¿QUÉ ES?

El genoma es el conjunto total de ADN de un sistema vivo. En nuestro caso, el compendio de instrucciones para construir y mantener a un ser humano.

Un libro que está escrito con combinaciones de sólo cuatro unidades químicas, también denominadas “bases nucleótidas”:

  • Adenina
  • Timina
  • Citocina
  • Guanina
Ilustración tomada de www.genome.gov

El genoma, tan compacto que se encuentra dentro de cada una de las células que nos componen, está formado por numerosos pares en cadena de estas bases -los genes, organizados en 23 grupos llamados cromosomas-, necesarios para la estructura, función y regulación de tejidos y órganos.

Video tomado de: www.genome.gov

De ahí que haber ensamblado por fin el plano genético completo de la vida humana, como se publicó el pasado 31 de marzo en la revista Science, sea algo no sólo histórico sino de crucial importancia. 

¿NO SE HABÍA COMPLETADO YA?

A inicios del milenio, una ceremonia en la Casa Blanca anunció el primer borrador del genoma humano. Se había conseguido cartografiar cerca del 92 por ciento del ADN en nuestros cromosomas, un gran logro histórico que supuso una revolución en la biología y medicina. 

Periódicamente se daba a conocer el borrador más reciente, conocido como el “genoma de referencia“. Los genetistas clínicos catalogaban mutaciones causantes de enfermedades al comparar los genes de pacientes con dicho genoma de referencia.

Sin embargo, el 8 por ciento restante permaneció en blanco por alrededor de dos décadas, hasta que las tecnologías de secuenciación de ADN permitieron añadir las piezas faltantes del rompecabezas.

 

Cada línea blanca en forma de semicírculo, representa uno de los 23 cromosomas humanos. En rojo, las nuevas regiones por fin secuenciadas.

 

Labor llevada a cabo por el consorcio Telómero a Telómero (T2T), con más de 100 investigadores liderados por el biólogo computacional Adam Phillippy, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), y la genetista Karen Miga, de la Universidad de California-Santa Cruz, en Estados Unidos.

Parte de los más de 100 investigadores que han participado en el hallazgo.

La dificultad para desentrañar ese 8 por ciento de información genética radica en que esa parte está formada por muchas secuencias repetidas una y otra vez.

"Imaginad que el genoma humano es 'El Quijote' y hay 25 páginas en el medio del libro donde se repite (casi) la misma palabra miles de veces: 'rocinanterocinanlerocinantorozinanterocimante…'. Ése era el problema. Además, en esas 25 páginas había mezclada con la palabra repetida la clave de tres letras de una caja fuerte. ¿Podrías encontrarla? Muy, muy difícil".

José Manuel Bautista, bioquímico y biólogo molecular
José Manuel Bautista, catedrático de la Universidad Complutense de Madrid.

¿QUÉ SE ENCONTRÓ?

T2T-CHM13, como se denomina a la versión sin huecos del nuevo genoma, se compone por:

3.05 mil millones de pares de bases.

Los científicos añadieron o arreglaron más de 200 millones de pares de bases.

19 mil 969 genes codificantes (productores) de proteínas, los pilares fundamentales de todos los componentes del organismo.

De los genes codificantes de proteínas, el consorcio encontró unos 2 mil nuevos, la mayoría de ellos desactivados, aunque unos 100 pueden seguir produciendo proteínas.

Asimismo, descubrieron más de 2 millones de variantes genéticas hasta ahora desconocidas en esas regiones oscuras, 622 de las cuales se producen en genes de importancia médica.

Entre otras cosas, las nuevas secuencias de ADN añadidas revelan detalles nunca antes vistos alrededor de los centrómeros, secciones en el medio de los cromosomas que desempeñan un papel fundamental en su estructura y en la correcta segregación de los mismos durante la división celular. Desde hace tiempo se sabe que los centrómeros están mal regulados en varias enfermedades.

Ilustración tomada de www.genome.gov

"(Ahora), por primera vez podemos estudiar 'base por base' las secuencias que definen estas estructuras y empezar a entender cómo funcionan".

Karen Miga, genetista.
Karen Miga, genetista de la Universidad de California-Santa Cruz, en Estados Unidos.

¿CUÁL SERÁ EL BENEFICIO?

El nuevo mapa sin “fisuras” de nuestro ADN revela regiones ocultas importantes para entender, entre otras cosas:

  • Las enfermedades genéticas
  • La reproducción
  • La diversidad humana
  • Incluso la evolución de nuestra especie
Imagen tomada de: www.migalab.com

En otras palabras, este gran avance científico servirá de referencia en la investigación en diversas ramas de la ciencia, como en la filogenética, que incluye la historia evolutiva con nuestros ancestros y que, a su vez, permite reconocer las diferencias a nivel molecular y funcional entre el humano y otras especies.

 

Se espera que potencialmente se pueda examinar la función de ciertos fragmentos del ADN conocido como “no codificante” que ayude a comprender diversas funciones biológicas.

Y uno de los más importantes progresos esperados es el descubrir la base genética de múltiples enfermedades humanas que permita desarrollar nuevos y más eficaces métodos diagnósticos y tratamientos, en áreas como:

  • El envejecimiento
  • Las afecciones neurodegenerativas
 
  • El cáncer
  • Las enfermedades cardíacas

"En el futuro, cuando se secuencie el genoma de una persona, podremos identificar todas las variantes de su ADN y utilizar esa información para orientar mejor su atención médica".

Adam Phillippy, biólogo computacional del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI).
El biólogo computacional Adam Phillippy, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.

Los resultados de la investigación, publicados en seis artículos, se pueden consultar en: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp8653.