtico para tal rasgo, por el contrario
se dice que es heterocigtico. Como ejemplo podemos citar que un gen
transmita el rasgo hereditario del color de ojos verde y el otro el
color de ojos marrn. Se trata de heterocitogas para el rasgo color de
ojos. Si a su vez, uno de esos genes domina en la expresin del rasgo al
otro gen enfrentado, se dice quees un gen heredado dominante, de lo
contrario se dice que es recesivo.
Las instrucciones de los genes son transmitidas indirectamente a travs
del ARN mensajero (ARNm), el cual es un intermediario transitorio. Para
que la informacin de un gen sea expresada, un RNA complementario produce
un proceso llamado transcripcin, desde la plantilla del DNA del ncleo.
Este RNAm, se mueve desde el ncleo hasta el citoplasma celular, donde
sirve como plantilla para la sntesis protica.
La maquinaria celular que sintetiza proteinas traduce los codigos en
cadenas de aminocidos que constituyen la proteina molecular. En el
laboratorio se puede aislar el ARNmy ser utilizado como plantilla para
sintetizar un DNA complementario (DNAc), el cual puede ser usado para
ubicar los genes correspondientes en el mapa cromosmico.
Desde un punto de vista no cientfico, el mapa del genoma humano es una
herramienta gentica que permite estudiar la evolucin del hombre y que
cambiar drsticamente la medicina actual tal como la conocemos. Ser una
cambio de paradigma. Permitir el tratamiento de enfermedades hasta ahora
sin cura. Las investigaciones estuvieron a cargo fundamentalmente de
Estados Unidos (Instituto Nacional de Investigacin del Genoma Humano
-NHGRI- de Maryland) y Gran Bretaa (Centro Sanger en Cambridge), pero
tambin acompaaron Francia, Alemania, Japn y China.
Hoy el mapa del genoma est casi completado. Se abre tambin el caminopara
la manipulacin gentica, motivo por el cual se han dictado documentos
tendientes a acotar ese aspecto. La empresa privada Celera Genomics de
Rockville (EEUU), es la que lidera los procesos. La investigacin dur
diez aos e insumi cerca de 2.000 millones de costo.
La fiabilidad del mapa de 3.000 millones de pares de bases llegar a un
99,99%. Adems se conocer el nmero preciso de genes del organismo
calculado entre 60.000 y 100.000.
Actualmente el 85% del genoma est detalladamente mapeado.
El mito del ser humano inmortal y perfecto se asocia a la aplicacin
practica de los conocimientos del mapa del genoma humano. Como se puede
apreciar, la bsqueda de la raza perfecta buscada hace aospor Hitler
resulta ser una aspiracin de la raza humana ahora encarnada en el
proyecto del genoma humano.
El conocimiento del genoma permitir que se creen nuevas drogas
teraputicas que desplazarn a las anteriores en la medida que los
presupuestospermitan comprarlas. De este modo se podr polarizar la
industria farmacutica. Las nuevas drogas prometen tener menores efectos
colaterales que las actuales.
Se puede comparar la medicina tradicional como a un tcnico que pone a
punto un programa de computacin ajeno con otro que conoce el cdigo del
mismo. Hoy ya con el conocimiento del genoma humano, conocemos el cdigo,
antes slo podamos configurar el programa. Ser pues el mayor avance
mdico de la humanidad.
Se le podr informar a una persona, que puede comer alimentos grasos
porque carece de predisposicin gentica a la obesidad y a enfermedades
cardacas, pero que debe huir del alcohol porque es genticamente propenso
al alcoholismo. Adems el grado de certidumbre que otorga el
conocimiento del cdigo gentico resultara ms creble para la persona en
cuestin, ya que sabe que lo que se le informa ser absolutamente cierto.
Es una prediccin absoluta, de su futuro. Podramos hablar de genomancia o
sea la adivinacin del futuro mediante el cdigo gentico.
Si una persona carece de un determinado tipo de clula que le produce una
enfermedad, la misma se podr cultivar y luego colocar al sujeto. Claro
que sto debera en principio ser realizado periodicamente ya que el
sujeto carecera de la habilidad propia para restaurar la funcin. Pero la
terapia de lnea germinal, apuntara a solucionar ese inconveniente, ya
que afectara las futuras generaciones celulares. Esto es impredecible y
ticamente intolerable, pero de no serlo o de permitirse se borraran del
planeta el sndrome de Down o el sida.
Hasta ahora, el mdico ha tenido muy clara su tarea: devolver al paciente
al estado natural de salud. Pero cuando pueda manipular el programa
vital, resistir la tentacin de mejorar el modelo?
Dentro de los llamados beneficios anticipados del Proyecto figuran a
nivel de Medicina molecular, la posibilidad de mejorar el diagnostico de
enfermedades, deteccin temprana de predisposiciones genticas a ciertas
enfermedades, el diseo racional de drogas, terapia gnica, sistemas de
control para drogas y farmacogenomas.
Se ha estudiado un gen que determina la produccin de la protena llamada
SPARC, la que normalmente impide al organismo atacar y anular clulas
cancergenas. La terapia gnica en stos casos acta permitiendo que las
clulas cancerosas sean atacadas por el organismo.
A nivel de genomas microbianos, sirvi para explorar nuevas fuentes de
energa (bioenerga), monitoreo del medio ambiente para deteccin de
poluciones, proteccincontra guerra Quimica y biolgica y eficiente
limpiado de residuos txicos. Tambin es til para estimar el dao y riesgo
por exposicin a la radiacin, agentes mutagnicos, toxinas cancergenas y
reduccin de probabilidad de mutaciones hereditarias. La indentificacin
de oncogenes (genes que permiten que un sujeto que se exponga a ciertas
sustancias desarrolle un determinado tumor, ejemplo, quien posea el
oncogen para el cncer de pulmn y fume cigarrillos desarrollar cancer de
pulmn a diferencia de quien no tenga dicho oncogen).
En bioarqueologa, evolucionismo y migracin humana tiene su utilidad en
las mutaciones de linaje, migraciones de diferentes grupos poblacionales
basados en el DNA mitocondrial, mutaciones del cromosoma Y, adems de
comparar los cambios evolutivos con eventos histricos.
En identificacin forense, para potenciales sospechosos en los cuales el
DNA puede conducir a liberar a personas que fueran acusadas de crmenes
injustamente, para identificar vctimas de catstrofes, paternidad y otras
relaciones familiares, identificar y proteger especies en peligro,
detectar bacterias que pueden polucionar agua, aire, aliementos,
determinar compatibilidad de organos donantes en programas de
trasplante, determinar el pedigree en ganados y para autenticar
productos de consumo como caviar, vinos.
En agricultura, ganadera y bioprocesamientos, se utiliza para mejorar la
resistencia de cultivos ante insectos, sequas, para hacerlos ms
productivos y saludables igualmente para producir animales ms saludables
y nutritivos, elaborar biopesticidas, vacunas comestibles y nueva
limpieza del medio ambiente de plantas como tabaco.
Los problemas derivados de la investigacin gentica son la equidad en su
uso por parte de aseguradoras, seguro social, escuelas, agencias de
adopcin, cumplimiento de la ley, instituciones militares. A quien
pertenece la potestad del control?
Otro problema es el impacto psicolgico y la estigmatizacin debido a
diferencias individuales y acerca de cmo influir a la sociedad el
determinismo gentico. El personal que cuida de la salud aconsejar a los
padres acerca de los riesgos y limitaciones de la tecnologa gentica. Qu
tan confiable ser, adems de til, el testeo gentico fetal?
Respecto de la terapia gnica usada para tratar o curar trastornos
genticos plantea la pregunta acerca de qu es una discapacidad o
trastorno y quin decide acerca del mismo.
Las dishabilidades son enfermedades?
Deben ser curadas o prevenidas?
El mejoramiento gnico incluye el uso de terapia gentica para suplir
caracteristicas como la altura que un padre podra querer en sus hijos,
pero que no significa la prevencin de una enfermedad, sino la bsqueda de
un ser perfecto acorde a un ideal.
Si sto se vuelve una prctica comn, como podra afectar la diversidad gentica?
Finalmente, que consecuencias sociales traera a la humanidad?
La equidad en el uso de las tecnologas gnicas, plantea quin tendr acceso a la misma y quien pagar por su uso.
Los estudios clnicos incluyen educacin de proveedores de servicios de
salud, pacientes y pblico, acerca de cmo se implementarn los testeos
genticos.
En 1992, Craig Venter, investigador del NHI (National Health Institute)
solicit patentes por 2750 fragmentos de ADN. El original pedido de
patentamiento fue rechazado por no cumplir con los requisitos tcnicos de
las patentes ya que las funciones de dichos fragmentos no estaban
definidas todava, al menos pblicamente.
Sin embargo el hecho devino en una furia de patentamientos similares.
Actualmente Venter y su socio Hunkapiller, experto en bioinformtica,
trabajan en Celera Genomics y su meta es descifrar el genoma en su
totalidad en el 2001.
