Bioinformática: moléculas y vida - La revolución genómica

La reciente publicación de la secuencia completa del genoma humano constituye uno de los acontecimientos con mayor repercusión en el progreso de la ciencia en general y de la biomedicina en particular.13


Su análisis, ha permitido estudiar, en forma integral, cerca de 1,000 genes causantes de enfermedades monogénicas y ha hecho evidentes algunos de los polimorfismos o variaciones de un solo nucleótido (SNPs) que confieren la individualidad. Los polimorfismos son cambios en el orden de las letras, que representan la secuencia genética, por lo tanto, en la información genética, y provocan que una persona sea diferente del resto. Las combinaciones que resultan de los SNPs, a lo largo de todo el genoma humano, originan la individualidad genética, que además de definir aspectos físicos del individuo, le producen susceptibilidad y resistencia a enfermedades multifactoriales como la diabetes mellitus, la hipertensión arterial, el asma y el cáncer, entre otras.15


Ahora que el genoma se ha descifrado, el gran reto científico consiste en conocer cómo interactúan los genes y cómo las más sutiles alteraciones en cada uno de ellos predisponen los individuos a las enfermedades. La comprensión sobre cómo las variantes genéticas y el medio ambiente regulan el fenotipo de las células, tejidos y órganos, ocupará la investigación del siglo XXI.13


Los datos resultantes del proyecto para descifrar el genoma humano constituyen una fuente imprescindible para comprender los fenómenos biológicos. Su estudio permitirá el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico más rápidos y fiables, que facilitarán la prevención y el tratamiento de las enfermedades, nuevos fármacos actuarán a escala molecular y personalizada, y una terapia génica posibilitará reparar errores genéticos. La práctica médica se transformará radicalmente con el nacimiento de la "Medicina Molecular", que se caracterizará por la búsqueda de las causas más remotas de las enfermedades y no por el tratamiento de sus síntomas.13

¿Qué beneficios puede producir el estudio del genoma? 10,16


Todas las enfermedades tienen un componente genético, bien hereditario o como resultado de la respuesta del organismo a los estímulos del medio como las toxinas o los virus. El valor del proyecto para descifrar el genoma humano consiste en posibilitar a los investigadores localizar, con precisión, los errores en los genes- las unidades más pequeñas de la herencia- que producen o contribuyen a la aparición de las enfermedades en los seres humanos.


Su objetivo final es utilizar esta información para desarrollar nuevas formas de tratar, curar o prevenir las miles de enfermedades que afligen a la humanidad. Pero el camino desde la identificación de los genes hasta la obtención de los tratamientos efectivos es largo y está cargado de desafíos.


La exploración de las funciones de cada gen humano - que, como se ha dicho, es un desafío mayor que se extiende bien lejos dentro del siglo XXI -revelará cómo los genes defectuosos causan las enfermedades. Con este conocimiento, los esfuerzos comerciales se dirigen hacia el desarrollo de una nueva generación terapéutica basada en los genes. El diseño de los medicamentos experimenta una revolución en la medida en que los investigadores crean nuevas clases de drogas basadas en el uso de la información disponible sobre la función de los genes y las proteínas. Las drogas dirigidas a sitios específicos del cuerpo prometen tener menos efectos colaterales que muchas de las medicinas actuales.


Se busca identificar proteínas beneficiosas o perjudiciales, las primeras pueden utilizarse como fármacos, para las perjudiciales es necesario hallar moléculas que las inhiban.


El potencial para utilizar los propios genes en el tratamiento de las enfermedades - la terapia genética - es la aplicación más emocionante de la ciencia del ADN. Ha capturado la imaginación del público y de la comunidad biomédica. Este campo, en rápido desarrollo, se revela con un gran potencial para tratar o aún para curar enfermedades genéticas o adquiridas, mediante el uso de genes normales para reemplazar o complementar un gen defectuoso o bien, para reforzar la inmunidad a las enfermedades -por ejemplo, agregando un gen que suprima el crecimiento de un tumor. En esencia, la terapia génica es la introducción de genes en el ADN de una persona para tratar enfermedades.


Los tests basados en el ADN son casi el primer uso comercial y de aplicación médica de los nuevos descubrimientos en materia genética. Estos tests pueden utilizarse para el diagnóstico de enfermedades y su pronóstico, así como para confirmar la presencia de una enfermedad en pacientes asintomáticos y, con variados grados de certeza, predecir el riesgo de enfermedades futuras en personas sanas y en su descendencia.

Algunos datos de interés sobre el genoma humano16

• El genoma es todo el material genético contenido en los cromosomas de un organismo en particular. En el caso del ser humano, su genoma tiene 3.000 millones de nucleótidos. Aplicado al hombre, el genoma se refiere sólo al ADN cromosómico. Aunque la mitocondria contiene genes, estos genes no se consideran parte del "genoma".
  
• El genoma no analiza la diversidad genética o el polimorfismo de los genes de una especie. Por ejemplo, en el genoma humano la secuencia, en principio, podría determinarse con sólo la mitad del ADN de una célula de un individuo. Para conocer una variación particular o ciertas enfermedades, se requiere la comparación entre individuos.
  
• El genoma humano contiene alrededor de 3 200 millones de bases nucleótidos (A, C, T, y G).
  
• Por término medio, los genes contienen 3.000 bases, pero el tamaño varía mucho, el más grande conocido en el humano, el dystrophin tiene 2,4 millones de bases.
  
• Se desconoce la función de más del 50% de los genes descubiertos.
  
• La secuencia del genoma humano es casi (99,9%) exactamente la misma en todas las personas.
  
• Alrededor del 2% del genoma codifica instrucciones para la síntesis de proteínas.
  
• Las secuencias repetidas que no codifican proteínas, forman alrededor del 50% del genoma humano.
  
• Las secuencias repetidas se cree que no tienen una función directa, pero mantienen la estructura y el dinamismo de los cromosomas.
  
• El cromosoma 1 (el cromosoma humano más grande) tiene la mayor cantidad de genes (2 968), y el cromosoma Y la menor (231).
  
• Se han identificado alrededor de 3 millones de localizaciones donde existen diferencias en simples bases del ADN en humanos. Esta información promete revolucionar el proceso de hallazgo de secuencias de ADN relacionadas con enfermedades como las cardiopatías, la diabetes, la artritis y el cáncer.