El Proyecto Genoma Humano

Hace tan solo medio siglo, muy poco era conocido de los factores genéticos que contribuyen a las enfermedades humanas. El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue un proyecto internacional de investigación científica con el objetivo fundamental de determinar la secuencia de pares de bases químicas que componen el ADN e identificar y cartografiar los aproximadamente 20.000-25.000 genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional.

El proyecto, dotado con 90.000 millones de dólares, fue fundado en 1990 en el Departamento de Energía y los Institutos Nacionales de la Salud de los Estados Unidos, bajo la dirección de James D. Watson, con un plazo de realización de 15 años.

En 1953 Watson y Crick describieron la estructura básica del ADN, una doble hélice de ácido desoxirribonucleico, que es el compuesto químico que contiene las instrucciones genéticas para construir, y mantener a organismos vivos.

Algunos métodos fueron creadas para determinar el orden de los nucleótidos fueron desarrolladas en los años 70.

•         Secuenciación clon por clon.

Se asignan los cromosomas y se cortan en secciones. Se elaboró Un mapa aproximado  para cada una de estas secciones, a continuación, las secciones fueron divididos en pequeños trozos, con gran cantidad de solapamiento entre cada uno de las secciones. Cada uno de estas secciones  pequeñas se secuenciaron, y el solapamiento de las secciones se utiliza para recomponer el cromosoma en orden.

•         Whole Genome Shotgun Sequencing Method.

Fue desarrollado por Fred Sanger en 1982. En primer lugar, todo el ADN se rompe en fragmentos. Los fragmentos son luego secuenciados al azar y reunidos mediante la búsqueda de los solapamientos, para esto es utiliza el análisis informático.  Se necesita una gran capacidad computadora y un sofisticado software para volver a construir el genoma de sus fragmentos. Su ventaja es no necesitar el previo asignado de cromosomas.

En 1990, el NIH y el Departamento de Energía  americano se unieron con otros proyectos internacionales, como Celera, para secuenciar las 3 mil millones de pares de bases que existen en el genoma humano. Este fue el comienzo del Proyecto Genoma Humano. Los objetivos del Proyecto fueron:

·         Proporcionar a los investigadores con herramientas para comprender  los factores genéticos de las enfermedades humanas, facilitando el camino hacia las nuevas estrategias de diagnóstico, tratamiento y prevención.

·         Proporcionar un recurso con información detallada sobre la estructura, organización y función del genoma humano.

• Diseñar nuevas tecnologías que permiten secuenciar el genoma de un individuo por menos de $1,000.

Se ha descifrado el genoma humano en 3 formas diferentes: determinando el orden de todas las bases en el ADN, haciendo mapas para mostrar la localización de los genes para grandes secciones de nuestro cromosoma y produciendo “mapas de vinculación” que sirven para seguir la trayectoria de caracteres hereditarios a través de las generaciones.

A partir de la data obtenida se ha podido sacar las siguientes conclusiones.

• EL número de genes estimados son alrededor de 30,000 (luego revisado a 20,000-25,000) Esto solo es un cuarto del numero previamente aceptado.
• EL genoma humano haploide contiene 2.85 billones de bases.
• El gen contiene normalmente 40,000 bases, pero el tamaño de los genes varían mucho. EL gen humano más grande es la distrofina (con 2.4 millones de bases)
• La secuencia de ADN de 2 individuos son 99.9% idénticos.
• La función de  la mitad de los genes descubiertos son desconocidos.
• 98% del genoma no codifica proteínas.
• La proteoma (Colección completa de proteínas) en una célula es más grande que el genoma. El gen promedio, produce 3 proteínas diferentes.

•   Secuencias repetidas (que no codifican proteínas) componen por lo menos, medio genoma humano.

•  En las zonas ricas en genes predominan las bases de guanina y citosina, mientras que en las zonas pobres en genes predominan la timina y la adenina.

• Los genes aparecen estar concentrados aleatoriamente en el genoma con vacíos de “ADN basura” por medio.
• El cromosoma 1 tiene el mayor número de genes (3,000) y el cromosoma Y el menor (230).
• Se han encontrado más de 3 millones de SNPs, alteraciones de una sola base del genoma. Estos son usados para identificar regiones del genoma asociados con enfermedades. Se estima que el genoma contiene más de 10 millones de SNPs.
• El número de mutaciones en los gametos es el doble en hombre que en mujeres.

•  En 2001 se publicó el primero borrador de Proyecto Genoma Humano en Nature por parte de la NIH y en Science por parte de Celera. Cubría el 90% del genoma Humano.En 2003 se publicó el genoma humano completado. 2 años antes de lo previsto y por debajo del presupuesto.

Implicaciones Bioéticas.

• Cuestiones sobre la propiedad intelectual y el acceso y uso de la información. ¿El patentamiento de genes es bueno para el avance científico?
• Factores  éticos, legales y  sociales que influyen en la traducción de la información genética para la Mejora de la Salud Humana. ¿Deberíamos someternos a revisiones genéticas? ¿Quiénes tendrían acceso a ellos?
• Cuestiones sobre la conducta de las investigaciones genéticas. ¿Se deberían experimentar los tratamientos genéticos sobre pacientes humanos?

• Cuestiones sobre el uso de la información genética y tecnologías en situaciones no-sanitarias. ¿Las compañías de seguro, las empresas deberían tener en cuenta Las predisposición a ciertas enfermedades genéticas? ¿Si un condenado tiene una predisposición genética a la violencia? ¿Se debería juzgar de otra manera? 

• Cuestiones sobre la  alteración genética en un embrión. ¿Es aceptable el concepto de “niños de diseño”?

• ¿Se deberían tener en cuenta las opiniones de las diferentes religiones en la ética del uso de la genómica?