proyecgeno

El Proyecto Genoma Humano (P.G.H) es un proyecto internacional, que parti� el a�o 1988, cuyo objetivo principal es conocer la secuencia completa del genoma humano (1, n�meros referentes a blibliograf�a).
Se llama genoma a la totalidad del material gen�tico de un organismo. El genoma humano posee entre 50.000 y 100.000 genes distribuidos entre los 23 pares de cromosomas de la c�lula som�tica humana.
Cada cromosoma puede contener m�s de 250 millones de pares de bases de DNA, y se estima que la totalidad del genoma humano tiene 3000 millones de pares de bases (2).

La idea de iniciar un estudio coordinado del genoma humano surgi� de una serie de conferencias cient�ficas celebradas entre 1985 y 1987; idea que gan� impulso en Estados Unidos en 1990 con la ampliaci�n de la financiaci�n del Departamento de Energ�a (D.O.E), y la posterior uni�n al proyecto de los Institutos Nacionales de Salud (N.I.H). Uno de los primeros directores del programa en Estados Unidos fue el bioqu�mico James Watson, que en 1962 junto con el biof�sico Francis Crick, recibieron el Premio Nobel de Fisiolog�a y Medicina por el descubrimiento de la estructura del DNA (2).
Estructura del DNA

Comenzando los a�os 50, J. Watson y F. Crick se unieron en el trabajo de dilucidar la estructura del DNA. La estructura tenia que permitir:

- que la mol�cula de DNA portara informaci�n;
- que la mol�cula de DNA pudiera autoduplicarse.

Seg�n el modelo propuesto por Watson y Crick, la mol�cula de DNA consta de dos columnas hechas de grupos fosfato, alternados con mol�culas de desoxirribosa, las cuales forman dos hebras paralelas que est�n enrolladas como una h�lice, dejando las bases nitrogenadas hacia adentro. Las bases nitrogenadas son adenina la que se aparea con timina y citosina con guanina (o viceversa).(3).
Este tipo de asociaci�n entre las dos cadenas del DNA le confiere dos caracter�sticas importantes:

-las dos cadenas son complementarias
-y tambi�n antiparalelas (4).

El c�digo gen�tico, entonces, viene determinado por el orden que ocupan las bases en la escalera de DNA. Por lo general cada secci�n de esta escalera tiene una secuencia �nica que puede utilizarse para diferenciar unos genes de otros y fijar su posici�n en el cromosoma (2). La siguiente imagen corresponde al supuesto modelo de la cadena de DNA.

Cartograf�a y Secuenciaci�n

El P.G.H., al tratarse de un proyecto que pretende identificar la secuencia completa del genoma humano, con toda una secuencia codificante (exones) y no codificante (intrones), necesita de t�cnicas que permitan identificar el lugar (locus) y la distancia en que se encuentran los m�s de 100.000 genes.
En un principio, el P.G.H. fue acordado realizarlo en dos etapas, una de Mapeo f�sico (o cartograf�a gen�tica) de todos los cromosomas, etapa que termino el a�o 1998; luego, la segunda etapa corresponde a Secuenciaci�n, la que parti� en 1998 (1).
Hay dos categor�as principales de t�cnicas de cartograf�a gen�tica: Ligamiento o cartograf�a gen�tica. que identifica s�lo el orden relativo a los genes a lo largo del cromosoma; y Cartograf�a f�sica,un conjunto de m�todos m�s precisos que permite determinar las distancias entre genes dentro del cromosoma. ambos tipos de cartograf�a utilizan marcadores gen�ticos, que son caracter�sticas f�sicas o moleculares detectables que se diferencian entre los individuos y se transmiten por herencia (2).
Los mapas de ligamiento humano se han elaborado sobre todo siguiendo las pautas de herencia de familias extensas a lo largo de muchas generaciones. Estos estudios se limitan a los rasgos f�sicos heredados, f�cilmente observables en todos los miembros de la familia.

La cartograf�a f�sica determina la distancia real entre puntos diferenciados de los cromosomas. Las t�cnicas m�s precisas combinan rob�tica, uso de l�ser e inform�tica para medir la distancia entre marcadores gen�ticos. Para realizar estos mapas se extrae DNA de los cromosomas humanos y se rompe aleatoriamente en numerosos fragmentos (2).
Una de las estrategias para lograrlo consiste en utilizar secuencias de DNA complementarias (cDNA). Estas secuencias se obtienen gracias al uso de una prote�na de origen viral (transcriptasa inversa) que es capaz de copiar una mol�cula de DNA a partir de una mol�cula de RNA. Debido a que el RNA pierde todas las secuencias no codificantes (intrones) durante su paso desde el n�cleo al citoplasma, al utilizarlo como "modelo" uno se asegura que el DNA obtenido de ese RNA ( o cDNA ) posee s�lo genes "�tiles" o codificantes. Posteriormente las secuencias se amplifican cientos de veces en un sistema de "copia autom�tica" conocido como reacci�n de polimerasa en cadena (PCR), con lo cual se obtienen cientos de fragmentos de la secuencia deseada en pocas horas. Finalmente estas secuencias pueden ser sometidas a las distintas estrategias de mapeo que existen en la actualidad (5).

La secuenciaci�n es el proceso por el cual se identifican las secuencias en que est�n unidas los 300 mil millones de pares de bases y luego, posteriormente, saber que significan estas secuencias.

Para determinar la secuencia real de nucle�tidos, hacen falta mapas f�sicos muy detallados que recojan el orden exacto de las piezas clonadas del cromosoma. El m�todo por el cual se secuencia el DNA, consiste en replicar piezas espec�ficas de DNA y modificarlas de modo que terminen en una forma fluorescente de uno de los cuatro nucleotidos. En los modernos secuenciadores autom�ticos de DNA, el nucle�tido modificado situado al extremo de una de estas cadenas se detecta con un haz de l�ser y se determina el numero exacto de nucle�tidos de la cadena a continuaci�n se combina esta informaci�n en un ordenador para reconstruir la secuencia de pares de bases de la mol�cula original de DNA (2).
El ritmo de acumulaci�n de secuencias de DNA es vertiginoso ya que su cantidad se dobla cada pocos meses. Actualmente se estima que ya se ha secuenciado casi un dos por ciento del total del genoma humano, pero este dato no debe enga�ar: con las t�cnicas y ritmos actuales, en los pr�ximos a�os se obtendr� una tasa de 500 Mb por a�o. La siguiente imagen corresponde a un mapa gen�tico del genoma humano.