SECUENCIACIN DEL GENOMA HUMANO.

UNIVERSIDAD AUTNOMA DE GUADALAJARA.

BILOGA DANIELA CORIA OHENRY

ALUMNOS:DIANA ELIZABETH TORRES LPEZ.CYNTHIA STEPHANA DOMNGUEZ PEA.LUIS ALFONSO NAVA BARRAGN

5TO ING. EN BIOTECNOLOGA.

ESCUELA DE CIENCIAS QUMICAS.

ZAPOPAN JALISCO. A LUES 02 DE MARZO DE 2015.

INTRODUCCIN.Uno de los ms grandes descubrimientos en biologa es el del cdigo gentico. En ste cdigo, los seres vivos almacenan la informacin para conservar los rasgos caractersticos y las funciones que los identifican a travs de generaciones de la misma especie. El ordenamiento tpico de molculas relativamente simples en secuencias pre-establecidas, es la base de la herencia. En esas secuencias de molculas est escrito nuestro destino biolgico, el color de la piel, las caractersticas del pelo, el color de los ojos, la estatura, la complexin, el tamao final de los dientes, la proteccin contra algunas enfermedades o la susceptibilidad para otras, todo lo que somos como entidades biolgicas, y lo que nos puede suceder, est en paquetes de informacin dentro del ncleo de las clulas. Esta informacin es la herencia de nuestros progenitores y la esencia misma de la conservacin de las especies. El conocimiento de la informacin que contienen las clulas y de su funcin, es una de las grandes metas en la ciencia. El genoma de un organismo es todo el material gentico o ADN que est organizado en paquetes de informacin o genes. Los genes tienen la informacin codificada para la sntesis de protenas. Las protenas son las molculas que dan las caractersticas morfolgicas o estructurales a los organismos, esto es: qu apariencia tienen, qu funciones realizan y qu grado de especializacin poseen, entre muchas otras. El principio aplica para organismos de una sola clula, como la bacteria, o a organismos pluricelulares complejos como el humano. FIGURA 1.LOS GENES PUEDEN CAMBIAR EL FENOTIPO DE UN INDIVIDUO.

El material gentico consiste en un tipo particular de molculas denominadas genticamente cido nucleicos (desoxirribonuclico ADN y ribonuclico ARN) cuya estructura es distinta a otro tipo de molculas que se encuentran en los organismos vivos, como son las protenas, lo lpidos y los carbohidratos. FIGURA 2. MAPA DEL GENOMA HUMANO.

La composicin del ADN es muy simple: consta de cuatro bases nitrogenadas llamadas Adenina (A), Timina (T), Citosina (C), y Guanina (G), unidas entre s formando largas hebras, que se enfrentan formando hlices, las cuales se compactan alrededor de otras estructuras a semejanza de una bobina. La secuencia de las bases colocadas con una disposicin nica y con la capacidad de transmitir informacin dentro de la clula para sintetizar una protena o para promover una funcin, es lo que operativamente constituye un gene. Los genes son las unidades de informacin y se agrupan o compactan dentro de unas estructuras celulares denominadas cromosomas. Una aproximacin de clculo indica que el genoma humano puede contener aproximadamente 3 mil millones de pares de bases y todas estas molculas estn contenidas dentro de 23 pares de cromosomas en cada una de las clulas del cuerpo humano.

JUSTIFICACINEl ser humano por su propia naturaleza siempre se ha preguntado de donde viene, porqu est aqu y cul es su funcin en este planeta. Al pasar los siglos hemos intentado aclararnos esas dudas, pero en el camino han surgido obstculos. Este trabajo tiene como finalidad estudiar uno de los mejores proyectos de la historia desarrollado por el hombre El Genoma Humano (PGH). En las proximas pginas de ste ensayo resumiremos como surgi el proyecto porqu es importante para la humanidad. Cules son sus bases cientficas, como se ha desarrollado hasta la fecha y haremos un recuento del impacto que esto supondr para la especie. Aunque el estudio de las enfermedades en humanos se ha venido haciendo mayoritariamente en ausencia de su comprensin gentica, la disponibilidad de tcnicas poderosas anima a emprender la secuenciacin sistemtica, lo que suministrar un formidable impulso sobre todo para las enfermedades polignicas y multifactoriales. Una de las consecuencias ms inmediatas de la secuenciacin del genoma humano (y que ya experimentamos desde hace unos aos) es la de disponer de sondas y marcadores moleculares para el diagnstico de enfermedades genticas, de cncer y de enfermedades infecciosas. A plazos mayores, se espera que a su vez la investigacin genmica permita disear nuevas generaciones de frmacos, que sean ms especficos y que tiendan a tratar las causas y no slo los sntomas. La terapia gentica, aunque an en sus balbucientes inicios, puede aportar soluciones a enfermedades, no slo hereditarias, sino cncer y enfermedades infecciosas. FIGURA 3. VARIEDAD GENTICA.

Uno de los principales objetivos es desarrollar a corto plazo tecnologas de vanguardia. Es decir, una de las principales justificaciones del PGH es la necesidad de impulsar poderosas infraestructuras tecnolgicas que deben de proporcionar a las instituciones, empresas y pases implicados un lugar de privilegio en la investigacin biomdica y en multitud de aplicaciones industriales (diagnsticos, terapias, instrumental de laboratorio, robtica, hardware, software, etc.).ANTECEDENTESLos cientficos han explorado y construido mapas de las tierras, los ocanos y los cielos con la expectativa de aumentar nuestro conocimiento sobre el ambiente en el cual vivimos. En la base de esta bsqueda de conocimiento se encuentra tambin el deseo de mejorar la existencia humana a travs del descubrimiento de recursos beneficiosos. El Proyecto del Genoma Humano (PGH) ha servido para explorar nuestro ambiente gentico y para ponernos al tanto de los recursos beneficiales que puedan contribuir a entender y mejorar nuestras vidas. El PGH trata con el descubrimiento y la secuenciacin del complemento completo del ADN de una clula somtica humana. Su meta principal es una lista y localizacin de nuestros genes, la unidad hereditaria responsable de nuestro desarrollo desde el momento de la concepcin, de la forma en que crecemos y maduramos, y de la forma en que vivimos y morimos. El estudio de la gentica humana se reconoce desde los trabajos pioneros de Gregor Mendel, quien en 1866 describi las bases de la herencia monognica que hoy continan vigentes, ahora con pleno conocimiento de sus bases moleculares. Fue hasta casi 80 aos despus que se reconoci al cido desoxirribonucleico (ADN) como el material de la herencia. Unos aos ms tarde, en 1953, Francis Crick y James Watson, apoyados en trabajos previos desarrollados por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, describieron la estructura de doble hlice del ADN. El ADN est formado de 3,200 millones de nucletidos, de los que existan cuatro tipos: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G). En 1963 se esclareci el cdigo gentico, base de la traduccin gentica para la sntesis de protenas. Desde entonces los avances tecnolgicos han permitido a los cientficos estudiar en detalle el ADN y a su estructura. En los aos 70 comenz el auge de la manipulacin del ADN dando lugar a las tecnologas recombinantes y, posteriormente, a las tecnologas para la secuenciacin del ADN. FIGURA 4: FRANCIS CRICK Y JAMES WATSON.

Los genes, fue un trmino que haba propuesto en 1909 W. L. Johannsen, corrigiendo el pangene que Hugo de Vries haba inventado para designar los factores hereditarios. Slo un ao ms tarde, en 1910, Thomas H. Morgan comenz a establecer la relacin entre genes y cromosomas. En 1927, Herman J. Muller comprob que los rayos X podan causar mutaciones al modificar el ADN. En 1944 Ostwald Avery descubri que el material gentico de una bacteria poda alterar la descendencia de otra y en 1952 King y Briggs crearon por primera vez seres clnicos, renacuajos capaces de nadar.En 1958 se prob que, para replicarse, la doble hlice se disociaba. Un ao despus, Severo Ochoa y Marianne Grunberg-Manago obtuvieron ARN-polimerasa in vitro, y comenz la carrera para descifrar el cdigo gentico, lo que se poda hacer con el enzima descubierto por Ochoa y por el que recibi el Nobel en 1959. Entre su equipo y el de Marshall Nirenberg consiguieron, en 1966, descifrar las 64 tripletas que codifican los 20 aminocidos.En 1969, L. Eron, J. Shapiro y J. Beckwith aislaron un gen por primera vez, concretamente el de la lactosa, entre los 3.000 que tiene la bacteria Escheris-chia coli. En 1970 H. Gobind Khorana sintetiz por primera vez un gen de un aminocido, constituido por 77 pares de bases, y se aisl por primera vez una enzima capaz de cortar trozos de ADN por lugares especficos, es decir, que permiten cortar la doble hlice. En 1972 se encontr la ligasa, el enzima que permite unir genes.La primera molcula de ADN recombinante, con la unin de trozos de ADN de especies diferentes, fue obtenida en 1972 por Paul Berg y Peter Lobban, de forma independiente. Eso llev a que, en 1975, se propusiera una moratoria mundial para detener ciertos experimentos con ADN recombinante. En 1977 se constituy Genetech la primera empresa del mundo para hacer medicamentos con ADN recombinante, el mismo ao que se cre la primera molcula de mamfero con estas tcnicas. En 1978, el premio Nobel se concedi a los descubridores de los enzimas de restriccin y se fabric la primera hormona humana con tcnicas de ADN recombinante.En el ao 1979 se relajaron las normas impuestas por el Instituto Nacional de la Salud de EE.UU. para hacer investigaciones con ADN recombinante y ao ms tarde se construy la primera fbrica industrial para hacer insulina. En 1980 el premio Nobel se concedi a los investigadores que crearon por primera vez una molcula de ADN artificial, la puerta de la ingeniera gentica.Kary Mullis, en 1983, ide la reaccin en cadena de la polimerasa, tcnica de PCR, que permite obtener mltiples copias de un fragmento cualquiera de ADN. En 1985 Alec Jeffreys puso a punto la tcnica de la huella de ADN, lo que se ha llamado el cdigo de barras de cada persona.Ese mismo ao, Walter Gil-bert propuso que el proyecto genoma humano se hiciera a escala mundial. En 1990 Craig Venter, propuso patentar secuencias aleatorias del genoma que estaba descifrando, an sin conocer sus funciones. En 1996 se public el genoma completo de la levadura, un proyecto de 40 laboratorios de Europa y EE.UU. 1997 es el ao de Dolly, el ms famoso animal clnico fabricado hasta la fecha, aunque no el nico. En 1998, R. Yanagimachi apareci con 31 ratones clnicos, ocho de los cuales procedan a su vez de clones.El 26 de junio de 2000, cinco aos antes de lo previsto, el genoma humano se dio por descifrado en sus partes esenciales. El revolucionario logro fue anunciado consecutivamente en China, Japn, Francia, Alemania, Reino Unido y Estados Unidos. El 12 de enero de 2001, se presenta el primer primate transgnico. Las clulas de ANDi, un momo reshus nacido el 20 de octubre en un centro de investigacin de primates en Oregon (EE UU), tienen un gen ms, procedente de una medusa. Las herramientas de anlisis computarizado diseadas especficamente para entender el significado de la secuencia de bases en esta gran macromolcula han ayudado enormemente al Proyecto del Genoma Humano. Estas herramientas tambin han ayudado en la comprensin de cmo se mantienen, controlan, duplican y terminan los procesos bioqumicos codificados en esta secuencia de bases. Con el desarrollo y modernizacin del mtodo Fred Sanger de secuenciacin automtica llamado terminacin de cadena dideoxi, del cromosoma bacteriano artificial (CBA) y de la reaccin en cadena de la polimerasa (RCP), los cientficos han podido, en menos de 13 aos, finalizar la determinacin del orden del 98% de los 3,000 millones de pares de nucletidos que forman el genoma humano. Sin embargo, el conocer la secuencia de bases de un lugar o locus singular en un cromosoma no es suficiente para entender su funcin. La distribucin, localizacin y estructura de los genes en los 23 pares de cromosomas es tan valiosa para determinar su papel en los procesos vitales como la secuencia de estos genes es para su funcin. El nmero estimado entre 30,000 y 40,000 genes se basa en el hecho de que los exones dentro del genoma se encuentran flanqueados por frecuencias marcadoras conocidas que se encuentran a su vez localizadas dentro de la secuencia linear del ADN. Algunos programas de computadora pueden reconocer y dar nombre a estos segmentos y secuencias marcadoras, mientras que otros programas pueden predecir la localizacin y la estructura de genes en las secuencias genmicas de una variedad de organismos. FIGURA 5. HISTORIA DEL GENOMA HUMANO DE LOS MEXICANOS.

Lo que comenz en 1985 como un simple proyecto de mejoras de la planta fsica de la Universidad de California en Santa Cruz, se convirti en un consorcio cientfico internacional, gracias al gran esfuerzo tcnico y financiero de cientficos en los campos de la biologa molecular, bioqumica, matemtica, ciencias de la computacin, ingeniera y la industria de la salud. Este esfuerzo cooperativo conocido como el Proyecto del Genoma Humano, el cual comenz en 1989, fue liderado por el departamento de energa (DOE) de los Estados Unidos, anteriormente conocido como la Comisin de Energa Atmica. El DOE recibi el cargo de investigar las mutaciones genticas y la integridad estructural del genoma despus de haber observado las consecuencias del desarrollo de la bomba atmica. Muchas universidades, industrias privadas y organizaciones sin fines de lucro en todo el mundo han trabajado en conjunto para producir una reconstruccin completa del genoma humano para ser exhibido pblicamente. Las instituciones involucradas en este consorcio se conocen a menudo como los: centros de secuenciacin, estos centros ofrecen instalaciones que permiten a los cientficos determinar la secuenciacin del ADN en muchos organismos diferentes, incluyendo al ser humano; invierten tiempo y dinero en la diseminacin de informacin sobre la secuencia a bases de datos accesibles por el pblico; y desarrollan programas de cmputo con el fin de interpretar la inmensa cantidad de secuencia gentica que se est generando.El desarrollo acelerado del Internet se ha debido, en forma substancial, a la necesidad de comunicacin de los cientficos trabajando en varios centros de secuenciacin del ADN y para proveer el acceso pblico a las bases de datos de las secuencias de ADN que fue iniciada en los centros nacionales de salud (NIH, por sus siglas en ingls) en el llamado Centro Nacional para la Informacin Biotecnolgica (NCBI). La base de datos llamada GenBank es la compilacin ms grande de informacin de secuencia genmica de muchas especies diferentes y es accesible a travs de numeroso sitios web dedicados al uso de informacin de secuencias. El 25 de Abril de 2003, marc el cincuentavo aniversario de la publicacin de la revista cientfica Nature de la carta de James Watson y de Francis Crick en donde describan la estructura de la doble cadena del ADN. Ese mismo da tambin marco la culminacin de la secuencia del genoma humano a un 99.9% de exactitud, anunciada por el Instituto Nacional de Investigacin del Genoma Humano (INIGH). Tras la ola de entusiasmo por la finalizacin de este proyecto, viene la informacin que apenas ha comenzado a proveer a la ciencia y a la medicina de pistas para combatir a las enfermedades hereditarias, para poder mejorar las aplicaciones mdicas y para comprender como organismos tan aparentemente insignificantes como la mosca, la ascride y el ratn nos pueden dar a su vez pistas para entender nuestra propia naturaleza. FIGURA 6: PORTADAS DE SCIENCE Y NATURE. 2001

QU ES EL GENOMA HUMANO?

Las clulas son las unidades fundamentales de cada sistema de vida. Todas las instrucciones que necesitan para dirigir sus actividades estn contenidas dentro del DNA (cido desoxirribonucleico) cuyos pilares qumicos fundamentales son las bases conocidas como adenina, guanina, timina y citosina (A, G, T Y C, respectivamente). stas se encuentran aparejadas A con T y G con C, de esta manera series sucesivas de ellas conforman el material gentico, en otras palabras, la secuencia de DNA es el arreglo particular de bases a lo largo de la hebra (ejemplo, ATTCCGGA). Este orden explica detalladamente las instrucciones exactas requeridas para crear un organismo partculas con sus rasgos caractersticos. El genoma es el juego completo de DNA que un organismo posee, es decir, toda su informacin gentica. FIGURA 7: CDIGO QUMICO DE LA VIDA.

Este material gentico est organizado en cromosomas. El DNA del genoma humano (GH) se encuentra dispuesto en 23 cromosomas distintos. Cada molcula de ADN que los conforma debe poseer tres elementos importantes para su posterior propagacin: un centrmero, que es el ancla del cromosoma al uso que se forma cuando la clula se est dividiendo, esto es la mitosis; dos telmeros, que son los componentes de las puntas distales del cromosoma, y varios orgenes de replicacin, a partir de los cuales se inicia la replicacin de los cromosomas. Como se mencion anteriormente las unidades utilizadas para describir el tamao del genoma son pares de bases. Los genomas varan extensamente en tamao: mientras que el genoma ms pequeo conocido de un organismo viviente (una bacteria) contiene aproximadamente 600,000 pares de bases de DNA, el genoma nuclear humano estimado es de 3.2 gigas de bases (3200000000 pares de bases) del cual 2.5 gigas de bases es eucromatina y el resto est compuesto por heterocromatina. Es veinticinco veces ms grande que cualquier genoma secuenciado hasta ahora y ocho veces mayor que la suma de todos ellos. El Homo Sapiens tiene un genoma doscientas veces ms grande que el de la levadura, pero doscientas veces ms pequeo que el de la ameba (Amoeba Dubla). De todo el GH slo de 1.1 a 1.4% es DNA que codifica protenas, 24% equivale a regiones no codificantes que se encuentran acomodadas entre las codificantes y 75% corresponde a regiones intergnicas. Se ha calculado que en total las secuencias codificantes comprendern 5% del genoma, mientras que las secuencias repetidas sern al menos 50%. La especie humana posee 22 cromosomas y un par de cromosomas sexuales (x, y), el ms grande es el 2 y el ms pequeo es el Y. Los cromosomas 17, 19 y 22 son los que poseen una mayor densidad de genes, y los de menor son el x, 4, 18,13 y el y. En cuanto a la estructura de los pares de bases el porcentaje de guanina y citosina es de 41% en promedio, pero vara en distintas regiones, el ms alto registrado es de 49% y el ms bajo en 36%. Regiones ricas en guanina y citosina tienden a ser las de mayor densidad gnica, en cambio las ricas en adenina y timina poseen pocos genes. Por ejemplo, el porcentaje de guanina y citosina en el cromosoma 19 es de 49% lo que coincide en que este es el cromosoma que posee la mayor densidad gnica.FIGURA 8. CROMOSOMAS DEL GENOMA HUMANO.

Las tasas de recombinacin se incrementan al disminuir el tamao del brazo del cromosoma, y tienden a bajar o suprimirse cerca de los centrmeros. Al realizar comparaciones entre secuencias asociadas al cromosoma x e y entre humanos y otros grupos de primates, se ha visto que la tasa de mutacin o cambio es 2.1 veces mayor en y que en el x. Se ha propuesto que esto se debe a que en la lnea germinal masculina se llevan a cabo un mayor nmero de divisiones y diferentes mecanismos de reparacin del ADN.

LOS GENES.En qumica nos ensean que la unidad fundamental de la materia es el tomo, de la misma forma la unidad mnima del genoma es el gen. La definicin de gen ha experimentado una evolucin a lo largo de la historia de la gentica, desde los factores indivisibles mendelianos hasta un gen-una protena pasando por un gen-una enzima. Sin embargo la definicin actual de gen es ms amplia: fragmento de ADN que contiene informacin funcional para la sntesis de una molcula de ARN o protena. El primer paso en la caracterizacin del genoma es la identificacin de los genes, los cuales estn formados por regiones codificantes (que son traducidas en protenas) denominadas exones y no codificantes llamadas intrones, que se encuentran intercalados entre los exones. Para que la informacin de un gen pueda ser procesada y traducida en protenas, primero se tienen que separar los exones, que poseen informacin de los intrones que no son traducidos en protena; a este proceso se le denomina escisin alternativa de intrones. En el caso del ser humano este proceso es de suma importancia, ya que es el responsable directo de la diversidad de protenas observadas. Adems, los genes poseen otros componentes estructurales que no son traducidos en protenas, estas zonas son las que indican en dnde comienza y termina el gen, y a partir de qu momento puede ser expresado o transcrito. Dentro del ADN encontramos de manera intrnseca ciertos elementos denominados reguladores, cuyo objetivo principal es regular la expresin de los genes, es decir, cunto y cmo se van a expresar. Existen dos clases de elementos reguladores, los denominados cis y los trans. Los cis son secuencias sealizadoras contenidas dentro del mismo ADN. En cambio, los elementos trans se caracterizan por ser protenas que son transcritas a partir del ADN y que funcionan como reguladores de la transcripcin de otros genes.Para la identificacin y prediccin de genes se utilizan actualmente tres metodologas: 1) la evidencia directa experimental; 2) la evidencia indirecta relacionada con el parecido a otros genes previamente identificados; 3) los mtodos nuevos (ab initio) de reconocimiento de exones, basados en modelos que combinan informacin estadstica acerca de los sitios de escisin de los exones, del uso de codones (tripletes de bases que al ser ledas corresponden a un aminocido), as como informacin del tamao de intrones y exones.FIGURA 9. FORMA DE REPLICACIN DE LAS PROTEINAS.

El proyecto internacional estima que existen de 32222 a 38000 genes en total en el genoma humano. Este valor corresponde al doble de los detectados en la mosca de la fruta o en el nematodo y a ms o menos el mismo nmero que en el planta Arabidopsis. Por el contrario, Celera ha identificado 26383 genes.Se han descrito unas 1300 familias de genes en nuestro genoma, de las cuales 98 son especficas de los vertebrados. Los genes humanos tienden a poseer exones pequeos, con un contenido promedio de 150 pares de bases, separados por intrones muy grandes, algunos de ms de 10 000 pares de bases. Esto hace muy difcil su identificacin, la cual depende bsicamente de la disponibilidad experimental del ADN o de su parecido con genes de otros organismos. Este ltimo paso es la parte inicial para la anotacin de todos los genomas, o sea, la descripcin de los genes. En general, se trata de una de las etapas ms importantes, ya que la base de cualquier estudio posterior se encuentra en la identificacin de todos los genes que componen al genoma.En promedio, como ya se mencion, el tamao de los exones es de alrededor 159 pares de base, su nmero por gen es 8.8, el tamao de los intrones es de 3365 y el tamao de la secuencia codificante promedio es de 1340. Podemos encontrar que algunos de los genes son mayores de 100000 pares de bases como el de la distrofina (relacionado con la actividad muscular, mide 240000). El gen de la titina (inmunoglobulina con dominios o regiones de fibronectina) posee la secuencia codificante ms grande, con 80780 pares de bases, el mayor nmero de exones (178), y el exn ms grande, de 17106. Al parecer, el tamao tpico de una secuencia codificante en el humano (1340) es similar al del gusano (1311) y al de la mosca de la fruta (1497); la mayora de los exones comprenden de 50 a 200 pares de bases, lo que sugiere cierta conservacin de la maquinaria de escisin entre estos organismos. Sin embargo, el tamao de los ontrones en muy variable en los humanos, lo que provoca una gran variacin en el de los genes.Los genes humanos difieren de los otros organismos es aspectos importantes: se encuentran sobre regiones mucho ms grandes de ADN y son usados para la construccin de muchos transcritos alternativos, lo que se traduce en la creacin de aproximadamente 5 veces ms productos diferentes (protenas) en el humano que en la mosca de la fruta, el gusano y la planta Arabidopsis.La complejidad del genoma humano no radica esencialmente en su tamao, sino en la multiplicidad de protenas que se pueden construir a partir del procesamiento de la informacin que contiene. De acuerdo con esto la complejidad no involucra slo el tamao del genoma, sino sobre todo las innovaciones en los dominios y arquitectura de las protenas a gran escala.

METODOLOGA DE LA SECUENCIACIN.El PGH, al tratarse de un proyecto que pretende identificar la secuencia completa del genoma humano, tanto la secuencias codificantes (exones) como las no codificantes (intrones), necesita de tcnicas que permitan identificar el lugar (locus) y la distancia en que se encuentran dichos genes. La secuenciacin es el proceso por el cual se identifican las secuencias en que estn unidas los 3 x 109 pares de bases y, posteriormente, saber que significan dichas secuencias (1,9). En un principio se acord que el PGH se realizara en dos etapas, una de ligamiento o cartografa gentica de todos los cromosomas, etapa que termin en 1998 y otra que corresponde a la secuenciacin que comenz en 1998 y concluy en abril de 2003. Existen dos categoras principales de cartografa gentica: 1) ligamiento o cartografa gentica, que solo identifica el orden relativo de los genes a lo largo del cromosoma y 2) cartografa fsica, que son mtodos ms precisos para determinar las distancias entre genes dentro del cromosoma.La cartografa mediante ligamiento se desarroll a principios del siglo XX gracias al trabajo de T.H. Morgan. El mapa de ligamiento de Morgan localiza una serie de secuencias marcadoras, una con respecto a otra y con respecto a un gen defectuoso. De esta manera, se puede determinar la regin cromosmica que contiene un gen mutado que se hereda de acuerdo con las Leyes de Mendel. En 1994 el mapa gentico de PGH contena 6000 marcadores ubicados a menos de un milln de pares de bases uno del otro.La cartografa fsica determina la distancia real entre puntos diferenciados de los cromosomas. Las tcnicas ms precisas combinan robtica, uso de laser e informtica para medir la distancia entre marcadores genticos. Para realizar estos mapas se extrae el ADN de los cromosomas humanos y se rompe aleatoriamente en numerosos fragmentos. A continuacin, estos se duplican varias veces en el laboratorio para analizar las copias idnticas obtenidas llamadas clones. Los clones que comparten varias marcas proceden por lo general de segmentos superpuestos del cromosoma. Las regiones de superposicin de los clones pueden a continuacin compararse para determinar el orden global de las marcas a lo largo del cromosoma y la secuencia exacta que ocupan inicialmente los segmentos de ADN clonados. Los mapas fsicos especifican distancias fsicas que se pueden medir en pares de bases o alguno de sus mltiplos. El mapa fsico corresponde a la propia secuencia del genoma. Pero antes de llegar a obtenerla, hay que elaborar mapas fsicos partiendo de resoluciones bajas y avanzando hacia las resoluciones cada vez mayores. En cierta manera, los mapas fsicos de menor resolucin son los propios cariotipos: la visualizacin microscpica de la dotacin cromosmica haploide humana teida con colorante de Giemsa muestra un patrn alternante de bandas claras y oscuras, en el que cada banda tiene una media de unos 7 millones de pares de bases.En el PGH se utiliz primordialmente un mtodo de secuenciacin desarrollado por el bioqumico britnico y dos veces premio Nobel, Frederick Sanger. Este mtodo consiste en replicar piezas especficas de ADN y modificarlas, de modo que terminen en una forma fluorescente de uno de los cuatro nucletidos. En los modernos secuenciadores automticos de ADN, el nucletido modificado situado al extremo de una de estas cadenas, se detecta con un haz de lser y se determina el nmero exacto de nucletidos de la cadena. A continuacin, se combina esta informacin en un ordenador para reconstruir la secuencia de pares de bases de la molcula original de ADN (Figura 10).Figura 10

Los mapas fsicos de mayor resolucin se suelen elaborar a partir de genotecas (bibliotecas de genes) en las que el genoma a estudiar se encuentra fragmentado en multitud de trozos aleatorios y desordenados, cada uno de ellos clonado por separado en un vector adecuado: plsmido, csmido, cromosomas artificiales de levadura, cromosomas artificiales de bacteria, etc. La elaboracin de los mapas fsicos es, en cierto modo, similar a la de ensamblar un rompecabezas: consiste en ordenar los fragmentos del genoma mediante la bsqueda de fragmentos que tienen alguna zona en comn; es decir, hallar conjuntos de pares de fragmentos parcialmente superpuestos. Ello conduce al concepto coting, que es un conjunto de fragmentos de un genoma que se han clonado por separado, pero que son contiguos y que estn parcialmente superpuestos. La cartografa de los cotings se puede realizar buscando la huella gentica comn a distintos clones de una genoteca de ADN humano. Dicha huella puede consistir en un patrn compartido de secuencias de enzimas de restriccin (que se pueden indagar ayudndose de algoritmos y programas de cmputo adecuados). Las estrategias ms recientes hacen uso de ADN humano en forma de unos 20000 fragmentos independientes clonados en los BACs y buscando la huella gentica comn entre clones con base en la deteccin de determinadas secuencias repetitivas. El ltimo gran hito en cuanto a la elaboracin de mapas fsicos ha sido el desarrollo de marcadores fsicos universales fcilmente generables, que permiten que los datos obtenidos en un laboratorio sean rpidamente compartidos y asumidos por toda la comunidad investigadora (Figura 2). Figura 11

Se trata de los llamados lugares etiquetados por su secuencia (Sequence Tagged Sites, STS). Los STS consisten en fragmentos cortos de ADN cuya secuencia exacta se conoce y se sabe que es nica en todo el genoma. Los STS definen puntos concretos nicos del mapa fsico y constituyen magnficos marcadores fcilmente detectables. El empleo de los STS ayuda a elaborar mapas de contigs segn el contenido del STS de los clones superpuestos. Estos mapas STS permiten la integracin de los mapas genticos y fsicos, hacen accesible la fase de secuenciacin y facilitan la clonacin de genes implicados en enfermedades mediante la llamada estrategia del candidato posicional.El equipo de la compaa Celera Genomics, que incluye a unos 282 investigadores de instituciones de EUA, Australia y Espaa, en representacin de 12 organizaciones acadmicas, sin fines de lucro y comerciales, obtuvo muestras de ADN de 5 personas, tres mujeres y dos hombres. Este grupo incluy un afroamericano, un chino, un hispano y dos blancos. Luego de seleccionarlos para librarlos de contaminantes y conjuntarlos en bibliotecas de ADN, se analizaron los trozos de cdigo gentico de estos donantes.Un elemento central de este anlisis fue la estrategia de shotgun. Este computarizado empieza fragmentando el genoma en un conjunto al azar de piezas de una longitud conocida de 2000 pb, 10000 pb y 50000 pb. Luego de su secuenciacin se usan operaciones matemticas para ensamblar los fragmentos en bloques continuos y asignarlos al lugar correcto que ocupan en el genoma. En comparacin, el mtodo de Sanger duplica grandes trozos del cdigo humano en forma de clones BACs los cuales pueden ser colocados en el mapa del genoma en la regin apropiada. Esta estrategia, usada por los investigadores del PGH y financiado con fondos pblicos, concreta al comienzo ms tiempo y esfuerzo en la generacin de clones y mapas, mientras que la estrategia de Celera Genomics usa al final con ms intensidad las computadoras.Celera Genomics emple el mtodo de escopeta para establecer la secuencia del ADN cubriendo, por lo tanto, todo el genoma cinco veces. A continuacin la informacin del genoma de los BACs, depositada en el banco de datos pblico, fue dividida en segmentos cortos de 550 bases y cargada en la frmula de escopeta para cubrir el genoma otras 2.9 veces. El grupo de investigacin ensambl luego varias veces la secuencia del genoma humano, usando dos frmulas u operaciones matemticas: un enfoque de Ensamblado del Genoma ntegro (EGI), permiti trabajar de inmediato con toda la secuencia, y un enfoque de Ensamblado de Escopeta Dividido en Compartimientos (EEC), diseado para aclarar segmentos especficos. La secuencia producida por Celera cubre ms del 99% del genoma. Segn Celera, alrededor del 85% del genoma est en segmentos correctamente ordenados de, por lo menos, 500000 pb. La secuencia indica la existencia de 26383 genes codificantes de protenas y, dbilmente, indica la existencia de otros 12731 genes humanos hipotticos. Por lo tanto, el total de genes vara de 26383 a 39114. Para hacer una doble comprobacin de la precisin de su secuencia, se compar el trabajo descrito con secuencias completadas de los cromosomas 21 y 22 y se encontr una excelente concordancia. Cuando se compar con la secuencia del resto de los cromosomas, el anlisis insinu que hay mucho ms puntos de ruptura (errores de ensamblado o variaciones genticas) en el proyecto de ensamblado (financiado con fondos pblicos) que en el ensamblado de Celera.En ltimas fechas se crearon los chips de hibridacin que sirven como un mtodo de secuenciacin por hibridacin en chips con oligonucletidos y unirlas en deposiciones ordenadas (arreglos) a una fina placa de nylon o vidrio. El chip se prueba frente a un ADN marcado fluorescentemente, de modo que el patrn y cantidad de fluorescencias suministra informacin sobre la secuencia del ADN en cuestin. A modo de estudio piloto sobre sus posibilidades, la empresa Affimetrix ha logrado re-secuenciar por este mtodo los 16 kb de ADN mitocondrial humano, con dispositivo formado por 135000 oligonucletidos.

ALCANCES Y ESTADO ACTUAL.Como resultado del PGH se obtuvo la secuencia completa de los 3,200 millones de nucletidos o letras (A, G, T, C) que lo componen, el mapa que ubica a los cerca de 30,000 genes que ah se albergan y el anlisis de cerca de 1,400 genes causantes de enfermedades monognicas. Adems, se demostr que los seres humanos compartimos 99.9% de esta secuencia. El 0.1% restante vara entre cada individuo, siendo las variaciones ms comunes aquellas en que cambia una sola letra, es decir, los polimorfismos de un solo nucletido, conocidos como SNPs (pronunciados snips) por sus siglas en ingls. Estas variaciones se encuentran a lo largo de toda la cadena, en promedio una cada 600 a 800 nucletidos y hasta el momento se han identificado ms de 3.2 millones de estas variaciones. Esto significa, por ejemplo, que algunos individuos podemos tener una "T" en determinada posicin del genoma, en donde otros pueden tener una "G". El nmero de posibles combinaciones que resultan de la variacin genmica, da como resultado que cada miembro de nuestra especie tenga caractersticas genmicas nicas. As, la individualidad genmica da lugar a la individualidad bioqumica, responsable de la predisposicin a padecer enfermedades comunes. La siguiente fase de este proyecto consistir en la identificacin de las variaciones genmicas entre las distintas poblaciones, as como la produccin de aplicaciones prcticas derivadas de este conocimiento. El PGH ha estimulado el desarrollo de la genmica comparativa, cuyo propsito es entender cmo las especies han evolucionado y cul es la funcin de los genes y las regiones no codificantes del genoma, mediante el anlisis y la comparacin de genomas de diferentes especies. El definir la estructura y funcin de los genes humanos favorecer el desarrollo de estrategias para predecir, prevenir y combatir enfermedades humanas. Hasta el momento se ha completado la secuencia de los genomas de varios organismos, entre los que destacan dos especies de mosca de la fruta, dos gusanos, el ratn, la rata, el perro, un gran nmero de hongos, el mosquito transmisor del paludismo, as como del parsito que lo causa, el arroz, la semilla de la mostaza y una larga lista de bacterias y virus. Actualmente existen proyectos para la secuenciacin de los genomas de ms de 50 organismos, entre los que figuran de chimpanc, el pollo, la vaca, el gato, el cerdo, la rana, el pez cebra, la abeja de la miel, la amiba, el maz y el trigo, entre otros.

APLICACIONES DE LA SECUENCIACIN DEL GENOMA HUMANOLas posibles aplicaciones se pueden agrupar en los siguientes cuatro apartados:1.- Cientficos:La preparacin de una base de datos sobre la secuencia del ADN humano podr ayudar a resolver algunas de las cuestiones bsicas de la estructura y fisiologa celular: control de la expresin gnica, mecanismos de diferenciacin y especializacin, procesos inmunitarios, etc.2.- Informativas:Elaboracin de un carnet de identidad gentico. El estudio de los genes de un individuo puede mostrar la predisposicin a adquirir ciertas enfermedades o las aptitudes para desarrollar determinado trabajo, por ejemplo. Tambin permite la identificacin inequvoca con fines policiales, legales, etc.3.- Teraputicas:Curar enfermedades genticas insertando el gen sano o modificando la expresin de los genes nocivos. Cuantos ms genes se conozcan ms posibilidades hay para actuar en este sentido. En este apartado se suele incluir tambin la prevencin y el diagnstico de enfermedades genticas, con toda la ambivalencia que generalmente se suele dar al significado de esa expresin.Qu son las enfermedades genticas?Las enfermedades genticas son aquellas que estn causadas por cambios en el material gentico (el ADN). A estos cambios en el ADN se les llama mutaciones. Algunas enfermedades genticas no son hereditarias. Sin embargo, la mayora de las enfermedades genticas son hereditarias, es decir, pueden transmitirse de padres a hijos. Se conocen ms de 6.000 enfermedades genticas. Muchas de estas enfermedades estn siendo investigadas en la actualidad con el fin de identificar el gen causante. Estas investigaciones ya han dado sus frutos: en la actualidad, ya conocemos los genes causantes de ms de 2.000 enfermedades genticas, lo cual nos permite realizar un diagnstico gentico preciso.Las enfermedades hereditarias.Las enfermedades hereditarias son aquellas que estn ligadas a la herencia gentica y se manifiesta como consecuencia de haber heredado uno o varios genes defectuosos o alteraciones cromosmicas.FIGURA 12. HERENCIA.

Las enfermedades autosmicasEnfermedad autosmica recesiva: Para que la enfermedad se manifieste, se necesitan dos copias del gen mutado en el genoma de la persona afectada, cuyos padres normalmente no padecen la enfermedad, pero portan cada uno una sola copia del gen mutado, por lo que pueden transmitirlo a la descendencia. La probabilidad de tener un hijo afectado por una enfermedad autosmica recesiva entre dos personas portadoras de una sola copia del gen mutado (que no manifiestan la enfermedad) es de un 25%.FIGURA 12. HERENCIA AUTMICA RECESIVA.

Enfermedad autosmica dominante: Slo se necesita una copia mutada del gen para que la persona est afectada por una enfermedad autosmica dominante. Normalmente uno de los dos progenitores de una persona afectada padece la enfermedad y estos progenitores tienen un 50% de probabilidad de transmitir el gen mutado a su descendencia, que padecer la enfermedad.

Enfermedad ligada al cromosoma X: El gen mutado se localiza en el cromosoma X. Estas enfermedades pueden transmitirse a su vez de forma dominante o recesiva.FIGURA 13.

Las enfermedades cromosmicas.Son debidas a alteraciones en la estructura de los cromosomas, como prdida o delecin cromosmica, aumento del nmero de cromosomas o translocaciones cromosmicas. Algunos tipos importantes de enfermedades cromosmicas se pueden detectar en el examen microscpico.

ENFERMEDADES MS COMUNESSNDROME DE DOWNEs un trastorno gentico causado por la presencia por la copia extra del cromosoma 21, en vez de los dos habituales. Caracterizado por la presencia de un grado variable de discapacidad cognitiva y unos rasgos fsicos peculiares que le dan un aspecto reconocible. No se conocen con exactitud las causas que provocan el exceso cromosmico, aunque se relaciona estadsticamente con una edad materna superior a los 35 aos. Las personas con Sndrome de Down tienen una probabilidad algo superior a la de la poblacin general de padecer algunas patologas, especialmente de corazn, sistema digestivo y sistema endocrino debido al exceso de protenas sintetizadas por el cromosoma de ms. FIGURA 14. PARES DE CROMOSOMAS

FIBROSIS QUSTICALa Fibrosis qustica es un desorden gentico causado por la disfuncin de una protena que transporte el sodio y el cloruro a travs de las membranas celulares. Esta protena se llama el regulador de la conductancia de la transmembrana de la fibrosis qustica (CFTR). La Mutacin del gen de CFTR da lugar a una protena que permita demasiada sal y no suficiente agua en las clulas, haciendo el moco ser llegado a ser grueso y el sudor para llegar a ser salada.

FIGURA 15. El desorden en el cromosoma 7 provoca la fibrosis qustica.

SNDROME DE MARFANEl sndrome de Marfan es causado por defectos en un gen llamado fibrilina-1. Este gen juega un papel importante como pilar fundamental para el tejido conectivo en el cuerpo.El defecto en el gen tambin causa crecimiento excesivo de los huesos largos del cuerpo. Las personas con este sndrome tienen estatura elevada y las piernas y manos largas. La forma como ocurre este crecimiento exagerado no se ha comprendido bien.Otras reas del cuerpo que resultan afectadas abarcan: El tejido pulmonar (puede haber un neumotrax, en el cual el aire se puede escapar del pulmn hacia la cavidad torcica y colapsar el pulmn). La aorta, el principal vaso sanguneo que lleva sangre del corazn al cuerpo, puede estirarse o debilitarse (lo que se denomina dilatacin artica o aneurisma artico). Los ojos, provocando cataratas y otros problemas (como por ejemplo, luxacin del cristalino). La piel. El tejido que cubre la mdula espinal.

En la mayora de los casos, el sndrome de Marfan se transmite de padres a hijos (hereditario). Sin embargo, hasta el 30% de los pacientes no tiene un antecedente familiar, lo cual se denomina "espordico". En los casos espordicos, se cree que el sndrome es ocasionado por un nuevo cambio gentico.SNDROME DE X FRGILTienen una alteracin en el gen FMR1, un tipo de mutacin llamada expansin de tripletes de nucletidos o repeticiones de un segmento de ADN compuesto por tres nucletidos: Citosina-Guanina-Guanina (CGG).El nmero de repeticiones CGG vara entre los individuos y se han clasificado en cuatro grupos en funcin del tamao de la repeticin: Sanos: son aquellos que tienen menos de 45 repeticiones. Intermedio: o en zona gris, tienen en 45-54 repeticiones y no tienen sntomas. Premutados: aquellos individuos con 55-200 repeticiones que no tienen sntomas pero son capaces de heredar a su descendencia la enfermedad.FIGURA 16.

Mutacin completa: se presenta cuando los pacientes tienen ms de 200 repeticiones. El paciente tiene signos y sntomas de X frgil de severidad variable, siendo ms acentuado en nios que en nias.

NEUROFIBROMATOSIS TIPO ISe trata de una enfermedad multisistmica, progresiva, hereditaria, que afecta principalmente al sistema nervioso y la piel y est caracterizada por el desarrollo de tumores en la vaina de mielina de los nervios. La alteracin gentica de la enfermedad es una mutacin en el gen NF1, del que hay descritas ms de 200 mutaciones. El gen NF1 se localiza en el brazo largo del cromosoma 17 (17q11.2). Este gen codifica la neurofibromina, una protena que se cree que acta como un supresor tumoral en condiciones normales, regulando otra protena celular que estimula el crecimiento y proliferacin celular.La neurofibromatosis tipo 1 se hereda como un rasgo gentico autosmico dominante, por lo que un individuo afectado tiene un riesgo del 50% de transmitirla a la descendencia. La frecuencia de mutaciones de novo es particularmente alta, y casi la mitad de los casos son espordicos (casos sin antecedentes familiares).FIGURA 17.

POLIQUISTOSIS RENAL AUTOSMICA RECESIVALa poliquistosis renal autosmica recesiva (ARPKD en ingls) o infantil aparece en el periodo neonatal, afectando al hgado y al rin. La ecografa muestra unos riones grandes hiperecognicos, a veces con pequeos quistes, de ah el nombre de la enfermedad. Esta enfermedad est causada por mutaciones en el gen PKHD1, situado en el brazo corto del cromosoma 6. La poliquistosis renal autosmica recesiva se hereda, como su propio nombre indica, de forma autosmica recesiva. Cada descendiente de dos progenitores portadores tiene una probabilidad del 25% de ser afectado, un 50% de ser portador asintomtico, y un 25% de ser sano no portador.FIGURA 18. COMPARACIN DE RION NORMAL Y POLIQUISTICO.

4.- Eugensicas:Seleccionar positiva o negativamente los individuos en funcin de su informacin gentica e intentar modificar el patrimonio gentico de los gametos para obtener individuos con caractersticas predeterminadas.La gran velocidad a la que avanzan los conocimientos y las posibilidades de manipulacin del genoma humano, no puede llevar a descuidar la necesidad de reflexionar, con ms detenimiento an, sobre las consecuencias de las investigaciones y fijar de antemano unos lmites a su utilizacin que salvaguarden la dignidad de la persona humana. Segn W. French Anderson existen cuatro niveles potenciales de aplicacin de la manipulacin gentica al ser humano: Terapia gnica de clulas somticas:En la que se sustituyen genes defectuosos en las clulas de un tejido o de un rgano. Los efectos consecuentes se limitaran al individuo tratado. Por ella se podra lograr la correccin de un defecto gentico en una clula somtica o corporal de un paciente. Son los casos del tratamiento de la enfermedad de Lesh-Nyhan o las gravsimas inmunodeficiencias ADA y PNP. Estas dos ltimas enfermedades son extremadamente raras: los nios nacidos con estas anomalas congnitas carecen de un sistema inmunolgico que les defienda de cualquier agente patgeno, por lo que deben vivir en un ambiente totalmente estril: son los famosos nios burbuja. Terapia gnica de la lnea germinal:Mediante ella se realiza un cambio de genes pero con la diferencia de que estas clulas por su funcin peculiar en el organismo, trasmiten la nueva informacin gentica a la progenie. Requerira la insercin de un gen a las clulas reproductoras de un paciente, de tal forma que se corrigiese la anomala en su descendencia. Si se tiene xito en el tratamiento de las tres enfermedades que acabamos de citar, los nios burbuja no tendran que continuar viviendo en ese ambiente estril, pero tienen el riego de transmitir la enfermedad a su descendencia. Con la terapia gnica germinal se intenta superar tambin este problema. Manipulacin gentica de mejora o perfectiva:Significara la insercin de un gen para mejorar un determinado carcter, por ejemplo, la adicin de hormona de crecimiento en un nio normal (6). Mientras que en los dos casos anteriores se trata de una verdadera terapia, que cura una enfermedad, en el caso actual ya no se trata de sanar una enfermedad, sino de lograr una mejora en el fenotipo de la persona, por ejemplo una mayor estatura. Manipulacin gentica eugnica:Se definira como el intento de alterar o mejorar rasgos humano complejos, tales como los que son codificados por un gran nmero de genes: por ejemplo, la personalidad, inteligencia, carcter, formacin de los rganos del cuerpo, etc. Lo caracterstico de este cuarto nivel es que, por una parte, pretende modificar rasgos humanos que dependen de un conjunto de factores genticos y que afectan a la dimensin espiritual e intelectual del individuo humano; por otra parte incluye la posibilidad de crear individuos humano mejor dotados genticamente.Deben existir tres condiciones fundamentales para poder, en condiciones ticas, realizar la insercin de genes en el ser humano:1.- Debe existir constancia de que el nuevo gen es insertado en las clulas en las que se pretende introducir y de que permanece all. Si el nuevo gen penetra tambin en otras clulas, debera mostrarse que la presencia del gen no causa dao en tales clulas.2.- El nuevo gen tiene que ser regulado adecuadamente en las clulas que se pretende tratar. Dicho con otras palabras, el producto del nuevo gen debe estar presente en cantidad suficiente para corregir el defecto gentico. Tampoco ha de producirse en tal cantidad que tenga un efecto negativo sobre el sujeto.3.- Hay que constatar que el nuevo gen no daa a las clulas en donde ha sido insertado. De forma especfica habra que mostrar que no posee un efecto mutgenico sobre el organismo, que no interfiere en otros procesos metablicos celulares o que no afecta negativamente, de cualquier otra forma, otras funciones celulares fundamentales (7).

NUEVOS HORIZONTES DE LA INVESTIGACIN GENMICA.La culminacin de los trabajos de secuenciacin del genoma humano ha dado lugar a una nueva era en la investigacin genmica, al ofrecer una gran cantidad de informacin tendr gran impacto en diferentes reas de la investigacin cientfica. Se trata de un gran edificio que simboliza el desarrollo de la investigacin genmica cuya base descansa en el conocimiento del genoma humano. Los tres pisos de la estructura representan a la genmica para la biologa, la genmica para la salud y la genmica para la sociedad respectivamente. Si bien los tres pisos resultan importantes para el futuro de la investigacin genmica, el desarrollo pleno de estas reas solo se podr dar si existen seis elementos fundamentales para mantener la cohesin de las tres reas de investigacin. Estos elementos estn simbolizados por las columnas del edificio y son: los recursos financieros para llevar a cabo la investigacin responde; la tecnologa que permita el anlisis de reas especficas del genoma y su expresin; la bioinformtica o biologa computacional que permitir el manejo de esta gran cantidad de informacin, la comparacin de secuencias en forma masiva, el anlisis de bases de datos, as como el estudio de la expresin de los genomas; la formacin de recursos humanos que tengan la capacidad de uso y anlisis de la informacin genmica para la creacin de nuevos desarrollos derivados de este conocimiento; el desarrollo paralelo de la investigacin sobre los aspectos ticos, legales y sociales de la medicina genmica, a fin de asegurar que se lleve a cabo con apego estricto a los principios ticos universales, dentro de los marcos jurdicos vigentes; finalmente, la educacin a la sociedad resulta fundamental con el fin de asegurar que la investigacin genmica se incorpore al conocimiento comn, a fin de que los beneficios que de ella emanen puedan ser aprovechados por las sociedades y los retos sociales puedan ser enfrentados exitosamente. Se prev que el desarrollo integral de los tres pisos de este gran edificio firmemente mantenidos en su estructura por sus seis columnas indispensables, generar una nueva revolucin cientfica, tecnolgica, social y financiera basada en la investigacin genmica. Al trmino del Proyecto del Genoma Humano se identificaron los retos ms importantes una vez completada la secuenciacin del genoma humano y se definieron cinco reas principales en las que se invertirn esfuerzos y recursos durante los prximos aos. Estas reas estarn dedicadas a convertir la informacin genmica en realidades tangibles para la poblacin general, mediante el estudio de la estructura y funcin de los genes y las protenas. 1.- El proyecto internacional del HapMap. Este proyecto tiene corno meta principal la produccin de la "nueva generacin" del mapa del genoma humano, que ser de gran utilidad para acelerar el descubrimiento de los genes relacionados con enfermedades comunes como asma, cncer, diabetes y enfermedades cardiovasculares, entre otras. Este mapa identificar las posiciones en las que existen variaciones dentro del genoma humano, es decir, las variaciones que confieren individualidad a cada miembro de nuestra especie. Especial inters tendrn aquellas variaciones relacionadas con la susceptibilidad a enfermedades comunes. El proyecto se llevar a cabo en diferentes poblaciones del mundo, inicialmente la europea, la africana y la asitica. Mxico es el nico pas de Amrica Latina que ha sido invitado a participar en esta segunda fase del Proyecto del Genoma Humano, a travs del Consorcio Promotor del INMEGEN. La participacin de Mxico en el HapMap representa una gran oportunidad para conocer, en forma sistemtica, la informacin genmica de la poblacin mexicana. Se espera que este proyecto concluya hacia el final del ao 2005. 2.- Desarrollo de la Enciclopedia de los Elementos del ADN (ENCODE). Este proyecto estar bajo el liderazgo del Instituto de Investigaciones sobre el Genoma Humano de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos. El objetivo principal de ENCODE es el desarrollo de estrategias eficientes y de gran precisin para la identificacin y localizacin de todos los genes que codifican para protenas, de aquellos que no codifican para protenas y de otros elementos funcionales basados en secuencias genmicas. La creacin de este monumental trabajo de referencia contribuir a que los cientficos podamos utilizar e interpretar de la secuencia del genoma humano, a la comprensin ms profunda de la biologa humana, a predecir riesgo potencial para enfermedades y a desarrollar nuevas estrategias para la prevencin y el tratamiento de stas. 3.- Genmica qumica. El desarrollo de esta rea resulta de gran importancia para comprender mejor la funcin de los genes. Se trata de integrar una coleccin pblica de entre 500,000 y 1000,000 de compuestos qumicos orgnicos, a fin de ser empleados en el esfuerzo de caracterizar las vas metablicas a mayor resolucin. Las ventajas de esta estrategia, complemento de las estrategias genmicas convencionales, se basan en las caractersticas qumicas particulares de cada molcula, en su capacidad de interactuar con determinados genes, su habilidad en muchos casos, para penetrar fcilmente a las clulas y desde luego, el hecho de que frecuentemente sirven como puntos de inicio para el desarrollo de nuevos frmacos. 4.- Genomas para la vida. Este programa del Departamento de Energa de los Estados Unidos est enfocado a microorganismos. Su meta principal es el entendimiento de los intrincados detalles sobre los procesos de la vida microbiana a un nivel tal que puedan desarrollarse modelos computacionales capaces de describir y predecir sus respuestas a cambios en el ambiente. Esta informacin permitir utilizar las capacidades de los microbios para resolver muchos de los retos actuales en las reas de energa y medio ambiente. 5. Establecimiento del Consorcio para la Genmica Estructural. La genmica estructural consiste en la identificacin sistemtica y a gran escala de la estructura tridimensional de las protenas. Cuando se estudia la genmica estructural de cualquier organismo, la meta final es la descripcin completa de todas las protenas codificadas en el genoma de ese organismo. Esas estructuras tridimensionales sern cruciales para el diseo racional de nuevos medicamentos, para el diagnstico y tratamiento de enfermedades, y para el avance en el entendimiento de la biologa. En abril de 2003, se anunci la creacin del Consorcio para la genmica estructural que se establece con el fin de impulsar los esfuerzos internacionales en esta rea. Esta organizacin estar formada por la Wellcome Trust del Reino Unido con un grupo de compaas farmacuticas y otras empresas, se comprometern a hacer pblicas las estructuras proteicas que identifiquen. Sin duda, la evolucin de la investigacin genmica continuar su marcha superando estos nuevos desafos y enfrentando retos tan complejos como la identificacin de los genes causantes de enfermedades humanas y la regulacin de la expresin de los genes, lo que tendr que ir en conjunto con el desarrollo de nuevas y ms poderosas tecnologas que permitan el anlisis masivo de los genomas, logrando al mismo tiempo el abatimiento de sus costos. Esto con estricto apego a los principios ticos universales.

CONCLUSION.

GENERAL.En este trabajo se present un anlisis del Proyecto del Genoma Humano, con base en la informacin obtenida de diferentes medios bibliogrficos. El PGH es un esfuerzo cientfico internacional que pretende localizar y secuenciar todos los genes que constituyen el genoma humano y de algunos otros organismos, con el fin de adquirir el conocimiento de la organizacin, estructura y funcin de los genes en los cromosomas. El PGH hace uso de la cartografa gentica y la cartografa fsica para caracterizar el genoma. El conocimiento integral del genoma humano tiene aplicaciones potenciales que van ms all de la gentica, pues se podr valorar la suceptibilidad y la resistencia a enfermedades y disear estrategias ms poderosas y especficas para su control; as como profundizar en importantes aspectos del orden biolgico y de inters econmico y social. El conocimiento del genoma humano ofrece nuevas formas de prevencin, diagnstico y tratamiento de las enfermedades. Tambin hay que agregar que las nuevas tecnologas informticas han favorecido y mejorado el mapeo del cdigo gentico.PERSONALES.DIANA.El Proyecto del Genoma Humano es muy beneficioso para la ciencia, pero tambin cabe destacar el gran riesgo que hay en el mismo. Esto se debe a la importancia y el valor de la informacin, ya que el uso que se le podra dar no siempre sera positivo o beneficioso. Sintetizo a continuacin mis conclusiones del presente trabajo: El Proyecto Genoma representa un hallazgo cientfico y tecnolgico al mismo tiempo que una revolucin econmica. Conocer la secuencia de los genes permitir enfrentarse a enfermedades y deficiencias del ser humano. Este avance podra ser usado contra minoras en razn de sus condiciones fsicas, sociales y econmicas. Resulta indispensable el control y responsabilidad por parte de los cientficos para evitar la discriminacin y violacin de algunos derechos humanos, al trabajar con los nuevos descubrimientos genticos. Existe la posibilidad de manipulacin, pero lo ms importante es que se podr avanzar en el campo del conocimiento humano de una forma absoluta.

CYNTHIA.El proyecto del genoma humano es un gran paso para la humanidad. En este trabajo tratamos de mostrar la importancia justificada de la secuenciacin del genoma humano. Aprend que nosotros somos parte de todo un sistema y que nuestras instrucciones estn incrustadas en un cdigo, a ese cdigo le llamamos ADN. Saber exactamente el orden de ese cdigo nos puede dar herramientas inimaginables que nos ayuden a trascender an ms como especie. A lo largo de los aos, los cientficos se han preocupado por encontrar procedimientos para secuenciar el genoma de la forma ms exacta, una parte de la meta se ha concluido pero todava nos queda toda una carrera. La importancia de la investigacin es sobre cmo funcionan los genes y porqu estn ah, en lo personal es ms grande que solo el simple hecho de saber cmo estamos constituidos, involucra ms cuestiones, por ejemplo de dnde venimos, quien nos cre, porque tenemos un cdigo con porcentajes genticamente similares a los dems seres de este planeta, etc. En un futuro tal vez no muy lejano, podramos esperar que el ser humano pueda ser capaz de manipular el mapa gnico con tan solo el uso de dispositivos electrnicos.

"Una cosa es segura, cuanto ms profundamente confundido hayas estado en tu vida, ms abierta se vuelve tu mente a nuevas ideas"

LUIS.En conclusin el descubrimiento del genoma humano ha tenido y tendr repercusiones cientficas y sociales verdaderamente revolucionadas, estos avances cientficos en el genoma permitirn en algn futuro prevenir y tratar enfermedades genticas actualmente incurables, tambin se plantea problemas ticos, sociales y jurdicos para garantizar el respeto a la dignidad humana, tambin no se debe tener miedo al conocimiento del genoma humano.

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