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OBJETIVOS DEL PROYECTO GENOMA HUMANO:
La genética estudia los genes y la herencia. Dentro de las células, los
cromosomas portan los genes o «instrucciones» que determinan todos los aspectos
de un organismo. Los cromosomas son moléculas largas de ADN o ácido
desoxirribonudeico. En el 2000, los científicos presentaron el "borrador" del
genoma humano, la secuencia de miles de ácidos nucleicos individuales que forman
una molécula de ADN. La decodificación del genoma podría favorecer los
tratamientos para enfermedades hereditarias.
 El
Genoma Humano es el número total de cromosomas del cuerpo. Los cromosomas
contienen aproximadamente 80.000 genes, los responsables de la herencia. La
información contenida en los genes ha sido decodificada y permite a la ciencia
conocer mediante tests genéticos, qué enfermedades podrá sufrir una persona en
su vida.
También con ese conocimiento se podrán tratar enfermedades hasta ahora
incurables. Pero el conocimiento del código de un genoma abre las puertas para
nuevos conflictos ético-morales, por ejemplo, seleccionar que bebes van a nacer,
o clonar seres por su perfección.
Esto atentaría contra la diversidad biológica
y reinstalaría entre otras la cultura de una raza superior, dejando marginados a
los demás. Quienes tengan desventaja genética quedarían excluidos de los
trabajos, compañías de seguro, seguro social, etc. similar a la discriminación
que existe en los trabajos con las mujeres respecto del embarazo y los hijos.
Un
genoma es el número total de cromosomas, o sea todo el D.N.A. (ácido
desoxirribonucleico) de un organismo, incluido sus genes, los cuales llevan la
información para la elaboración de todas las proteínas requeridas por el
organismo, y las que determinan el aspecto, el funcionamiento, el metabolismo,
la resistencia a infecciones y otras enfermedades, y también algunos de sus
procederes.
En
otras palabras, es el código que hace que seamos como somos.
Un gen es la unidad
física, funcional y fundamental de la herencia. Es una secuencia de nucleótidos
ordenada y ubicada en una posición especial de un cromosoma. Un gen contiene el
código específico de un producto funcional.
El
DNA es la molécula que contiene el código de la información genética. Es una
molécula con una doble hebra que se mantienen juntas por unioneslábiles entre
pares de bases de nucleótidos. Los nucleótidos contienen las bases Adenina(A),
guanina (G), citosina (C) y timina (T).
(ver Estructura ADN)
La
importancia de conocer acabadamente el genoma es que todas las enfermedades
tienen un componente genético, tanto las hereditarias como las resultantes de
respuestas corporales al medio ambiente.
El
Proyecto Genoma Humano es una investigación internacional que busca seleccionar
un modelo de organismo humano por medio del mapeo de la secuencia de su DNA. Se
inició oficialmente en 1990 como un programa de quince años con el que se
pretendía registrar los 80.000 genes que codifican la información necesaria para
construir y mantener la vida. Los rápidos avances tecnológicos han acelerado los
tiempos esperándose que se termine la investigación completa en el 2003.
Cuando faltan sólo tres años (2003) para el cincuentenario del descubrimiento de
la estructura de la doble hélice 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 químicas que conforman el DNA.
·
Acumular la información en bases de datos.
·
Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación.
·
Desarrollar herramientas para análisis de datos.
·
Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que se derivan del proyecto.
Este
proyecto ha suscitado análisis éticos, legales, sociales y humanos que han ido
más allá de la investigación científica propiamente dicha. (Declaración sobre
Dignidad y Genoma Humanos, UNESCO)
El
propósito inicial fue el de dotar al mundo de herramientas trascendentales e
innovadoras para el tratamiento y prevención de enfermedades.
Como
se expresó, el genoma es el conjunto de instrucciones completas para construir
un organismo, humano o cualquiera. El genoma contiene el diseño de las
estructuras celulares y las actividades de las células del organismo.
IDEAS FUNDAMENTALES DE LA
GENÉTICA
-
La genética estudia la
transmisión de los caracteres de una generación a otra.
-
El ADN contiene toda la
información de las características de los individuos.
-
La apariencia física es
producto del genotipo.
-
Las mutaciones son cambios
azarosos en el ADN, debidas a factores como los virus, los químicos, las
radiaciones, entre otros. Estas mutaciones pueden ocasionar enfermedades o
la muerte.
-
Las mutaciones han sido la
materia prima en la evolución de la vida.
El
núcleo de cada célula contiene el genoma que está conformado por 24 pares de
cromosomas, los que a su vez contienen alrededor de 80.000 a 100.000 genes, los
que están formados por 3 billones de pares de bases, cuya secuencia hace la
diferencia entre los organismos.
Se
localiza en el núcleo de las células. Consiste en hebras de DNA estrechamente
arrolladas y moléculas de proteína asociadas, organizadas en estructuras
llamadas cromosomas. Si desenrollamos las hebras y las adosamos medirían mas de
5 pies, sin embargo su ancho sería ínfimo, cerca de 50 trillonesimos de pulgada.
El
DNA que conforma el genoma, contiene toda la información necesaria para
construir y mantener la vida desde una simple bacteria hasta el organismo
humano. Comprender como el DNA realiza la función requiere de conocimiento de su
estructura y organización.
La
molécula de DNA consiste de dos hebras arrolladas helicoidalmente, una alrededor
de la otra como escaleras que giran sobre un eje, cuyos lados hechos de azúcar y
moléculas de fosfato se conectan por uniones de nitrógeno llamadas bases.
Cada
hebra es un acomodamiento linear de unidades similares repetidas llamadas
nucleótidos, los que se componen de un azúcar, un fosfato y una base
nitrogenada. Cuatro bases diferentes están presentes en la molécula 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 instrucción genética requerida para crear un organismo particular con
características que le son propias. La adenina y la guanina son bases púricas,
en cambio la citosina y la timina son bases pirimidínicas.
Las
dos hebras de DNA son mantenidas juntas por uniones entre bases que forman los
pares de bases. El tamaño 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 éste estudio fueron la bacteria
Escherichia coli, la mosca de la fruta, y las ratas de laboratorio.
Cada
vez que la célula se divide en células hijas, el genoma total se duplica, en el
caso del genoma humano esta duplicación tiene lugar en el núcleo celular.
Durante la división, el DNA se desenrolla y rompe las uniones entre pares de
base permitiendo a las hebras separarse. Cada hebra dirige la síntesis de una
nueva hebra complementaria con nucleótidos libres que coinciden con sus bases
complementarias de cada hebra separada.
Existe una forma estricta de unión de bases, así se forman pares de adenina -
timina (AT) y citosina - guanina (CG). Cada célula hija recibe una hebra vieja y
una nueva. Cada molécula de DNA contiene muchos genes, la base fisica y funcional
de la herencia. Un gen es una secuencia específica de nucleótidos base, los
cuales llevan la información requerida para la construcción de proteínas que
proveerán de los componentes estructurales a las células y tejidos como también
a las enzimas para una esencial reacción bioquímica.
El
genoma humano comprende aproximadamente entre 80.000 y 100.000 genes. Sólo el 10%
del genoma incluye la secuencia de codificación proteica de los genes.
Entremezclado con muchos genes hay secuencias sin función de codificación, de
función desconocida hasta el momento.
Los
tres billones de pares de bases del genoma humano están organizados en 23
unidades distintas y físicamente separadas, llamadas cromosomas. Todos los genes
están dispuestos linealmente a lo largo de los cromosomas. EL núcleo de muchas
células humanas contiene dos tipos de cromosomas, uno por cada padre. Cada set,
tiene 23 cromosomas simples, 22 de tipo autosómico y uno que puede ser X o Y que
es el cromosoma sexual. Una mujer normal tendrá un par de cromosomas X (XX), y
un hombre normal tendrá un cromosoma X y otro Y (XY). Los cromosomas contienen
aproximadamente igual cantidad de partes de proteína y DNA. El DNA cromosómico
contiene un promedio de 150 millones de bases.
Los
cromosomas pueden ser evidenciables mediante microscopio óptico y cuando son
teñidos revelan patrones de luz y bandas oscuras con variaciones regionales. Las
diferencias en tamaño y de patrón de bandas permite que se distingan los 24
cromosomas uno de otro, el análisis se llama cariotipo.
Las
anomalías cromosómicas mayores incluyen la pérdida o copias extra, o pérdidas
importantes, fusiones, translocaciones detectables microscópicamente. Así, en el
Síndrome de Down se detecta una tercer copia del par 21 o trisomía 21.
Otros
cambios son tan sutiles que solo pueden ser detectados por análisis molecular,
se llaman mutaciones. Muchas mutaciones están involucradas en enfermedades como
la fibrosis quística, anemias de células falciformes, predisposiciones a ciertos
cánceres, o a enfermedades psiquiátricas 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 función o rasgo hereditario, se dice que el individuo es
homocigótico para tal rasgo, por el contrario se dice que es heterocigótico.
Como ejemplo podemos citar que un gen transmita el rasgo hereditario del color
de ojos verde y el otro el color de ojos marrón. Se trata de heterocitogas para
el rasgo color de ojos. Si a su vez, uno de esos genes domina en la expresión
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 través del ARN
mensajero (ARNm), el cual es un intermediario transitorio. Para que la
información de un gen sea expresada, un RNA complementario produce un proceso
llamado transcripción, desde la plantilla del DNA del núcleo. Este RNAm, se
mueve desde el núcleo hasta el citoplasma celular, donde sirve como plantilla
para la síntesis protéica.
La
maquinaria celular que sintetiza proteínas traduce los códigos en cadenas de
aminoácidos que constituyen la proteína 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 cromosómico.
Desde
un punto de vista no científico, el mapa del genoma humano es una herramienta
genética que permite estudiar la evolución del hombre y que cambiará
drásticamente la medicina actual tal como la conocemos. Será una cambio de
paradigma. Permitirá el tratamiento de enfermedades hasta ahora sin cura. Las
investigaciones estuvieron a cargo fundamentalmente de Estados Unidos (Instituto
Nacional de Investigación del Genoma Humano -NHGRI- de Maryland) y Gran Bretaña
(Centro Sanger en Cambridge), pero también acompañaron Francia, Alemania, Japón
y China.
Hoy
el mapa del genoma está casi completado. Se abre también el camino para la
manipulación genética, 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 investigación duró diez años e insumió cerca de
2.000 millones de costo.
La
fiabilidad del mapa de 3.000 millones de pares de bases llegará a un 99,99%.
Además se conocerá el número preciso de genes del organismo calculado entre
60.000 y 100.000. Actualmente el 85% del genoma está detalladamente mapeado.
El
mito del ser humano inmortal y perfecto se asocia a la aplicación practica de
los conocimientos del mapa del genoma humano. Como se puede apreciar, la
búsqueda de la raza perfecta buscada hace años por Hitler resulta ser una
aspiración de la raza humana ahora encarnada en el proyecto del genoma humano.
El
conocimiento del genoma permitirá que se creen nuevas drogas terapéuticas que
desplazarán a las anteriores en la medida que los presupuestos permitan
comprarlas. De este modo se podrá polarizar la industria farmacéutica. Las
nuevas drogas prometen tener menores efectos colaterales que las actuales.
Se
puede comparar la medicina tradicional como a un técnico que pone a punto un
programa de computación ajeno con otro que conoce el código del mismo. Hoy ya
con el conocimiento del genoma humano, conocemos el código, antes sólo podíamos
configurar el programa. Será pues el mayor avance médico de la humanidad.
Se le
podrá informar a una persona, que puede comer alimentos grasos porque carece de
predisposición genética a la obesidad y a enfermedades cardíacas, pero que debe
huir del alcohol porque es genéticamente propenso al alcoholismo. Además el
grado de certidumbre que otorga el conocimiento del código genético resultaría
más creíble para la persona en cuestión, ya que sabe que lo que se le informa
será absolutamente cierto. Es una predicción absoluta, de su futuro. Podríamos
hablar de genomancia o sea la adivinación del futuro mediante el código
genético.
Si
una persona carece de un determinado tipo de célula que le produce una
enfermedad, la misma se podrá cultivar y luego colocar al sujeto. Claro que ésto
debería en principio ser realizado periódicamente ya que el sujeto carecería de
la habilidad propia para restaurar la función. Pero la terapia de línea
germinal, apuntaría a solucionar ese inconveniente, ya que afectaría las futuras
generaciones celulares. Esto es impredecible y éticamente intolerable, pero de
no serlo o de permitirse se borrarían del planeta el síndrome de Down o el sida.
Hasta
ahora, el médico ha tenido muy clara su tarea: devolver al paciente al estado
natural de salud. Pero cuando pueda manipular el programa vital, ¿resistirá la
tentación 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,
detección temprana de predisposiciones genéticas a ciertas enfermedades, el
diseño racional de drogas, terapia génica, sistemas de control para drogas y
farmacogenomas.
Se ha
estudiado un gen que determina la producción de la proteína llamada SPARC, la
que normalmente impide al organismo atacar y anular células cancerígenas. La
terapia génica en éstos casos actúa permitiendo que las células cancerosas sean
atacadas por el organismo.
A
nivel de genomas microbianos, sirvió para explorar nuevas fuentes de energía (bioenergía),
monitoreo del medio ambiente para detección de poluciones, protección contra
guerra Química y biológica y eficiente limpiado de residuos tóxicos. También es
útil para estimar el daño y riesgo por exposición a la radiación, agentes
mutagénicos, toxinas cancerígenas y reducción de probabilidad de mutaciones
hereditarias. La identificación 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 cáncer de pulmón y fume cigarrillos desarrollará
cáncer de pulmón a diferencia de quien no tenga dicho oncogen).
En
bioarqueología, evolucionismo y migración humana tiene su utilidad en las
mutaciones de linaje, migraciones de diferentes grupos poblacionales basados en
el DNA mitocondrial, mutaciones del cromosoma Y, además de comparar los cambios
evolutivos con eventos históricos.
En
identificación forense, para potenciales sospechosos en los cuales el DNA puede
conducir a liberar a personas que fueran acusadas de crímenes injustamente, para
identificar víctimas de catástrofes, paternidad y otras relaciones familiares,
identificar y proteger especies en peligro, detectar bacterias que pueden
polucionar agua, aire, alimentos, determinar compatibilidad de organos donantes
en programas de trasplante, determinar el pedigrí en ganados y para autenticar
productos de consumo como caviar, vinos.
En
agricultura, ganadería y bioprocesamientos, se utiliza para mejorar la
resistencia de cultivos ante insectos, sequías, para hacerlos más productivos y
saludables igualmente para producir animales más saludables y nutritivos,
elaborar biopesticidas, vacunas comestibles y nueva limpieza del medio ambiente
de plantas como tabaco.
Los
problemas derivados de la investigación genética son la equidad en su uso por
parte de aseguradoras, seguro social, escuelas, agencias de adopción,
cumplimiento de la ley, instituciones militares. A quien pertenece la potestad
del control? Otro problema es el impacto psicológico y la estigmatización debido
a diferencias individuales y acerca de cómo influirá a la sociedad el
determinismo genético. El personal que cuida de la salud aconsejará a los padres
acerca de los riesgos y limitaciones de la tecnología genética. Qué tan
confiable será, además de útil, el testeo genético fetal?
Respecto de la terapia génica usada para tratar o curar trastornos genéticos
plantea la pregunta acerca de qué es una discapacidad o trastorno y quién decide
acerca del mismo.
Las
dishabilidades son enfermedades?
Deben
ser curadas o prevenidas?
El
mejoramiento génico incluye el uso de terapia genética para suplir
características como la altura que un padre podría querer en sus hijos, pero que
no significa la prevención de una enfermedad, sino la búsqueda de un ser
perfecto acorde a un ideal.
Si
ésto se vuelve una práctica común, como podría afectar la diversidad genética?
Finalmente, que consecuencias sociales traería a la humanidad?
La
equidad en el uso de las tecnologías génicas, plantea quién tendrá acceso a la
misma y quien pagará por su uso.
Los
estudios clínicos incluyen educación de proveedores de servicios de salud,
pacientes y público, acerca de cómo se implementarán los testeos genéticos.
En
1992, Craig Venter, investigador del NHI (National Health Institute) solicitó
patentes por 2750 fragmentos de ADN. El original pedido de patentamiento fue
rechazado por no cumplir con los requisitos técnicos de las patentes ya que las
funciones de dichos fragmentos no estaban definidas todavía, al menos
públicamente. Sin embargo el hecho devino en una furia de patentamientos
similares. Actualmente Venter y su socio Hunkapiller, experto en bioinformática,
trabajan en Celera Genomics y su meta es descifrar el genoma en su totalidad en
el 2001.
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